 |
Ausgangspunkt war dieser Mega 22/45/1.5E. Ich hatte vorher einen 22/30/3 mit n spez. 1250/V mit einem 3,7:1 Plettenberg Getriebe und 6s SLS APL 45C Akku in meinem Backfire. Das lief schon ganz gut (in meinem Backfire um die 40m/s Steigen bei ca. 1,5kW), aber ich dachte da müsste noch mehr möglich sein. Also kurz den Taschenrechner angeschmissen, und dabei zum Schluss gekommen, dass ein neu gewickelter 22/45/1.5E einen guten nächsten Schritt darstellen würde. Mit 2 Teilmotoren zu je 2 Windungen sollten so um die 1900rpm/V bei ca. 6mOhm resultieren; der 1.5E hat 1430rpm/V, als 2Wd. würden daraus dann 1430*2/3=950, das dann doppelt wegen der 2 Teilmotoren, macht 1900rpm/V. Aus vorigen Mega Neuwicklungen wusste ich das 2 Wd. easy mit 1,32er passen, evt. sogar 1,4er. Den 1,4er hatte ich zwar (noch) nicht, aber 1,32er doppelt gibt ja auch schon 2.74mm^2, also äquivalent einem 1.86er Draht einzeln. Da ich vorerst bei ca. 200A für (hotlinertypische) max. 5 Sekunden bleiben wollte sollte das erstmal reichen. |
 |
Das wäre das normale Wickelschema für 2 Wd. Drehstromwicklung ("Wellenwicklung") die z.B.
auch in den 22/xx/2er Mega Innenläufern zur Anwendung kommt. Ist recht einfach zu wickeln wenn man sich kurz einübt, und die Übergänge sauber flachlegt bevor man weiterwickelt. |
 |
So sieht dann das Schema aus für 2 Teilmotoren: eine elegant symmetrische Wicklung, die fast noch einfacher als vorige ist, da man nur mit halb so langen Drähten hantiert. Das ist beim (hier unumgänglichen) Fädeln ein echter Vorteil! Auch schön zu sehen ist wie 2 der 3 Ableitungen zum Steller aus jeweils einem Slot kommen, das ist sehr aufgeräumt und spart Platz unter der Gehäuseendscheibe... |
 |
Hier sieht man sehr schön wie die 1 1/2 Wicklungen zustande kommen: die erste hälfte der (Drehstrom-)Wicklung ist 2Wd (im Bild links), die zweite rechts mit nur 1Wd, daraus resultiert dann eben 1.5Wd... Ich hatte das so noch nicht gesehen, aber das war ja auch einer der Gründe weshalb ich mir den 1.5E als "Organspender" ausgesucht hatte. |
 |
Hier der Rotor. Mega-typisch, schön mit Kevlar umwickelte Magnete. Gut sichtbar auch die Wuchtmasse (grün)... Bei diesen langen Rotoren wird es aber schon schwierig den Rotor sauber aus dem Stator zu ziehen ohne dass man die Kevlararmierung ankratzt... Solch lange Magnete ziehen halt doch schon recht stark.
|
 |
Meine "Statorzugvorrichtung". Die Megastatorpakete sind manchmal recht störrisch und so habe ich diesmal versucht etwas systematischer an die Sache heran zu gehen. Dicke Gewindestange, Mutter und seitlich angefeilte Beilagscheibe an der Vorderseite und ... |
 |
... hinten dann eine dicke Flügelmutter für besseren Griff. Vorne kommt dann ein Schraubenzieher quer unter die Endplatte zum ziehen. Dann kurz mit dem Heissluftgebläse draufgehalten und schon kam der Stator aus der Büchse. Vorsicht: unbedingt mit Lederhandschuhen arbeiten - die Gewindestange wird auch heiss! |
 |
Beim Zählen komme ich auf ca. 116 Bleche, bei 45mm
Statorhöhe also keine berauschend dünnen Bleche. Hmmm. Wirklich toll wird der Wirkungsgrad also nicht werden können, aber schaun wir einfach mal was sich daraus holen lässt! |
 |
Die Originalwicklung war schnell draussen, nur die Slotiso war etwas
schwieriger zu entfernen. Ein kleiner Schlag auf die Seite teilte das Paket aber schön in zwei Hälften, damit war die Iso auch viel einfacher herauszunehmen. Andererseits eigentlich schade, denn ich hatte ja bisher grade viel Mühe aufgebracht das Paket möglichst intakt und unbeschädigt heraus zu bekommen... |
 |
Ein kleines Stückchen der Originalwicklung sollte Aufschluss über den
benutzten Cu Querschnitt geben. 15 Drähtchen zu jeweils geschätzten 0.32mm machen zusammen 1.20mm^2, das währe also auch schon mit 1,25er einzeln erreichbar gewesen. In der geplanten Wicklung wird's aber 2x 1.32er parallel, also ein plus von 126%, deutlich mehr als doppelt soviel Kupfer also. Die angestrebten 200A sollten damit keine grosse Herausforderung sein. |
