НАМОТКА БЕСЩЕТОЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ | РЕМОНТ ДВИГАТЕЛЕЙ БПЛА

В данном руководстве рассмотрен процесс перемотки повреждённого бесщёточного двигателя, вышедшего из строя вследствие перегрузки, короткого замыкания или механической блокировки вала на высоких оборотах. Освоив эту процедуру, вы сможете оперативно восстанавливать двигатели, экономя время на ожидании замены и сокращая эксплуатационные расходы.

Основные причины выхода двигателей из строя

Типичные причины повреждения обмоток:

1. Эксплуатационная перегрузка - наиболее распространённый случай. Превышение допустимой нагрузки приводит к перегреву статора, разрушению изоляции эмалированного провода и межвитковому замыканию.

2. Термическая перегрузка - возникает при недостаточном охлаждении статора, вызванном:

   • Неоптимальной конструкцией ротора

   • Недостаточным воздушным потоком

   • Работой в высокотемпературной среде

3. Механические повреждения:

   • Вибрационные нагрузки, вызывающие обрыв соединений

   • Ударные воздействия, деформирующие обмотки

   • Коррозия проводников

Конструкция бесщеточного двигателя

Ключевые компоненты

• Ротор - подвижная часть с постоянными магнитами, фиксируемая на валу стопорным кольцом (C-образным шплинтом)

• Статор - сборная конструкция из электротехнической стали с зубцами для намотки обмоток

• Обмотки - трёхфазная система из эмалированного медного провода

Для трёхфазных двигателей количество зубцов статора кратно 3. Например в двигателях серий 11xxx, 12xxx используется конфигурация 9N12P:

• 9 зубцов статора

• 12 магнитов ротора

Схемы соединения обмоток

Существует два основных способа соединения фаз:

1. Соединение "звезда" (Wye):

   • Общая точка соединения трёх фаз

   • Характеризуется большим крутящим моментом

   • Меньшие рабочие обороты

2. Соединение "треугольник" (Delta):

   • Последовательное соединение фаз

   • Обеспечивает более высокие обороты (≈ в 1.8 раза выше, чем "звезда")

   • Меньший крутящий момент

Процесс перемотки двигателя

1. Демонтаж двигателя

1. Извлеките стопорное кольцо с вала ротора

2. Разделите ротор и статор

3. Аккуратно сложите все демонтированные компоненты

2. Удаление старых обмоток

1. Определите схему соединения обмоток

2. Аккуратно удалите повреждённые обмотки

3. Лак (изоляционное покрытие зубцов статора) лучше не повреждать ))

3. Подготовка к намотке

1. Очистите зубцы статора от остатков изоляции

2. Восстановите повреждённое изоляционное покрытие

3. Подготовьте эмалированный провод требуемого сечения

4. Намотка новых обмоток

1. Используйте провод с термостойкой изоляцией (рекомендуется полиэфирэмаль)

2. Наматывайте витки равномерно, соблюдая направление намотки

3. Соблюдайте количество витков, идентичное оригинальной обмотке

Этот двигатель имеет наиболее распространенную схему намотки - ABCABCABC. Наматывать обмотки нужно очень аккуратно, начиная намотку витков с ближней к оси части зубца, двигаясь вверх к верхней (дальше от оси вращения) части зубца статора.

Когда первый зубец намотан (в качестве эталона следует использовать оригинальный двигатель), вы пропускаете два зубца и наматываете следующий. Когда это будет сделано, пропустите два зубца и намотайте следующий, и снова пропустите два зубца и намотайте следующий, когда завершится последняя фаза А. Проделайте то же самое для фаз B и C.

Как правило, производители статоров помечают некоторые зубцы точками. Вы можете использовать их в качестве отправной точки. Сначала вы находите начальную точку и наматываете нужное количество витков.

В качестве примера мы будем использовать 11 витков. Вам нужно определить начало и конец провода. В моем случае начало провода всегда длиннее конца – это отличный способ узнать, какие провода нужно соединить в нейтральную точку.

Когда первые три зубца на фазе A обмотаны, вы переходите к следующей фазе, начиная со следующего первого зубца по часовой стрелке. Также важно понимать, где заканчиваются провода, поскольку внутренний провод должен быть подсоединен к внешнему проводу.

