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Originalmente inviato da maverick4you Scusate la domanda, a qualcuno potra' sembrare decisamente banale  , potreste indicarmi qualche link specifico o spiegarmi, senza l'uso di termini particolarmente tecnici, il funzionamento dei motori tradizionali e brushless per cercare di capire differenze e vantaggi di questi ultimi.
Da qualche tempo sto usando un brushless su un piccolo biplano in depron, i risultati rispetto al motore a spazzole sono incredibili (questo era scontato) ma mi piacerebbe conoscerne un po meglio il funzionamento.
Il regolare ha 3 connettori anziche due come nei motori tradizionali, se inverto a caso uno dei tre fili cambio il senso di rotazione del motore, perche?
Grazie a chiunque potra chirire i miei dubbi. |
Alcune premesse:
-Nei fenomeni di magnetismo si generano delle forze di attrazione e di repulsione.
-I poli magnetici sono di due tipi, polo nord e polo sud.
-Nel magnetismo poli uguali si respingono e poli opposti si attraggono.
-Un avvolgimetno elettrico (ossia un piccolo filo di rame avvolto più volte su se stesso) percorso da corrente genera un campo magnetico in tutto e per tutto simile a quello di una calamita, se non fosse per il fatto che tale campo esiste sino a quando circola corrente e che può invertire la sua polarità se viene invertito il senso della corrente che lo genera.
-Per un ragionamento opposto un avvolgimento immerso in un campo magnetico variabile è sede di una corrente che avrà lo stesso andamento del campo mangetico (se muovo la calamita 10 volte al secondo avanti ed indietro di fronte all'avvolgimento la corrente generata in esso si invertirà 10 volte al secondo pure).
Detto questo... spiegato in parole semplici (forse pure troppo...) la grossa differenza fra i motori tradizionali, ossia quelli a spazzole, e quelli privi di spazzole, ossia Brush=Spazzola Less=senza, sta nel dispositivo che si occupa dell'inversione della corrente all'interno del motore affinchè si creii un campo magnetico rotante, seguito a sua volta dal rotore (cioè dalla parte che ruota) alla quale è saldamente attacato l'albero collegato all'elica.
Ora... in un motore tradizionale la corrente si inverte perchè i contatti striscianti (spazzole) alimentano parti degli avvolgimenti a seconda della posizione in cui si trova l'albero motore...Uno dei vantaggi di questo sistema è che esso può essere alimentato direttamente da una sorgente di tensione appropriata e ottenere una rotazione la cui velocità è direttamente proporzionale alla tensione applicata.... inoltre la semplicità di tale sistema elettromeccanico conferisce una certa economicità a tali motori. Fra gli svantaggi vi è il fatto che le spazzole sono contatti in movimento e che purtroppo avendo una certa resistenza elettrica assorbono una parte dell'energia che forniamo al motore, energia che non produce lavoro utile e che quindi va sciupata...
Inoltre le spazzole hanno una vita piuttosto breve e se non sono intercambiabili addio motore...
In più lo scentillio generato dalle spazzole può generare disturbi captati da servi e riceventi.
Questi sono i problemi maggiori...
In un motore Brushless (termine che significa appunto senza spazzole) chi si occupa di invertire la corrente è un sistema elettronico integrato nell'ESC o variatore, che regola l'intesità, la quantità e la durata degli impulsi da inviare agli avvolgimenti del motore affinchè si crei l'illusione di un campo mangetico rotante (pensa alle lampadine di natale che si rincorrono, è un illusione ottica generata dal fatto che le lampadine vengono accese e spente in una determintata sequenza.....ma l'effetto è quello del movimento...). Ora avendo un campo magnetico che ruota è facile da intuire che dei mangeti permanenti (le calamite attaccate alla parte mobile del motore ) per attrazione tendano a seguire tale movimento magnetico generato dagli avvolgimenti... e voilà il gioco è fatto!!!
Un dubbio ti potrebbe sorgere leggendo la mia spiegazione.... in un motore a spazzole, come avrai capito, la commutazione (ossia l'inversione della corrente negli avvolgimenti) avviene in punti precisi della rotazione grazie al collettore (ossia quella parte dell'albero su cui poggiano le spazzole) che è costituito da diverse lamelle a loro volta collegate elettricamente agli avvolgimenti... quindi non si perderà mai il sincronismo del meccanismo (perdona il gioco di parole) Ma in un brushless? Chi tiene conto della sincronizzazione del sistema? Ancora una volta è il variatore e lo fa sentendo la posizione dell'albero motore attraverso una debolissima corrente che si viene a creare all'interno degli avvolgimenti della parte fissa (statore) (ricordi l'ultimo punto delle premesse?). A seconda del verso di questa corrente, l'ESC sa come deve inviare la corrente agli avvolgimenti per fare in modo che il campo magnetico abbia quest'effetto rotatorio...
Veniamo ai vantaggi di un brushless. Primo ed importantissimo vantaggio è la totale assenza di contatti stricianti succhia-energia, sostituiti da efficienti componenti elettronici di precisione, i quali pure assorbono energia senza produrre lavoro utile, ma in maniera minore delle spazzole. Questo fa si che di tutta l'energia che forniamo al motore tramite la batteria per produrre lavoro, ne viene sprecata meno quindi abbiamo un motore più efficiente. Inoltre questa tipologia di motori non avendo parti elettriche che sfregano fra di loro ha sicuramente davanti a se una vita più lunga. La totale assenza di scentillio elimina il problema di possibili disturti relativi ad esso.
Se costruttivamente parlando i motori a spazzole sono semplici, quelli brushless si possono addirittura autocostruire (vedi sezione del forum).
Fra i contro, l'unico degno di nota è la relativa complessita del sistema di controllo che essi richiedono (e quindi costoso!!!). Infatti mentre un motore a spazzole collegato direttamente ad una pila gira, un brushless non si muove nemmeno di un millimetro proprio per il fatto che non avviene nessuna inversione di corrente (condizione gestita esclusivamente dal variatore specifico per brushless). Da qui è facile intuire perchè non si possano scambiare gli ESC per spazzole con brushless e vice-versa (svolgono lavori diversi anche se per ottenere lo stesso risultato!!!!) Il primo agisce sul valore della tensione da applicare al motore per farlo girare più o meno forte. Il secondo deve creare, sincronizzare, gestire una sequenza di impulsi da inviare al motore, coordinati con la posizione della parte rotante e con quella della leva del gas del nostro radiocomando.
Domani ti spiego perchè invertendo due dei tre fili il motore inverte il senso di rotazione...Ciao