Svenska ElektronikForumet

Jag har pillat med borstlösa motorer i mina R/C modeller i 6år nu och tyckt att jag har haft bra koll på läget.

Tills nu...

Har sprungit på ett problem som jag håller på att bli tokig på.

Historien börjar med att jag anskaffar ett plan avsett för FPV (First Persson View = kamera och videolänk till glasögon)
Då jag avsåg lasta i en del elektronik så köpte jag en lite större grej med 1.8m mellan vingspetsarna och som hamnar på en slutvikt runt 2.2-2.5 kg

Planet bestyckades med en motor som skall palla 495W (länk)
Till denna motor valdes en 10" X 4.7 propeller

Jungfruturen gick utan kamera och motorn kändes väldigt lämpad med snabb acceleration i start och en march fart på 1/4 gas.
För att få balans i planet användes ett 3-cell 2200mAH och två likadana till som "barlast" (ej inkopplade)

Då allt gick bra så började jag nu bestycka planet "som det skall vara" och de tre batterierna byttes mot två parallell kopplade 4000mAH.
Efter en fin start och stigning till 90m höjd så började plötsligt motorn slå av och på kontinuerligt med ca 2sekunders intervall.

När jag drog ner på gasen så "släppte det" men gränsläget blev sakta längre och längre ner varför jag kände att det var dax att ta ner kärran och kolla.
En viktig faktor i detta sammanhang är att jag har loggning på stömförbrukningen och även kan se den momentant i mina glasögon på en OSD.
Man såg att man marchade på 12A-14A och man såg även att strömförbrukningen hackade i takt med motorn.

När planet landade var fartreglaget så varmt att krymplangen smält bort (varpå tillhörande kylfläns inte satt dikt an) och motorn kunde man inte ta på (nästan så det fräste om fingrarna).
Min teori i detta läge var att krympplasten släppt varpå kylflänsen börjat lossna och MOSFET'arna började gå varma. Fartrglaget har inbyggt överhettningsskydd och det verkade logiskt att det slog till
när det gick mycket ström och sedan slog av (därav den pulserande gasen) dock hade jag ingen teori om varför motorn vart så varm.

Efter denna incident har följande tester genomförts:
1.) Limmade tillbaka kylflänsen med kisel lim = Fortfarande jättevarm motor och fartreglage (definitivt för varmt).
2.) Böt fartreglage till ett 60A = Ganska varmt fartreglage (för varmt enligt mig) och jätte varm motor.
3.) Köpte en ny motor, lika som tidigare men en variant som skall tåla lite mer ström 550W (länk) = samma resultat som i punkt 1.
4.) Köpte ytterligare en ny motor, som går ner lite i KV och pallar 700W (länk) = Inte fullt så varm motor, men fortfarande för varm.
Gissar att det lägre KV talet ger det resultatet.

Alla tester gjordes med tidigare nämnd 10" X 4.7 propp och har genomförts vid halv gas varpå en förbrukning på runt 22A har noterats, sista testet (4) drog nog mindre men jag glömde kolla.

Som ni fattar börjar detta bli rätt frustrerande nu.
Massa kommentarer på HK forumet från folk som är supernöjda med sin motorer och kör med ännu större proppar eller mer stigning.
Folk som testat och haft snittförbrukningar på 30A "utan att det blir ljummet" (gäller alla 3). Och här kör jag med 22A och kan inte röra grejorna på grund av värmen.

Några saker att ta i beaktande:
- Min motor sitter som skjutande, och får därför ingen kylning av fartvind.
- Det sista jag gjorde igår var att mäta batteriet och det visade sig att det var rätt urladdat (11.0V obelastat).

En fundering jag fick var att på grund av det låga volttalet på batteriet (droppar säkert 1-1.5 v till vid belastning) så går mer ström för att vrida proppen, varapå saker blir varma (men det känns som jag tänker fel här)
En annan fundering är om de parallell kopplade batterierna kan påverka. Den inre resistansen halveras ju och kan detta påverka något ? Det är ju dessutom något som skiljer från den lyckade junfruturen.
En tredje är att jag vid junfruturen inte körde med samma uppdateringsfrekvens från mottagare till fartreglage, som jag gör nu.

En lång post, men jag ville försöka få med så mycket fakta jag kom på.

Jag har lagt mycket flis på det här planet nu och får inte upp det i luften på grund av motor problem och det känns jävligt ironiskt med tanke på att det är jävligt mycke annan elektronik
ombord som skulle kunna krångla men funkar utmärkt. Och snart tar semestern slut

Snälla har någon nån teori.

