Подойдет ли регуль к мотору - теория и практика

Теория, так теория - бум теоритизировать.

Работать - будут, но хорошо ли? Я не знаю. (это личная практика, у меня не было плюшей и этих движков).

А теперь - теория с элементами ликбеза. По БК моторам есть хорошая статья, рекомендую почитать.

Давайте разберемся - как могут регули не подойти к моторам? Что такое вообще регуль?
Регуль - это такой хитрый зверь всего лишь плата с управляющим слаботочным микроконтроллером и силовыми ключами. Микроконтроллер, в соответствии с программой в нем (прошивкой) - управляет силовыми ключами. Как правило, силовая напруга подается на один-два ключа одномоментно, через третий ключ микроконтроллер "слушает" наведенное противоЭДС, чтобы определить момент, когда мотор провернется в определенную точку. Когда этот момент наступает, регуль включает следующие один-два ключа, а другим третьим "слушает". Этакий бегающий датчик Холла. "Один-два ключа" - пишу, потому что в зависимости от положения ротора - СИЛА может подаваться то на один ключ, то на два сразу ключа.
Это как если бы вы по-очереди замыкали батарею то на одну пару проводов движка, то на другую, то на третью.

Далее, многополюсность - на что влияет? Что такое - полюса движка?
Конструкционно/традиционно - на мультикоптерах используются АУТРАННЕР моторы. То есть вращающийся ротор находится снаружи (что дает бОльшую мощность). На роторе у нас находятся магниты, они расположены через определенные расстояния. У магнитов имеются полюса (вспоминаем детский магнитик с красной и синей половинками). То есть несколько подряд магнитиков могут образовывать один полюс (какая расточительность, китайцы ставят просто бОльшие по площади магниты). А многополюсные моторы имеют меньшие по площади магниты, но их больше приклеено на роторе.
Далее, на моторе есть ещё статор с обмотками. Эти обмотки намотаны на "зубьях". Бывает (на поверку так всегда и есть), что одна фаза намотана сразу на несколько зубьев, другая фаза намотана на несколько ДРУГИХ зубьев, и так же с третьей. Количество зубьев равно или меньше (как правило меньше), чем количество полюсов. Но даже если количество зубьев меньше количества полюсов - то ненамного. То есть КАЖДОМУ полюсу соответствует (или почти соответствует) один зуб с катушкой провода. И многополюсные моторы отличаются лишь меньшими размерами магнитов и бОльшим количеством зубьев.

Слышал про "быстрые" регули. Что это и зачем?
А вот что по-настоящему играет роль в регулировании движком - это максимальная скорость переключения фаз. Косвенно тут является показателем kv движка. Чем kv выше, тем быстрее вращается движок, и тем быстрее нужно переключать фазы. Более того, нужно ещё вовремя реагировать на изменение входящего управляющего сигнала. И реагировать как можно быстрее. Если в случае с самолетами/автомобилями/катерами это не так важно (даже более того, есть прошивки СПЕЦИАЛЬНО СГЛАЖИВАЮЩИЕ броски по частоте управляющего сигнала - например прошивка для регуля главного ротора вертолета), то в случае с мультикоптерами - это жизненно важно. Дунул ветерок, коптер качнуло, контроллер резко изменил частоту управляющего сигнала, нужно резко изменить обороты двигателя. А движок обладает собственной инерцией, плюс пропеллер на нем, плюс аэродинамика....короче тупить НЕКОГДА. Поэтому на мультикоптеры ставят т.н. "быстрые" регуляторы. Обычно - это те же самые регуляторы, но с прошивкой, которая более быстро откликается на изменение частоты управляющего сигнала.

Что такое срыв синхронизации? Когда бывает, чем опасен?
Представим, что мотор вращается, фазы переключаются, всё работает как надо. И если по каким-то причинам фазы перестанут СИНХРОННО с вращением ротора переключаться (например ротор в одной позиции, а фазы включены для другой позиции ротора) - будет срыв сихронизации. Движок может остановиться, дёркаться туда-сюда, токопотребление вырастет. Может упасть коптер если движков меньше 6 и маленький запас по тяге(я видел видео, что даже квадро коптеры не падали при выключении одного движка, только снижались), может сгореть регуль который подает управляющие токи несинхронно с состоянием движка, могут сгореть обмотки двигателя. Срыв синхронизации возможен либо при больших нагрузках на мотор, либо при резком изменении оборотов.

Как избежать последствий ещё на земле? Как обойтись без дорогостоящих поломок?
Нужно протестировать ВМГ. При полностью "боевом" состоянии (то есть на луче и с пропеллерами, естественно закрепив надежно луч) - крутим мотор в разных режимах. Соблюдаем максимальную предосторожность:

ТБ!!!​

• Ни в коем случае не протягивать руки с зону вращения пропеллера, не трогать и не останавливать руками вращающийся движок/пропеллер.
• НАДЁЖНО закрепить луч. Предусмотреть, куда полетит луч, если он всё-таки вырвется.
• Хорошая идея - защитить глаза. Пропеллеры иногда "стреляют".
• Будет неплохо, если на вас будет надета плотная одежда (простая джинсовка - это уже почти бронежилет)
• Будет совсем хорошо, если в плоскости вращения пропеллеров между вами и пропеллером будет какое-то препятствие (да хоть картонная коробка, лишь бы её не сдуло).
• Ограничить количество зрителей/посторонних (детей лучше вообще не пускать в комнату).

