Sunday, November 17, 2013

BrushLess DC Motors (BLDC)

Motores brushed são motores com escova. Interface de 2 fios, barulhentos e não precisam de ESC.
Motores brushless são motores sem escova. Interface de 3 fios, silenciosos e precisam de ESC.



A2212/13T Brushless motor
Pequeno e potente, já sobreviveu a muito testes.



Motores Brushless Outrunner são motores elétricos sem escova e que a carcaça gira junto com o eixo central. Possuem alto torque e baixa velocidade (menos de 3000k/v em modelos top de linha).
Um das principais vantagem desse tipo de motores é que está pronto para voar, só encaixar a hélice,
a principal desvantagem é alto consumo de corrente.

Existem também motores brushless inrunner que também são sem escova e que somente o eixo central gira. O torque é baixo mas a velocidade é alta (mais de 5000k/v na maioria dos modelos).
A principal vantagem é o baixo consumo de corrente. E a desvantagem é a necessidade de uma caixa de engrenagem de redução para aumentar o torque e montar a hélice.

Conhecido comoEscovasCarcaçaTorqueCorrente consumida
Brushed motorBrushed (com)InrunnerBaixo (requer gearbox)Baixa
Coreless motorBrushed (com)OutrunnerAltoAlta
BLDC inrunnerBrushless (sem)InrunnerBaixo (requer gearbox)Baixa
BLDC outrunnerBrushless (sem)OutrunnerAltoAlta

Os melhores locais para encontrar motores brushless de baixo custo são no Aliexpress e no DX.
Use a busca abaixo para encontrar ofertas de 4 motores por menos de R$70 no Aliexpress
http://www.aliexpress.com/w/wholesale-Brushless-Outrunner-Motor.html?SearchText=Brushless%2BOutrunner%2BMotor&CatId=0&shipCountry=br&initiative_id=AS_20140626044929&jump=kwref&SortType=total_tranpro_desc
Use a busca abaixo para encontrar ofertas de motores a menos de R$23 cada no DX
http://www.dx.com/s/Brushless%2bOutrunner%2bMotor?OrdersSort=down

Atenção: Cada motor foi projetado para um determinado esforço máximo, portanto sempre se deve utilizar uma hélice do tamanho adequado. Se a hélices exigirem mais esforço do que o máximo suportado pelo motor, pode haver sobreaquecimento e incêndio. Limite de temperatura é um fator importante, se o sobreaquecimento (overheat) for acima dos 90C os imãs permanentes podem se desfazer. Lembre-se também que acima dos 53C não se deve pegar nos motores pois pode causar queimaduras na pele dos dedos.  

Motor brusshless outrunner: A2212/13T 1000Kv
Este é um dos motores mais populares do Aliexpress e DX.

Com hélices de 8x4 quatro motores A2212/13T podem levantar cerca de 2kg no máximo. 
Para maximizar a vida da bateria o peso máximo deve ser de 900g.
Com hélices de 9x5 quatro motores A2212/13T podem levantar cerca de 2,5kg no máximo.
Para maximizar a vida da bateria o peso máximo deve ser de 1392g.


Motor A2212/13T

- KV:1000
- Max Efficiency: 80%
- Max Efficiency Current: 4-10A (>75%)
- Current Capacity: 12A/60s
- No Load Current @ 10V: 0.5A
- No. Of Cells: 2-3 Li-Poly
- Motor Dimensions: Φ27.5 x 30mm
- Shaft Diameter: Φ3.17mm
- Weight: 47g
- include Mount,screws,propeller adapter.

Datasheet do motor GWS 2212/13T


Mecânica do motor A2212/13T

Gráfico da eficiência enérgica do motor. Pelo que pode ser visto no gráfico a maior (próxima a 80%) fica na faixa de 4 a 8 amperes.

Testando sem hélice, as velocidades são essas abaixo

VoltsAmpsRPM
70.67380
80.658460
100.7510500

Testando com hélices
[ref] http://www.flybrushless.com/motor/view/206


PropellerGear RatioVoltsAmpsWattsRPMSpeed (mph)Thrust (g)Thrust (oz)RPM as % of Kv*V
GWS HD 8x4173.3523663025.1226
(4x= 900g)
mínimo
7.9788%
GWS HD 8x417.94.132741028.128710.1287%
GWS HD 8x418.94.8543822031.134712.2486%
GWS HD 8x419.95.6555894033.942014.8284%
GWS HD 8x4110.96.570966036.6495
(4x= 1980g)
máximo
17.4682%
GWS HD 9x516.95.537600028.4348
(4x= 1392g)
mínimo
12.2881%
GWS HD 9x517.96.752666031.543615.3878%
GWS HD 9x518.97.8569729034.552618.5576%
GWS HD 9x519.99.2591792037.5627
(4x= 2508g)
máximo
22.1274%
APC E 10x516.9748561026.640614.3275%
APC E 10x517.98.4566612029.050517.8172%
APC E 10x518.99.988669031.760421.3170%
APC E 10x519.911.45113717034.070224.7667%
APC E 10x5110.913 (perigo)141765036.280228.2965% 
GWS HD 10x616.97.249561031.942414.9675%
GWS HD 10x617.98.768618035.152618.5572%
GWS HD 10x618.910.189669038.061721.7670%
GWS HD 10x619.911.7115720040.972225.4767%
GWS HD 10x6110.913.25
(perigo)
144768043.681728.8265%
GWS HD 10x8110.818.2
(perigo)
196639048.473325.8655%


Dados de temperatura do motor (complementando a tabela anterior):
[ref] http://www.rcgroups.com/forums/attachment.php?attachmentid=3996646