GoDrone – Brushless motor – Hvad er det?

En brushless motor, også kaldet en Børsteløs motor på dansk, er en elektrisk motor uden ‘’Kul børster’’

Alle elektriske motore har magnetiske faser der gør at motoren kan dreje rundt, det virker en smule som små elektromagneter der skubber og trækker rundt i en cirkel.

En Kul børste motor, har kul til at styre dens faser igennem operationen og kan derfor bare tilsluttes strøm for at operere. Derimod en børsteløs motor skal styres af en ESC (Eletronic speed control) og skifter faserne gennem operationen elektronisk.

Hvor de ‘’tidligere’’ motore kørte på Jevnstrøm (DC) kører en Brushless motor på 3 faset varierende vekselstrøm via ESC.

HVOR BLIVER DEN BRUGT

Den daglige brug af børsteløse (Brushless) motorer vokser i takt med vores teknologiske udvikling og produktionen af disse motorer bliver billigere. Her nedenfor finder du eksempler, på den daglige brug af denne type elektriske motor.

DRONER

På en drone er en brushless motor et absolut must da en drone har brug for et enormt. kraft til vægt forhold og for det andet et højt precisions niveau, da motorene ikke alene skal løfte dronen, men også styre den i et 3 dimensionelt rum, ved at individuelt bremse og hæve omdrejninger på de forskellige motorer.

BILER

På en bil er en brushless motor, det der gør forskellen mellem din morfars ellert og en fabriksny tesla. Den børsteløse motor i kombination med moderne batteri teknologi, er det der i dag gør at en Tesla som eksempel, kan køre op til 550km på en opladning og samtidig have næsten 700 hestekræfter.

MINDRE KØRETØJER

Den børsteløse motor er eksklusivt brugt i dag på mindre køretøjer som, elektriske cykler, skateboards og løbehjul.

ELVÆRKTØJ

Der er i dag flere og flere værktøjs produkter på markedet med børsteløse motore, deres høje popularitet skyldes kraftfulde motore, i mindre indpakning og mere effektivt batteriforbrug.

HÅRDE HVIDEVARER

Af samme grund som alle andre ting, så kan hårde hvidevarer også opnå laverestrømforbrug og ved hjælp af børsteløse motorer.

SATELLITTER 

På en satellit, er det meget vigtigt at man bruger komponenter som er meget driftsikre, som også har den lavest mulige vægt.

OPBYGNING AF BRUSHLESS MOTOR 

Nedenfor ser du en brushless outrunner motor, denne motor er lavet direkte til FPV droner, men principperne er det samme. Her har vi taget hatten af så og sige, også kaldet housing eller motorbell. 

Det er forholdsvis simpel opbygning – en fod eller bundplade som motoren monteres på. 3 ledninger til strøm. En stator som består af kobbervindinger, midterleje og poler. En motorbell eller housing som er fyldt med magneter og selve akslen. Ja det er simpelt og det er virkemekanismen i grundforståelse også.
De 3 ledninger får deres strøm fra ESC (Electronic speed controller) som fortæller hvor mange omdrejninger motoren skal køre med. Ledninger sender strømmen ud igennem kobbervindinger så polerne danner magnetisme, som så påvirker de mange magneter i yderskallen (bell) og derved får den til at dreje rundt. 

FPV MOTOR TAL

Navnet på en brushless motor er ofte angivet med nogle tal som eksempelvis kan være “2306 2450”. Hvert tal har en betydning det første tal er diameteren på statoren og næste tal er højden på statoren og det sidste tal er KV.

Specs for Motor 2306-2450

Stator diameter: 23mm
Stator Højde: 6mm
KV: 2450

STATOR DIAMETER

Diameter er målt på statoren, på tværs af motorakslen som på billedet. Diameter Målet kan bruges når man sammenligner to motorer. Den med største diameter vil typisk være den der besidder mest drejningsmoment ved samme kv. 
Exempel: Hvis man har en 2206 og en 2306 vil 2306 være den motor med mest drejningsmoment, trods samme Kv tal.

STATOR HØJDE

Højden er målt langs motorakslen men der refereres kun til selve statorens højde.

Brushless motor stator height

Statorens højde, kan bruges når man sammenligner to motorer. Tommelfingerreglen er at jo højere statoren er jo flere omdrejninger kan motoren tag. Grundlæggende er det fordi overfladen på polerne og kobber vindingerne er størrer. Jo størrer motor  kræver også mere strøm og størrer ESCér så ofte handler det også om balance mellem vægt og ydeevne.