Мотор должен быстро набирать заданные обороты и ни в коем случае не должен остановиться в процессе испытаний. Я испытываю связку ВМГ-регуль следующим образом:
1. Сначала калибрую регуль под минимальный и максимальный уровень газа. В качестве источника управляющего сигнала может выступать либо сервотестер, либо третий канал на приемнике.
2. Запускаю движок на минимальных оборотах. Допускается неуверенный старт, но чем меньше движок дёргается туда-сюда при старте - тем лучше.
3. Начинаем плавно добавлять оборотов, доводим обороты до максимальных. Движок должен чётко крутиться на всем диапазоне, нигде не должно быть никаких "провалов" (хорошо диагностируется по звуку работы мотора).
4. Точно так же снижаем до минимума, на котором ещё движок крутится без рывков, визуально запоминаем этот уровень газа.

.........Хорошая идея провести промежуточный контроль. Пощупать пальцем обмотку движка (если до обмотки не добраться, то хотя бы просто сам корпус движка), и пощупать регулятор. Должны быть холодными, ну или чуть теплыми. Если горячие (считается, что палец "терпит" только 50 градусов) - тогда испытания останавливаем и разбираемся.

5. Далее - испытываем броски по оборотам. Начинаем случайным образом резко выставлять уровень газа, движок должен быстро устанавливать требуемые обороты. Полетный контроллер запросит ещё более быстрое изменение по газу, поэтому не скромничаем, рывки должны быть очень резкими. Единственная ремарочка - на движках с низким kv и большими пропеллерами (kv меньше 600 и пропеллеры более 13 дюймов) - сильно увлекаться резкими рывками всё-таки не стоит, всё-таки большой момент инерции. Хотя движок должен быть таким, чтобы уверенно крутить пропеллер на нем... (это тема для холивара).
6. Ну и на завершающей стадии можно рывками, ступенчато довести обороты сначала до максимальных, потом до минимальных.
Если к этому моменту регуль цел и обмотки не обуглились - тогда у вас есть 80% уверенность, что ВМГ вас не подведет.

Я пока таких прошивок не встречал (может они и есть, и я просто не знаю).
Вообще, по прошивкам есть два ответвления - Simon'K и BLHeli.
У Симонка (Саймон Кёрби, Simon'K) - набор надежных прошивок к каждому регулю. Соответственно при появлении новых регуляторов приходится либо ждать новой прошивки, либо как-то подбирать для подобного регуля. Сама прошивка - "вещь в себе", её просто берешь и прошиваешь. Можно скомпилировать самому из исходников, тут нужно знать что-где-как менять, нужны специальные знания. Но зато настроить можно любой регуль.
Прошивка БЛХели - позволяет указать тайминг мотора (своего рода "опережение зажигания") и ряд других параметров (например активный тормоз). Большой плюс в том, что настраивать регулятор можно с компьютера. Но перед тем, как настраивать регулятор, нужно прошить его прошивкой БЛХели. Прошивки для новых регуляторов выходят регулярно, проект на данный момент хорошо развивается и имеет бОльшую популярность, нежели СимонК. (субъективно)

 

Порог - тактильные ощущения. 50 градусов - это когда уже не терпит палец. Считается, что выше 50 градусов электроника может сгореть, а механика может разрушиться. В моторах - выдавит смазку из подшипников, при фатальных нагрузках может развалиться подшипник.
Допускается ли нагрев? Допускается, но чем меньше греются, тем лучше.
Мой опыт:
При последнем тотальном апгрейде Френка я менял ВМГ. При предварительных вопросах встала дилемма - собрать систему на 6S, но на 15 пропеллерах, либо на 5S но на 17. При установке 17 пропеллеров на акке 6S - движки однозначно перегревались (калькулятор предупреждал).
Так как мне нужно было большее время полета - я прикинул конфигурацию на 17 пропеллерах. Калькулятор предупредил, что на акке 5S при максимальных оборотах движки будут греться (60 градусов). Так как газ висения у меня был 33-35%, а на полном газу я никогда не летаю - я решил оставить эту конфигурацию. Итог - смог забраться на 4 км высоты. Движки чувствуют себя нормально, после полетов чуть-чуть теплые. Где-то раз в 2-3 месяца капаю им машинного масла.

 

Не забывать, что внутри мотора температура градусов на 20 больше. 80 - разрушительна для магнитов.

 

Я пальцем щупаю обмотки. На моих 5010 с РЦТаймера - это сделать легко.

 

И я присоединюсь к обсуждению.. С дуру тоже заказал райсинговые регули на 35а.. теперь вот думаю ставить или менять! Один вроде подключил и он даже работает как то.. Действительно очень резко отзывается на газ.. давал ему 50% в мотор тест то вроде не грелся.. Но остальные пока распечатывать стрёмно! А размер из это просто ппц... ультра нано =)

 

А в чем проблемы?
Погоняйте мотор с регулем в разных режимах на столе, прежде чем ставить в коптер. Посмотрите работу на малых оборотах, на максимальных оборотах. Оцените температуру регуля и мотора. Потом погоняйте более агрессивно, с резкими бросками оборотов. Если после мучений на столе ничего не сгорит - значит на регуль можно ставить. (пусть лучше на столе сгорит мотор или регуль, чем рухнет коптер в полете)
Пусть вас не смущает малый размер - там использованы более современные ключи (более мощные и меньшие по размерам, и менее греющиеся).
Например, у меня на Френке (650 рама, 17 пропеллеры, 360 кв движки) - тоже стоят регули, близкие к рейсерским.