 |
Und hier der nackte Stator. Diesmal waren endlich mal die Isoscheiben heil geblieben, das alleine spart gut und gerne 1-2 Stunden Arbeit... |
 |
Testwicklung. Hier zu sehen die erste Phase eines Teilmotors. Ich nehme da simpelsten Eisendraht da er sehr billig und recht flexibel ist. Natürlich nicht lauffähig da nicht isoliert! |
 |
Hier die erste Phase von beiden Teilmotoren zusammen. Schön zu sehen wie die Wicklungen der Teilmotoren perfekt symmetrisch sind, die beiden nächste Phasen gesellen sich dann auch noch symmetrisch um diese mittlere herum, und bilden damit ... |
 |
... eine insgesamt symmetrische Wicklung. Sieht recht aufgeräumt aus, sollte also auch eigentlich funktionieren! Vorteilhaft bei diesem Wicklungsschema ist dass die Enden aus benachbarten Slots kommen, was bei den doch recht engen Platzverhältnissen an den Megaendplatten ein echter Vorteil ist. |
 |
Bisher hatte ich immer ein 25er Kapton Tape für die Slotiso benutzt. Das hat aber 2 Nachteile; erstens muss man recht mühsam den Kleber mit Aceton entfernen, und zweitens wird bei Statoren >25mm der Verschnitt recht gross, bei dem teuren Tape nicht unerheblich. Bei RS Elektronik gibt's das Zeug auch als Folie, ich glaube meine ist ca. A4 Format. Auch nicht billig, aber jetzt ein Paar mü dicker und daher strapazierbarer. Obendrein ist sie nun deutlich einfacher zu zu schneiden, für die 18 Slots ist man da im nu fertig, ohne Chemie geplansche. |
 |
Jeweils ein so'n Kaptonstückchen dann um einen geköpften Q-Tipp
gewickelt, dann mit etwas übermass in den Slot. Die slots sind nach innen somit gleich komplett verschlossen, was das fädeln deutlich vereinfacht. |
 |
Und schon geht's los mit dem wickeln. Jeweils 2 Drähte (jeweils einen für jeden Teilmotor, 1x linksrum, 1x rechtsrum gewickelt) in die ersten 3 Slots, und dann gleichzeitig die 6 Phasen wickeln. So geht's am besten da dann die Slots nicht mit irgendwelchen Hilfsmitteln offen gehalten werden brauchen. Dadurch, dass es ja nun 2 halblange Teilmotoren sind sind die Drähte auch überschaubar kurz, man verheddert sich da kaum. |
 |
So sieht's dann nach der ersten Spule von allen 6 Phasen auf beiden Teilmotoren aus ... |
 |
... so mit 2 Spulen ... |
 |
... und schon ist man komplett rum. Durch die kurzen und vergleisweise dünnen Drähte geht das wirklich flott von der Rolle, für das Wickeln bis hier sogar mit meiner limitierten Übung nur etwas über eine Stunde. Wichtig an dieser Stelle ist das korrekte Markieren der Enden; noch kann man nachvollziehen welches Ende wo ist, aber sobald man die Enden ablängt und isoliert wird das deutlich schwieriger... |
 |
So sieht die Wicklung dann von vorne aus. Für meinen ersten Versuch mit 2 Teilmotoren war ich ganz zufrieden, war ja aber auch nur 1,32er Draht... |
 |
Dann geht's auch schon an's verschalten. YY heisst 2 Sternpunkte, bloss die richtigen Drahtenden nehmen! Dann mit Glasfaserschlauch die Drähte Isolieren & schützen, und mit 4er Messingrohrstückchen die Sternpunkte zusammenlöten. Erstens hilft das beim löten, zweitens ist die verlötung auch bei hohen Temperaturen mechanisch stabil, und drittens sieht's auch noch ordentlicher aus. Die schwarzen Enden der Isoschläuche markieren übrigens einen der Teilmotoren. |
 |
Als nächstes die 2 Teilmotoren separat verschalten um sie einzeln zu
vermessen damit die n spez. verglichen werden können. Das hilft um später bei evt. Wickelfehlern die Ursache schnell zu finden. Da ja nur im Leerlauf gemessen wird reichen hier auch die kleinen 3,5mm Steckerchen. |
 |
Dann als nächstes Platz schaffen für das ganze Kupfer das nun irgendwie
