Drohnenrahmen für kernlose Motoren

Schnelle Antwort

Ein kernloser Motor verschiebt die Montagegeometrie eines Drohnenrahmens. Ohne Eisenkern umwickeln die Wicklungen den äußeren Statorbecher, sodass der Außendurchmesser des Motors wächst, während seine axiale Länge kleiner wird. Ein für einen herkömmlichen Kernwickelmotor gebauter Rahmen kann zwar den Stator physisch aufnehmen, aber zu wenig radialen Raum für den Luftstrom lassen, und das Wicklungspaket nimmt dann Wärme auf, die es nicht abgeben kann. Bei vielen Bauarten verkürzt sich dadurch die Lebensdauer des Motors spürbar. Bevor Sie sich für einen Rahmen entscheiden, überprüfen Sie den Außendurchmesser des Stators, das Lochkreismuster und den minimalen radialen Spielraum, den das Wicklungspaket benötigt. Der Rahmen ist nicht nur ein Gehäuse; Es ist Teil des Wärme- und Vibrationssystems.

„Der Rahmen hält das Flugzeug. Aber der Rahmen entscheidet auch darüber, wie lange es lebt.“

Sie haben sich für a entschiedenKernloser Motorfür ein sanfteres Ansprechverhalten bei niedriger Geschwindigkeit, ein geringeres Rastmoment und ein strafferes Paket. Doch sobald man ihn in einen Originalrahmen einbaut, verschiebt sich die Ausrichtung: Die äußere Geometrie des Stators entspricht nicht mehr dem ursprünglichen Schraubenmuster, und der Wärmepfad, der einem Motor mit Eisenkern diente, kann jetzt keine Wärme mehr abgeben. Die Drohne fliegt. Für eine Weile. Dann laufen die Wicklungen heiß, der Flugregler driftet und schon sitzt man wieder an der Werkbank.

Wie ein kernloser Motor die Rahmengeometrie verändert

Ein herkömmlicher BLDC-Motor verfügt über einen massiven Eisenrotor in einem stationären Stator. Die Motorhalterung des Rahmens ist um den Außenkörper des Stators herum dimensioniert und die Achse des Rotors definiert die Schublinie. Entfernen Sie den Eisenkern und die Geometrie kehrt sich um. Die Wicklungen sitzen nun außen und sind um einen Statorbecher gewickelt. Die Schublinie bleibt gleich, aber der Durchmesser an der Montagefläche nimmt zu und die axiale Länge nimmt typischerweise ab.

Dadurch entstehen zwei Probleme, die im krassen Gegensatz zu einem kerngewickelten Aufbau stehen. Erstens ist der Statorbecher breiter als das alte Eisenkerngehäuse, sodass er die Montageplatte überfüllen oder benachbarte Komponenten berühren kann. Zweitens verschiebt sich die Massenverteilung nach außen und verschiebt den Schwerpunkt von der Schubachse weg. Bei einem Quadrocopter verändert bereits ein kleiner Schwerpunktversatz die Art und Weise, wie der Flugregler dies ausgleicht, und der Pilot bemerkt dies als leichte Gierdrift während des Schwebeflugs.

Ein Rahmen, der einen 28-mm-Stator verträgt, verträgt möglicherweise keinen 33-mm-Statorbecher, selbst wenn der Wellendurchmesser identisch ist. Sie tauschen nicht nur einen Motor aus; Sie ändern den Strukturlastpfad.

Montage, Abstand und Wärmepfad

Hier scheitern die meisten Builds stillschweigend. Der Motor ist montiert, die Propeller drehen sich, der Erstflug sieht gut aus. Aber die Statorwicklungen erzeugen Wärme, die bei einem kernlosen Design keinen Eisenkern hat, der in eine große thermische Masse abgeleitet werden könnte. Die Wärme muss direkt vom Wicklungspaket abgestrahlt und konvektiert werden. Wenn die Montageplatte des Rahmens den größten Teil der Außenfläche des Stators bedeckt, wird der Luftstrom eingeschränkt und die Wicklungstemperatur steigt mit jedem anhaltenden Gashebel.

Vergleichen Sie dies mit einem Motor mit Kernwicklung, bei dem der Eisenkern als Wärmesenke fungiert und die Energie seitlich verteilt. Der Rahmen kann geschlossener sein, da das thermische Problem verteilt wird. Bei einem kernlosen Motor muss der Rahmen stattdessen radiale Lücken lassen oder Wärmekanäle um den Statorbecher schneiden.

Die praktische Regel: Messen Sie den Außendurchmesser des Stators und sorgen Sie dann für einen allseitigen radialen Freiraum von mindestens 4 bis 6 mm für eine natürliche Konvektion. Wenn der Rahmen dies nicht bieten kann, fügen Sie einen Kühlkörperring hinzu oder gestalten Sie die Montageplatte neu.kpower ServoAnwendungshinweise fürKernloser MotorDie Integration empfiehlt, die Freigabe vor dem ersten Dauergastest zu bestätigen, nicht danach.

