Przy niedzieli znalazłem trochę czasu na poszukanie w sieci danych jakichś silników BLDC, żeby mieć jakiś punkt odniesienia (rozumiem, że Autor szukał już danych tego silnika, który ma, i nic nie było, więc nie próbowałem tego powtarzać). Botland ma całą kolekcję silników Redox Brushless BBL, najlżejszy o masie 41 gramów (i przy tej masie są silniki o mocy 100W i 180W), najcięższy o masie 186 gramów (i tu są moce 610W i 800W); wygląda na to, że wszystkie mają tylko po 3 przewody. FHU STAREK ma zupełnie inne silniki, przykładowo 60BLF-2430LBB (moc 240W) i Gefeg-Neckar ECs 7140-32/108RL (moc 150W), oba o masie 1,6 kg (o ile dobrze pamiętam, masa silnika Autora to 2,1 kg - Gefeg-Neckar ECs 7160 ma właśnie taką), i ponoć mają hallotrony, jakkolwiek tylko dla pierwszego z nich znalazłem informację o przewodach: ma przewody fazowe (U-V-W) w kolorach żółty-zielony-niebieski i w takich samych kolorach wyjścia hallotronów, a oprócz tego czarny i czerwony jako odpowiednio REF- i REF+ (nie wypatrzyłem informacji, czy to silnik ma dać na nie napięcia, czy potrzebuje 5V z zewnątrz). Niewiele tego (na dodatek w opisie FHU STAREK jest błąd dla drugiego z wymienionych silników - podali prąd dla silnika o większej mocy, tego o masie 2,1 kg, i moc pasującą raczej do drugiego), ale może to być punkt startowy do dalszych poszukiwań.
Przede wszystkim nasuwa się pytanie: dlaczego jedne silniki mają masę 41 gramów, inne 1,6 kg, a moc podobną? Z opisu parametrów silników Redox widać, że są przeznaczone do napędzania śmigieł, zapewne modeli latających (więc mała masa jest bardzo potrzebna), i mają inną wartość współczynnika RPM/V - są to silniki wysokoobrotowe, co po pierwsze zwiększa moc silnika dla takiej samej mocy traconej w uzwojeniach (to jest cechą silników elektrycznych, że moc rośnie z obrotami), a po drugie poprawia chłodzenie (przy dużych obrotach wirnik działa jak wentylator), pozwalając dopuścić większe straty. No i przy dużo mniejszej masie można sobie pozwolić na użycie lepszych (a przy tym droższych) materiałów, co dodatkowo zwiększa różnicę.
Silnik Autora wysokoobrotowy z pewnością nie jest (gdyby tak było, to napięcie indukowane przy kręceniu ręką byłoby dużo mniejsze, niż to, które zmierzył). Niemniej jednak porównanie tych dwóch kategorii silników daje ważną wskazówkę: są robione silniki o różnych obrotach nominalnych i dla różnych obrotów masy silników o podobnych mocach mogą być zdecydowanie różne. Współczynnik RPM/V ma tu kluczowe znaczenie: silnik ma ograniczony prąd uzwojeń, można go zasilić mniejszym napięciem i kazać mu pracować przy mniejszych obrotach, ale wtedy jego moc będzie odpowiednio mniejsza.
Zastanawiające jest to, że jest 7 przewodów sygnałowych - być może oprócz tych, które opisano dla 60BLF-2430LBB, jest jeszcze enkoder pozycji - czyli 2 sygnały cyfrowe, przy obracaniu cały czas w tę samą stronę zmiany będą na zmianę na jednym i drugim przewodzie, np. (0,0), (0,1), (1,1), (1,0), (0,0)..., a przy obrocie w przeciwną stronę ta sekwencja będzie odwrócona. Niestety nie trafiłem na żaden silnik BLDC, który by miał taki zestaw przewodów, więc mogę tylko zgadywać, co producent mógł zrobić na dodatkowych przewodach.
--------------------------------------------
Konstrukcja takiego silnika wygląda tak: są 3 uzwojenia stojana, połączone albo w trójkąt, albo w gwiazdę, na zewnątrz wyprowadzone są zwykle 3 przewody; wirnik jest magnesem stałym, prąd płynący w uzwojeniach określa położenie, do którego dąży wirnik pod wpływem pola magnetycznego tych uzwojeń; odpowiednio zmieniając układ prądów zmienia się to położenie, przez co wirnik ciągle się obraca, nigdy nie dochodząc do niego, i cały czas działa na niego moment siły, który go napędza. Hallotrony (jeśli są) mogą wskazywać sterownikowi aktualne położenie wirnika, dzięki czemu "wie" on, jakie napięcie kiedy powinien podać na te uzwojenia.
Ogólne zasady dla silników tego typu (jest to rodzaj silników synchronicznych AC): przebieg napięcia ma być (zwykle) sinusoidalny; amplituda, częstotliwość i faza napięcia na uzwojeniach muszą być dostosowane do prędkości obrotu i chwilowego położenia wirnika; amplituda napięcia i częstotliwość mają być proporcjonalne do prędkości obrotowej. Jeśli ten warunek nie będzie spełniony, popłyną duże prądy, grożące uszkodzeniem sterownika, bądź silnika. Sterownik może do tego stosować PWM - na przebieg napięcia o częstotliwości dopasowanej do obrotów nakłada się szybkie włączanie i wyłączanie tego napięcia, co działa tak, jakby napięcie było niższe - i to pozwala dopasować efektywne napięcie do potrzebnej wartości.
--------------------------------------------
I jeszcze zupełnie inna sprawa, na którą trzeba zwrócić uwagę: z jaką szybkością ma się poruszać kotwica przy wyciąganiu? Jeśli szybkość będzie za duża, kotwica rozkołysze się i może uderzyć w ponton, może go przedziurawić. To oznacza, że albo trzeba zwalniać tempo wyciągania pod koniec, albo ograniczyć to tempo. Nie wiem, czy to jest istotne zagrożenie - niskie napięcie zasilania oznacza ograniczenie obrotów (tu się znowu kłania współczynnik określany jako RPM/V, ja w swoim wzorze opisałem go jako K), dodatkowo przekładnia jeszcze je zmniejszy i może przy zasilaniu 12V szybkość wyciągania kotwicy będzie wystarczająco mała, by nie było takiego zagrożenia - ale wypada sie co do tego upewnić.