EDIT:Rättade en länk

Jag undrar om inte mycket ligger i vad du skriver om brist på kylning av fartvinden, ingen kylfäns funkar om inte den kan bli av med värmen (cirkulerande luft).
Och 700W det är rätt mycket värme... för trots allt så blir ju nästan all (eller rentav 100%) värme på ena eller andra sättet och den värmen kan antingen stanna i planet eller överföras till omkringliggande luft. (Till och med luftens motstånd över vingarna genererar ju friktion => värme som tas bort av luften.)
Utan att vet hur planet ser ut gissar jag på att du behöver luftintag i nosen och utsläpp nära propellern så den suger ut den varma luften.

Lite kort på monteringen av motorn skulle hjälpa men jag får hålla med om att motorn sannolikt sitter så att allt luftflöde passerar förbi med marginal och att den därmed sitter utan kylning. Om sedan fartreglaget inte får den minste kylning heller kan det väl också bli varmt.

Jag hade först testat att montera en liten "leda luft in till motorn"-grej av styvt papper och tejp och sedan kollat resultatet - men en överhettat motor skulle väl knappast ställa till det för fartreglaget? Det driver ju bara motorn och jag har aldrig sett (har inte letat eller kollat heller) att de har en termometer i rumpan på motorn.

Alltså är detta hackande en överbelastning av fartkontrollern.

Men ta en sak i sände, testa att "laga" det enklaste först. Är det enklast att ordna lite luftflöde förbi motorn först ska du göra det. Är det enklast att kyla fartkontrollern först gör du det men båda ska ju fixas. Problemet med att fixa båda samtidig är att man inte vet vad som löste problemet...

Jag kan tänka mig att om fartkontrollern blir varm kan det vara att detta ger en påverkan av avkänningen av motorns position (antar att det är en sensorless) vilket då kan elda extra effekt för båda motor och fartkontrollen pga. "feltändning".

Det har ju fungerat, men i samband med att Du gjorde ändringar så uppstod det problem.

Gå tillbaka till den setup där det fungerade, på marken först och sedan flyga om det är möjligt, för att se om felet försvinner. Gör sedan ändring tillbaka en sak i taget så Du kan se var problemet uppstår.

Skulle knappast tro att motorn är särskilt hårt belastad och inte hellre Din ESC. Det skulle inte bli supervarmt på det sättet som det blir.

Har Du kanske av misstag ändrat någon inställning i ESC?

Vad innebär "...att jag vid jungfruturen inte körde med samma uppdateringsfrekvens från mottagare till fartreglage, som jag gör nu."? Har Du t.ex. haft högre repetitionsfrekvens på pulserna än de brukliga 50Hz? Är ESC specad för att klara de nu rådande förhållandena?

Kan Du mäta strömmen på marken med scope så Du kan se om t.ex. H-bryggan i ESC av någon anledning leder åt alla håll i korta pulser?

Trots ett mastigt inlägg så ser jag lite på svaren att jag utelämnat en del detaljer.

Alla tester efter turen då det "hackade" har genomförts på marken och med flygplanskroppen fasthållen.
Då har även fartreglaget legat "fritt bredvid" och inte blivit så varmt att jag bedömt skadligt (kann hålla kvar fingret på det) som mest.
Det allvarliga problemet är motorn.

@Shargo:
Jag tror fartreglaget skall flyttas ur kroppen absolut. Precis som du säger så isoleras värmen och då blir det tillslut varmt.
Tänk på att jag på grun av problemen har överdimensionerat motorn till en som tål 700W, jag förbrukar absolut inte det utan snarare max 250W (om jag räknar rätt)
just för att motorn skall vara sval och fin.

@Icecap:
Jag skall försöka ta en bild. Motorn har typ "skovlar" som får luften att röra sig lite runt lindningarna.
Din sista kommentar rörande timing, är ingen dum teori. Jag har ändrat lite på det ursprungliga reglaget men märkte ingen skillnad.
På reglage två har jag standard inställningarna tror jag. Men är inte säker då det suttit på en EDF och då brukar man ändra "poles" inställningen vill jag minnas.

@Marta:
Jag jag är inne på din linje med ...En sak i taget.
Det jag menade med högre repititionsfrekvens är att jag vid junfruturen (den lyckade) hade fartreglaget direkt till mottagaren, men sedan kopplade in "EagleTree Guardian" i serie.
Den tar över och flyger planet "hem" om man förlorar kontakten med det. I manualen stod det något om att det fanns två lägen på uppdateringarna på kanalerna "fast och Normal" där "fast" var
default. Att jag är lite misstänksam är att servot för höjdrodret pajade i princip direkt efter jag kopplade in Guardian. Jag böt det till ett digital servo som har funkat sedan dess.
Vad "Fast" och "Normal" innebär i tekniska termer förklarar inte den något undermåliga manualen, men "Normal" låter ju rätt normalt

Absolut har jag ett scope, men jag e lite orolig att pilla med proben på ESC'en då batteripacket kan leverera 400 AMP momentant

Men jag inser ju att det finns många olika teoretiska felkällor så det är väl bara att systematiskt börja felsöka.
Jag tror att jag skall göra det "baklängs" och återställa exakt till läget då jag inte hade problem, och sedan tillföra komponent för komponent.