aus der Büchse raus muss. Obendrein wollte ich die Sternpunkte senkrecht stehen lassen um sie nicht mechanisch zu belasten, daher sind die beiden seitlichen Kühllöcher etwas erweitert, sonst schaben die Sternpunkte da evt. and der Innenseite dran rum. |
 |
Dann ab in den Kanister mit dem Stator, Rotor gleich dazu ... |
 |
... und ab auf den Prüfstand. Beide Motoren liefen sofort an, ruckeln zwar etwas beim anlaufen an meinem YGE120 aber nix dramatisches. Werde später noch mit dem Timing experimentieren um dem noch zu behelfen. Jedenfalls hatte ein Teilmotor 1880rpm/V, der andere 1920rpm/V. Eine Abweichung von ca. 2 Prozent. Ich kann nicht beurteilen woher die Abweichung stammt, oder ob's ein Problem darstellt, jedenfalls werde ich den Motor erstmal fertigstellen und auch mit Lasten vermessen. |
 |
Da die Probeläufe völlig problemlos über die Bühne gingen und ich auch
keine Wicklungs- oder Statorschlüsse entdecken konnte (allerdings nur
mit Multimeter, da ich keine 1000V Tests machen kann), wurde dann gleich
die Wicklung mit Uhu Endfest 300 festgelegt. Dann eine viertel Stunde bei 100 Grad im Backofen ausgehärtet. Angeblich wird das Harz dann Temperaturbeständiger, obendrein kann dann auch viel schneller weiter gearbeitet werden. |
 |
Dann kann auch schon der Steller angelötet werden. Ich habe ihn diesmal in U-Form an die gekürzten flexiblen Drähte vom Steller angelötet da ich nicht viel platz vorn im Rumpf habe. Die recht steifen Wicklungsdrähte direkt an den Steller zu verlöten ist mechanisch keine gute Idee, daher diese extra Verlötung. |
 |
Und so sieht das dann schön isoliert aus. Wie man sieht ist die ganze Verbindung Motor->Steller sehr kompakt, sowohl mechanisch wie auch elektrisch. Die Nieten sind nun M2 Inbusschräubchen gewichen die in neu geschnittene Gewinde in dem Gehäusedeckel eingedreht werden. Dadurch wird eine spätere demontage deutlich vereinfacht. |
 |
Der Antrieb ist nun insgesamt fertig. Der 6S Flugakku sitzt direkt hinter dem Steller (mit angetaptem Drehzahlsensor für'n Unilog), der Unilog mit Stromsensor unter dem Steller. |
 |
Ein Screenshot aus dem Drivecalc, hier vom 22/45/1.5E, vermessen bevor ich ihn auseinander nahm. |
 |
Dann im Vergleich dazu die Neuwicklung; man sieht deutlich wie der Eta
weniger schnell abfällt, und dass bei über 100A Strom die neue Wicklung
deutlich besser dasteht als das Original. Dass das Eta Max ca. 2% niedriger liegt, hängt vielleicht mit der kleinen Abweichung zwischen den beiden Teilmotoren zusammen, wer weiss... |
 |
Ausschnitt aus einem Log mit dem Original 22/45/1.5E geflogen. Ging
schon nicht schlecht, die 59m/s waren über 2 Sekunden gemittelt. Das waren schonmal ca. 50% mehr als die bisherige Motorisierung meines Backfires... Bei der Leistung bekam ich schon Zweifel ob's überhaupt lohnt den Motor nochmal neu zu wickeln, aber ... |
 |
... nachher ist man immer schlauer. Wohlgemerkt: die Latte ist eine 16x17 Schmal an +5, daher nicht vergleichbar mit den Werten in den DriveCalc Screenshots weiter oben. Das Ding geht jetzt ziemlich rabiat zur Sache (über 75m/s sind schonmal eine Hausnummer für den Backfire), der Prop gibt wg. Strömungsabriss dem ganzen Spektakel auch eine klasse Geräuschkulisse dazu. Ich muss aber mal mit anderen Props experimentieren, die 17x18 Gold soll wohl besser greifen, evt. wäre auch die 18x19 Schmal noch machbar.
Was mich immer noch völlig vom Sockel reisst ist dass dies alles mit meinem kleinen YGE 120 (LV!) geschieht. Bei den ersten Flügen wurde er
noch heiss und schaltete sogar einmal ab, aber nach ein Paar Tweaks
(Motor umgedreht damit der Regler nun oben im Rumpf lag, PWM auf 8kHz
anstelle 12kHz die vorher eingestellt waren, manuelles Timing auf 6
Grad) bleibt der Regler jetzt schön kühl, so max. 40 Grad
schätzungsweise, und verrichtet seine Arbeit völlig unspektakulär. |