Вам нужно быть осторожным – поскольку схема крепления двигателя определена производителем. Если вы пропустите это место, точка выхода провода не будет соответствовать кронштейну карбоновой рамы, и вам придется переделывать всю работу.

После завершения второго этапа (B) вы переходите к третьему этапу (C) точно так же, как вы это делали ранее с этапами A и B.

Затем вы подключаете нейтральную точку (оконечную точку) и разделяете провода со всеми тремя фазами, а затем отводите провода в сторону.

5. Соединение обмоток

1. Сформируйте нейтральную точку для соединения "звезда"

2. Надёжно пропаяйте соединения

Припаяйте провода в местах их соединения и убедитесь, что все три конца провода правильно подсоединены. Для этого вам нужно нанести на кончик паяльника припой, пока не получится шарик для пайки. Далее протягивайте провод через шарик до тех пор, пока эмаль не расплавится и провода не будут спаяны вместе.

3. Заизолируйте точки соединения

Тестирование и сборка

1. Предварительная проверка

Подсоединяете три конца к тестовому ESC (или, в случае контроллера полета, к AIO, как показано на фото выше). В этот момент провода не защищены от перегибов и других механических повреждений, поэтому вам нужно быть очень осторожным при обращении с ними. Вам необходимо проверить, нет ли короткого замыкания, и аккуратно вставить ротор. При необходимости точку соединения можно дополнительно укоротить.

1. Прозвоните обмотки на отсутствие коротких замыканий
2. Проверьте сопротивление изоляции
3. Вставьте ротор
4. Убедитесь в свободном вращении ротора

2. Окончательная сборка

В  Betafllight (iNav или др.) активируйте двигатель, чтобы проверить, работает ли он. Если при подключении аккумулятора вы услышите “мелодию” инициализации ESC, вы на правильном пути. Включайте двигатель и прислушивайтесь к любым звукам, вибрациям и т.д. На этой фотографии все в порядке. Вы также можете попробовать запустить двигатель на полную мощность, чтобы проверить, нет ли перегрева.

После того как вы убедились, что с двигателем все в порядке, покройте обмотки очень тонким слоем прозрачного лака для ногтей, чтобы защитить их от вибрации и микросдвигов. Затем укоротите провода и подготовьте их к подключению к основным проводам. Будьте осторожны при обрезке проводов - если вы обрежете их слишком коротко, вам придется повторить весь процесс заново, включая удаление свежего лака.

1. Закрепите выводные провода

2. Нанесите защитный лак на обмотки

3. Установите термоусадку на соединения

После прогрева термоусадочной трубки с помощью пистолета с горячим воздухом, когда трубка максимально плотно обхватит провода, отогните конец и вставьте его между статором и основанием двигателя, чтобы он не касался магнитов ротора.

Кроме того, необходимо проверить, не соприкасаются ли незащищенные провода с зубцами статора, и в этом случае отрегулировать натяжение проводов. По окончании фиксации покройте их тонким слоем лака для ногтей и дайте высохнуть.

3. Контрольные испытания

Не забудьте установить стопорное кольцо на нижнюю часть вала, прежде чем тестировать двигатель. Когда двигатель будет собран, припаяйте провода к разъему ESC и попробуйте включить двигатель. Вам также необходимо проверить, какие звуки издает двигатель - убедитесь, что вы попробовали включить несколько скоростей и изоляция проводов не касается ротора.

1. Проверьте работу на всех режимах

2. Контролируйте температуру нагрева

3. Убедитесь в отсутствии вибраций

Рекомендации по эксплуатации

1. Используйте двигатель в рекомендуемом диапазоне нагрузок

2. Обеспечьте достаточное охлаждение

3. Регулярно проверяйте состояние подшипников и обмоток

Заключение

Освоив технику перемотки, вы получаете:

• Существенную экономию на замене двигателей

• Возможность оперативного ремонта

• Глубокое понимание работы БПЛА

Для успешного выполнения работ рекомендуем:

1. Тщательно документировать процесс демонтажа

2. Использовать качественные материалы

3. Соблюдать технологическую дисциплину