Icecap:
Man ser skovlarna tydligt på bilden av motorn i första inlägget (700W:arn)

Länken vart felskriven och e fixad nu.

Tänk på att det som är axeln på bilden monteras innåt mot kroppen och att man sätter en adapter (syns lös på bilden) på själva motorhuset som i sin tur propellern sitter på.

Skovlarna sitter alltså bakåt mot proppellern.

Du har alltså motorn i lä bakom flygplanet?
Det är är inga skovlar, de har ingen stigning alls axiellt så det är bara en design grej.
Du bör nog styra in ett luftflöde i framänden på motorn.

ToPNoTCH: ett bild på motorn är knappast en hjälp! Det viktiga är hur det ser ut där den är monterat! Jag har kollat en hel del på sådana motorer så deras konstruktion är mig mycket välkänd men det säger precis inget om hur den sitter på ditt plan och om man kan få en idé om vad som går fel.

I grunden kan det vara en av två saker som går fel:
1: Ingen/inte nog kylning till ESC & motor.
2: ESC "tänder" fel.

Det är två mycket olika orsaker och jag lutar åt att det möjligen kan vara ett ESC-problem, vad den ändrade uppdateringsfrekvens som det skrivs om betyder kan jag inte svara på dock. Men du har ju testat med andra ESC och de borde inte vara lika dåliga men testa alla möjligheter och notera resultaten, då blir det snabbare att kolla vilka som ger resultat och vilka som är utan verkan.

När man når till "har inte en suck"-problem är det dags att bli så synnerligt noga som det bara går, notera allt som är av betydelse och även det som är utan, en likgiltig information kan plötsligt visa sig vara mycket värd.

Jag har inte pulat så mycket med BLDC motorer men jag har fått omtalat för mig att verkningsgraden är mycket hög så då kan man ju undra var all värmen kommer ifrån?
Icecap’s ide om eftersläpning får mig att tänka på en vanlig 3-fas motor som har just förmågan att överhetta om de tappar varvtal men detta inträffar ju inte om man inte tar ut mer effekt än motorn är gjord för.
Hur ändrar sig problemet med en annan pitch på propellern?

Jag har inga 10" med mindre pitch, men jag har 10" X 6.
Jag har inte vågat testa den då det blir varmt redan på 10" X 4.7
Erfarenhetsmässigt brukar en tum stigning ge rätt rejält mer i effektförbrukning (1/3 - 1/2 mer)

Hade önskat att jag skulle hunnit göra lite tester idag, men på grund av besök och reparation av polarens frånlufts anläggning så kröp klockan att bli så pass att det är olämpligt
att varva en motor av den typen om man inte vill ha argsinta grannar efter sig.

Betterierna är iallafall full laddade nu så jag e förberedd.

Just ja en sak till...

Utan proppeller uppstår ingen värme alls..Kanske inte helt oväntat, men teorien med timing kanske borde ge värme oavsett belastning ?

Egentligen inte, det blir ingen eftersläpning utan last.
Blir det snabbare varmt med din 10 X 6 ?

Kan du inte reversera motorerna så att du blåser in luft till motorn. Och öppna upp så att luften kan åka ut någonstans så att den genomströmmar motorerna. När du provkör på marken bör det väl vara ganska lätt att försöka sig på.

Kollar man kurvorna för den första motorn vid full fart på 3 celler så verkar verkningsgraden (om man nu kan anta att EFF% står för detta) toppa på c:a 75 % vid medellast och gå ner till 65 % vid full last. Stämmer det så är det nästan 300 W i förluster vid märklast, och utan väldigt kraftig forcerad kylning lär inte det gå så bra.

Det kan också vara värt att tänka på att förlusterna i både motor och drivenhet till största del bara beror på vridmomentet så vid halvt märkvarvtal går det bara att få ut halva märkeffekten ur motorn. Har propellern då för hög stigning och/eller storlek kommer man alltså att överbelasta motorn innan man når fullgas, och det också utan att man nått märkeffekt.

Andy skrev:Egentligen inte, det blir ingen eftersläpning utan last.

Det blir inte någon eftersläpning med last heller eftersom motorerna i princip är synkronmotorer.

Då menar du att motorn behåller sitt varvtal oavsett last?
Det tror jag inte på, vid en viss last börjar magnetfälten vridas lite ur fas (eftersläpning) och strömmen stiger vilket höjer temperaturen. Så reagerar en ”vanlig” 3-fas motor och den kan steka lindningarna ganska snabbt när varvtalet glider ifrån synkvarvtalet pga belastning.