Spezifikationen, die Sie vor der Bestellung überprüfen müssen

Bevor Sie einen Rahmen zuschneiden oder eine vorgefertigte Platte bestellen, gehen Sie diese Liste durch. Es ist die gleiche Reihenfolge, die ein Konstrukteur verwenden würde, und es erspart einen Neuaufbau:

1. Statoraußendurchmesser und Wellendurchmesser

2. Lochkreismuster: Anzahl der Löcher, Teilkreisdurchmesser, Lochgröße

3. Gesamtlänge des Motors von der Montagefläche bis zur Propellernabe

4. Wärmeklasse der Wicklung und maximaler Dauerstrom

5. Rahmenmaterial und seine Wärmeleitfähigkeit (Aluminium 6061, Kohlefaser, POM usw.)

6. Mindestradialspiel zwischen dem Außendurchmesser des Stators und der nächstgelegenen Rahmenwand

Wenn es sich bei Ihrem Rahmen um eine Rohrbaugruppe aus Kohlefaser handelt, gilt der gleiche Abstand, aber die umgebende Struktur verteilt die Wärme nicht so wie eine Metallplatte. Der Stator muss fast vollständig auf freie Konvektion angewiesen sein.

Praktische Fragen vor der Fertigstellung Ihres Builds

Kann ich einen Standard-Drohnenrahmen mit einem kernlosen Motor verwenden, indem ich neue Löcher bohre?

Oftmals ja, aber nur, wenn der neue Lochkreis mit den Befestigungsösen des Stators übereinstimmt und das resultierende Muster die Platte nicht unter ihre Tragfähigkeit schwächt. Vergleichen Sie den Außendurchmesser des Stators mit dem inneren Ausschnitt der Platte und lassen Sie mindestens 2 mm Material zwischen dem größten Loch und der Kante.

Ist das Rahmenmaterial wichtiger als ich denke?

Es ist wichtig. Ein Metallrahmen leitet die Wärme vom Stator weg, was hilfreich ist, aber auch eine Wärmebrücke schafft, die benachbarte Elektronik erwärmen kann. Ein Rahmen aus Kohlefaser oder Kunststoff isoliert den Motor, bietet aber keine Wärmeableitung. Wählen Sie das Material, das Ihrem Wärmebudget entspricht, und nicht nur die leichteste Option.

Woher weiß ich, ob meine Freigabe ausreichend ist?

Lassen Sie den Motor zehn Minuten lang mit seinem Nenndauerstrom in ruhiger Luft laufen. Messen Sie die Statoroberfläche mit einer IR-Pistole. Wenn der Messwert die Wärmeklasse der Wicklung minus 15 °C überschreitet, erhöhen Sie das Radialspiel oder verringern Sie die Einschaltdauer.

Was passiert, wenn ich einen individuellen Rahmen für ein bestimmtes Statorpaket benötige?

Senden Sie die Maßzeichnung des Motors, den Außendurchmesser des Stators und das Lochkreismuster an Ihre CNC-Werkstatt oder Ihren Rahmenhersteller. Geben Sie das erforderliche Radialspiel explizit an; Gehen Sie nicht davon aus, dass der Maschinist es hinzufügen wird.

Passen Sie den Rahmen an Ihre Anwendung an

„Gutes Design ist nicht die Abwesenheit von Problemen. Es ist das Vorhandensein der richtigen Einschränkungen.“

Der rechte Rahmen begrenzt den Motor thermisch, hält ihn vibrationsfrei und hält den Massenschwerpunkt auf der Schubachse. Für einenBewegungssteuerungsanwendungWenn die Drohne einen Sensor oder eine Nutzlast trägt, erweitert sich die Rolle des Rahmens: Er muss auch die geringfügigen Vibrationen des Motors von der Nutzlasthalterung isolieren. Eine zweistufige Isolationsplatte zwischen der Motorhalterung und dem Rahmenkörper verhindert häufig Resonanzen, die eine einzelne starre Halterung übertragen würde.

Wenn Sie noch an den Geometrie- oder Wärmeberechnungen arbeiten, können Sie die meisten Probleme vor dem ersten Flug durch eine kurze technische Überprüfung Ihrer Rahmenzeichnung anhand des Motordatenblatts erkennen.kpower ServoSie können den Fit-Check-Prozess durchlaufen und feststellen, ob Ihr aktueller Rahmen geändert oder neu gestaltet werden muss. Senden Sie die Zeichnung, das Motordatenblatt und eine Notiz zu Ihrem Dauergasprofil. Die Überprüfung dauert ein bis zwei Tage und erspart den Neuaufbau.