KV

KV er en betegnelse for hvor mange omdrejninger pr volt (V) en brushless motor er i stand til, uden belastning. Kv referere til “constant velocity”. Kv kan som tommelfingerregel bruges, når man sammenligner to motorer som er tilnærmelsesvis ens, til at afgøre om en motor har mere drejningsmoment eller mere omdrejningsvillig.

Eksempel: hvis man har to 2208 motorer, den ene med 2400Kv og den anden med 2750Kv, så kan lave en udregning ud fra det batteri man skal bruge, lad os sige et 14.8 volt (V)

14.8 x 2400 = 35520 Revolutions pr. minute (RPM)

14.8 x 2750 = 40700 RPM

Man kan hermed konstatere at, 2750 Kv motoren tager 5180 omdrejninger mere ved 100%. Det er stadig vigtigt at huske på at 2400 Kv motoren vil have mere drejningsmoment og under belastning trække færre ampere (A)

FIND DEN PERFEKTE BRUSHLESS MOTOR TIL DIT PROJEKT

Valget af motor kan være overvældende, da der indspiller rigtig mange faktorer, og udregningerne kan være overvældende for en person uden højere matematisk skolegang.
Heldigvis findes der værktøjer som kan hjælpe til at simulere forskellige sammensætninger af feks. motor og propel.
Se mere her:

https://www.ecalc.ch

Her kan man også finde andre værktøjer, som ikke relatere sig direkte til el motore.

TYPER AF BRUSHLESS MOTOR

INRUNNER

En inrunner har statoren på ydersiden og kører en magnet kerne rundt i midten. Det er modsat den type motor du så tidligere indlægget – polerne vender ind mod midten og magneterne er derfor placeret i midten. Inrunner typen er typisk mere omdrejningsvillig, men har mindre drejningsmoment-Hvilket gør dem meget populære i EDF enheder (Electric ducted fan / elektrisk jet motor)

OUTRUNNER

En outrunner har en stator i midten og kører magneter rundt på ydersiden, som oftest kører ydersiden af motoren med rundt, deraf navnet Outrunner. Denne type ser man i langt de fleste tilfælde, bruges til droner og modelfly, da man kan lave diret drive til propelen uden en gearing grundet det høje drejningsmoment. Det er den type motor du så tidligere indlægget hvor poler og magneter køre på ydersiden.

GRUNDEN TIL OVERSTÅENDE

Grunden til at en inrunner er bedre til omdrejninger og at en outrunner er bedre til drejningsmoment er fordi at massen der kører rundt på en outrunner, er kraften overført til ydersiden/ længere væk fra midten af akslen og i en inrunner er kraften overført tættere på midten. 

ANDRE TYPER MOTOR

BRUSHED MOTOR

En Brushed motor er en ældre opfindelse, hvor man i stedet, som i en brushless skifter polerne på statoren elektronisk/digitalt, så gør en brushed motor det med kulbørster, i bunden af den roterende spole i midten.

PIEZO ELECTRIC MOTOR

En Piezo elektrisk motor er meget som en stepper motor, og er rimelig complex vi vil derfor ikke gå for meget i dybden i dette indlæg, denne type motorer er brug meget i camera linser og steder som biler til justering af rat og sæder.

Er du intrasseret i at vide mere, kan man læse mere her:
https://en.wikipedia.org/wiki/Piezoelectric_motor

STEPPER MOTOR

Stepper motore er typisk brugt rigtig meget i 3D printere, CNC maskiner og robotter. Grundet deres extremt høje præcisionsniveau og gode evne til at holde en fast position. I modsætning til alle andre elektriske motortyper, er en stepper motor ikke god til høje hastigheder og effektiviteten falder drastisk når omdrejningstallet stiger.  

FORDELE VED BRUSHLESS MOTOR VS. BRUSHED MOTOR

En brushless motor har stortset kun fordele over en brushed motor. Brushles at i dette forhold også en langt nyere teknologi.
Fordelene ved brushless over en brushed motor er feks.

  • 4-5x flere kræfter ved motor på samme størrelse
  • Mindre tab i varme og mere effektiv
  • Langt mindre slid og vedligehold
  • Langt højere hastigheder
  • mindre elektrisk støj

OPSUMMERING

Brushless motore er en videnskab og det kan være lidt tungt og gennemskue. Det er heller ikke allle fabrikanter der oplyser informationerne til deres motor på samme måde som FPV motorer gør. Vi bruger det mest er når vi bygger FPV droner og når vi vil forstå hvor meget vores motorer kan yde på traditionelle droner. Har du indputs eller brug for at vælge den rette motor så smid en kommentar nedenfor eller brug vores kontakt formular.

GoDrone's Firmaprofil

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *