Dlaczego?
Silnikie bezszczotkowe są mocniejsze, żywotniejsze i wydajniejsze od swoich szczotkowych odpowiedników w tych samych rozmiarach. Używane w łodziach, samolotach czy samochodach generuja większą moc oraz dłuższy czas pracy.
Jaka różnica miedzy silnikiem szczotkowym a bezszczotkowym?
Zasadą działania silników szczotkowych jest stykanie się grafitowych szczotek ze stykami rozmieszczonymi na komutatorze. Szczotki te są używane aby przenosić ładunki elektryczne na komutator który wprawia w ruch zwoje umieszczone na wirniku silnika. Natomiast silnik bezszczotkowy składa się z nieruchomego uzwojenia i wirujących magnesów umieszczonych wirniku silnika. Magnesy są pogrupowane w fazy, kontroler obrotów silnika (ESC) steruje pracą silnika dostarczając prąd do faz w odpowiedniej sekwencji wprawiając je w ruch.
Co to RPM, Kv oraz prąd znamionowy:
RPM to wskaźnik ilości obrotów na minutę, jest to informacja o maksymalnych obrotach na jakie może się „wkręcić” silnik. Silniki bezszczotkowe są opisywane również parametrem Kv, jest to ilość obrotów, bez obciążenia, jakie silnik może uzyskać z jednego wolta dostarczonego napięcia. Przykładowo jeśli silnik został oznaczony parametrem 980 Kv i jest zasilany akumulatorem LiPolowym o napięciu 11,1 V to będzie się rozkręcałdo 980 x 11,1 = 10878 RPM bez obciążenia silnika. Prąd znamionowy określa maxymalna wartość prądu, chwilowego lub stałego, jaki można przenieść na silnik bez uszkodzenia. Przy wyborze akumulatora oraz kontrolera obrotów (ESC), dobieraj je w ten sposób aby parametry prądu znamionowego były równe lub większe od granicznych. Unikniesz w ten sposób uszkodzeń
Wewnętrzne kontra zewnętrzne magnesy:
Silniki bezszczotkowe, ze względu na budowę, można podzielić na te, które posiadają nieruchome zwoje które otaczają wirujący magnes umieszczony w samym środku (dalej zwane wewnętrznymi), oraz te które posiadają nieruchome zwoje otoczone wirującym magnesem na zewnątrz. Różnice w budowie znacząco zmieniają charakterystykę takiego silnika. Silniki z magnesami umieszczonymi na zewnątrz, generalnie mają niższe wskaźniki Kv, co znaczy, że pracują na niższych obrotach ale z wiekszym momentem obrotowym co pozwala przenieść większą moc bez skrzyni biegów. Większość modeli zdalnei sterowanych wykorzystuje silniki z magnesem umieszczonym wewnętrznie ze względu na wieksze wartości Kv.
Dość teorii, czas na działania praktyczne!
Krok po kroku przeprowadzę Cię przez proces wymiany silnika szczotkowego na bezszczotkowy wraz z wymianą kontrolera obrotów (ESC).
Do przeprowadzenia całej operacji będziesz potrzebował prostych narzędzi która znajdują się w co drugim polskim domu. Przygotuj:
- śrubokręt krzyżakowy
- imbus
- kombinerki
- lutownica
- cyna
- izolacja termo-kurczliwa
- nożyczki
- dwustronna taśma montażowa
Kiedy już skompletujesz potrzebne elementy można zabrać sie do działania. Przy użyciu nożyczek pamietaj aby pomyśleć 2 razy, zanim wykonasz cięcie. Nie śpiesz się bo będziesz robił dwa razy dłużej. Przy użyciu lutownicy zachowaj szczególną ostrożność, to samo tyczy się ostrych narzędzi.
Przygotuj stanowisko pracy w taki sposób aby zmniejszyć szansę zagubienia śrubek i innych drobnych elementów. Zadbaj o dobre oświetlenie. Do dzieła!
Postaw samochód na kołach, zdejmij obudowę. Aby moć zamontować nowe podzespoły naturalnie w pierwszej kolejności musimy zdemontować stare. Najłatwiej będzie zaczać od rozłączenia regulatora obrotów (ESC) od silnika i akumulatora. Zdemontuj akumulator oraz radiator aby nie przeszkadzał w kolejnych krokach. Zdemontuj włącznik (ON/OFF) prowadzący do ESC. W tym celu będziesz musiał odkręcić dwie śruby umieszczone na spodniej części płyty podłogowej (zaznaczone na zdjęciu). Kiedy już rozłączysz wszystkie kable wychodzące z ESC możesz go spokojnie odkleić od górnej płyty, nie musisz używać dużej siły, kręć nim raz w lewo raz w prawo aż "puści". Nie ma potrzeby demontować odbiornika czy serwa skrętu. Teraz zajmiemy się demontażem silnika. Jest to troche mniej przyjemna czynność, jeśli chcemy zaoszczędzić troche czasu, będziemy zmuszeni wykręcać śruby mocujące w niewygodnych położeniach. Droga na około wiąże się z częściowym rozebraniem tylnego zawieszenia.
Dokładnie przyjrzyj się mocowaniu łoża silnika. Silnik został zamocowany w łożu przez dwie śruby imbusowe które musisz odkręcić aby go zdemontować. Dostęp do tych "imbusów" jest utrudniony, masz do wyboru albo zdemontować zawieszenie prawego, tylnego koła albo próbować na skróty. My wybraliśmy drogę na skróty, wygląda to nastepująco. Musisz zaopatrzyć się w w długi imbus, minimum 10 cm.
Wkładasz narzędzie od tylu wzdłuż osi pojazdu. Trzeba tak nakierować kluczem imbusowym aby trafić na śruby mocujące, odkręcenie tych śruby nie jest kłopotliwe ale będziemy przecież musieli je jeszcze wkręcić, o tym za chwilę. Kolejnym krokiem jest przeniesienie zębatki atakującej ze starego silnika na nowy.
Jedyne o czym trzeba pamiętać to, to aby śruba blokująca została dokręcona dokładnie w miejscu wpustu na wałku. Czas na montaż, ułóż silnik w łożu analogicznie do starego silnika tak aby otwory w łożu pokrywały się z otworami montażowymi silnika. Wkręć w pierwszej kolejności dolną śrubę znacznie ułatwi to całą operację. Nie dokręcaj jej do końca, dokręcisz obie śruby jak już będą "siedziały" w otworach.
Jeśli udało Ci się już pozbyć starego silnika i pacjent jest już gotowy do przeszczepu trzeba przygotować jego nowe serce. Producent niestety nie dostarcza wszystkich niezbędnych elementów do poprawnego montażu podzespołów. Brakującym ogniwem są tak zwane "Gold". Jak łatwo zobaczyć na zdjęciach, silnika i kontrolera obrotów, że silnik został wyposażony we wtyczki ale kontroler obrotów nie posiada gniazd. To umyślny zabieg producenta, w ten sposób możemy użyć innego, nie seryjnego silnika. W wyniku zainstaniłej sytuacji masz conajmniej dwie możliwości. Możesz kupić 3 gniazda typu "Gold" i wlutować w nie kable ESC. Właśnie to rozwiązanie wybrałem bo wydawało mi się najrozsądniejsze. Pozostałem rozwiązania to przylutowanie kabli bezpośrednio do wtyków silnika lub zlutowanie kabli silnika i ESC razem po usunięciu wstyczek. Obydwa rozwiązania niosą za sobą pewne niewygody, przede wszystkim silnik i ESC zostają połączone na stałe co utrudnia zarządzanie tymi elementami, drugą przeszkodą jest ryzyko wykonania niedostatecznie dobrego połączenia aby kable nie nagrzewały się.
Instrukcja lutowania wtyczek ("Goldów"):
Istotą całej operacji jest umieszczenie lutu w kielichu styczki (Tam gdzie będziemy umieszczać przewód). Po umieszczeniu cyny w kielichu należy ja rozgrzać i wetknąć przewód. Nastepnie poczekaj do ostudzenia spoiwa. Sprawdź czy kable przewodzą prąd co świadczy o dobrym wykonaniu połączeń. Ostatnim etapem jest założeniem izolacji temokurczliwej. Zakładamy koszulke termokurczliwą, należy ja założyć tak aby metal nie wystawał spod koszulki. Jak będzie już na swoim miejscu weź zapalniczkę i podgrzej koszulkę, po chwili zacznie sie kurczyć doskonale izolując.
Pozostaje już tylko połączyć elementy oraz uporządkować okablowanie w pojeździe. Podłącz silnik do ESC zgodnie z kolorami kabli. Użyj dwustronnej taśmy montażowej i zamontuj ESC na elementach konstrukcyjnych pojazdu. Jeżeli w którymś miejscu kable wydają się być zbyt długie, nie skracaj ich, użyj opasek zaciskowych do lepszej organizacji okablowania. Wisienką na torcie jest ponowne przykręcenie Włącznika.
Teraz już pozostaje tylko się cieszyć z zalet, jakie płyną, z faktu posiadania silnika bezszczotkowego. Pojazd będzie odczuwalnie szybszy i cichszy. Różnica, w dostarczanej mocy, może nawet dochodzić do 40 procent. Pojazd będzie tez jeździł dłużej niż na szczotkowym odpowiedniku. Uważaj na zakrętach bo teraz będziesz mógł je pokonywać z większymi prędkościami :).