オプションNO1 ブラシレスモーターの分解
はい、今日はブラシレスモーターの分解をしていきます。
良いモーターで15000円の価値は電動ガン用のコンバータ付きのブラシレスと考えると安いと思います。
ピニオンも精度よく各メーカーとのベベルギアとの相性も良いです。
普通にノーマル電動ガンに使うとピストンクラッシュすると思います。エントリーモデルのブラシレスが後から販売したんでそれを買うのが良いと思います。
まずはエンドベルについている4本のねじを外します。
そうすると画像のようにばらせます。
ここですごいのはモーター缶、エンドベル、回路基盤の制度が非常に良いことがあげられます。
普通ここがダメだとシャフトの回りに違和感が出ます。
制御基板です。しっかりと絶縁フィルムが張られていて好印象です。中央に見えるのがPICマイコンでしょうかね、、。
基板横側です。
基板の下にはセンサ用のベースがあります。そこを貫通するようにパワーケーブルが見えます。
多分多層基板です、、、お金かけてますね、、、なんで回路図は全くわかりません(だいたい解りますが公表はできないです)。表面実装のパーツも日本で流通しているものが少なくて判らないパーツ多いです。
センサベースと基板はピンヘッダで接続されいます。当ピッチのがっちりしたヘッダですね。丈夫でした。
ここで思うところが、、、、。
センサ基盤を排除して(センサレスにする)コイルとステーターを延長してもっとトルクを増やすこともできたんじゃないかと思います。ですがセンサレスだと制御基板も大きくなるので(コンパレータなどの回路が増える)ラジコンと違ってESCとモーターをセパレートにできないし熱問題や電磁気の問題でモーター缶の中にすべての回路を入れないといけなかった電動ガンでは致し方なかったのかもしれません。
どうしてセンサベースがあんなに分厚いのかというと実はコイルの熱から基盤を守るためだと思っていたりします。
制御基板の裏です。
多分ですが正転側1相ごとに二個のFETが担当するんじゃないですかね。FETの品番は分からず。
3相三つのパワーケーブルの一本に二個のFETの配置なんでまあ間違いないと思います。
なるほど、、、11V対応ですがPIC側で電圧の上限を決めておかないとここまでステーター、コイルとFET,制御基板が近いとさすがに熱で基板やられます。
ヒートシンク無し!
廃熱ファン無し!
FETにフランジ無し!
コイルとパワーケーブル近いし制御基板近い!
、、の悪条件がそろっています。
これはやはりある程度の電圧のリミッターをかけないと壊れますね。
ラジコン用のESCのクラスですと下のクラスの60Aくらいが限界かと思います。実際に常時流せるアンペアはオシロで図るとだいたい60A付近がMAXです(僕の場合はです)。
ホールセンサです。三つでヘッダピンは6つ、、、まあこれと言ってコメントすることはないです。
センサ付きブラシレスは低速運転やモーターの回転制御が得意です。電動ガンにそのような用途ですとその機能は必要ないので(FCUのサイクル制御機能がありますがそもそもFCUとの親和性がないのでNG)なんでセンサ付きブラシレスにしたのかは基板とアーマチュアのスペースファクターと排熱の関係でセンサ付きが条件で設計されたと思います、、いや単にオプションさんがセンサ付きが得意だっただけかもしれないですね!
画像はブラシレスのアーマチュア部分です。
ブラシレスとブラシモーターではアーマチュアの構造が逆です(ややこしくなるのでひとくくりにしてアーマチュアとここでは呼びます)。
ここでアーマチュアの回転原理を説明すると夜が明ける勢いでブログを書かないといけませんのでネットで調べてみてください。
ここの構造を考察したときにオプションのNO1さんの優れたブラシレスモーターの設計の工夫がされていました。
制御基板の信頼性を高めるためにこのアーマチュアの設計にかなりの制約があったのがうかがえます。まあ現状のブラシレスの性能でも十分に電動ガンでは持て余すくらいの高性能ですが一部のカスタムブラシモーターのほうが性能が上ですのでとても歯がゆい設計ですね。でも信頼性が一番大事だと思いますでこれが正解なんでしょうね。
コイル部分を外しました。ローター部分です。
4極で多分磁力からしてネオジウム磁石だと思います。
精度良し!
シム無し!
、、で良いです。ブラシモーターではないので絶縁シムもいりませんし回転重量も軽いのでシムもいらないのかもしれません、、。
このモーター缶のサイズからしたらずいぶんと控えめな磁石の大きさですね、、、いろいろと納得できる大きさです。
ステーターのコイル側です。
ブラシレスはブラシモーターと違ってステーターとローターの作りが逆の構造です。
色々とこのアーマチュアを調べていくとなるほど苦労してる設計だと感じました。
多分ですがオプションさんがブラシレスとFCUのセットで商品化するとしたらPICマイコン部をメカボのトリガースイッチ側に持ってきてモーターブレーキ用のFET6個のパワー基盤をモーター缶の中に追加するんじゃないかと思います。
このアーマチュアと制御基板の設計の仕方で今後の新製品の展開が予想できそうです。
モーターとFCUのセットで49800円くらいで販売したら既存のFCUはすべて駆逐されると思います。
後から出てくるブラシレス専用FCUのための専用設計の選考センサ付きか?、、、、、想像は膨らみますね。
、、それにしてもコイルのボビンが二列で一相、、、なるほどです(意味深)。
、、、っということで今回は分解編でした。
次回はブラシレスモーターの中身をそっくりと作り替えた電動ガンの性能を考察します。
ですが実際にどうやってブラシレスの中身を作ったのかは詳しくは載せません、、、かなりの知的財産と日本の一流モーターメーカーの技術がずいぶんと入っているので公開は難しいです。
当方が住んでいるところは市川市の大町です、、、、近所は、、、、、(察しがつくと思います)。
改造ブラシレス、FCUを壊さないためのモーターとFCUに挟む基板、レトロスプリットメカボ、DSGカスタム(ハイサイ44ベース)、11.1Vリポバッテリーで下記の画像の性能になりました。
秒間は77発ですがマガジンが給弾するのが二個ほどしかありませんし弾道がバラバラです。
玉も0.2gが限界です。
もうちょっとサイクルを落としてサバゲーでしっかりと有効性が確認できる仕様にするには70発くらいがよいと思いますのでもう少し頑張って調整してみます。
ちなみにセミとフルの消費電流値はこんなに低くはないですが何故かリバイアサンではこのような表記になってしまいます。
次にセミオートのレスポンス重視で作ったブラシレスカスタムのデータです。
セミのレスポンスが16msでプリコック時間が2msしかないです(1000分の16秒のレスポンスです)。
今まで撃った(CO2含む)銃の中でダントツにセミの切れが異常なまでに速くしかも消費電流値も低いのでモーターも熱くならずにタレませんので耐久性、燃費、連射性、、、すべてNO1かと思います。
こっちの電流値の表記はオシロで実際に測った数値と大体同じですので信用できます。
、、しかし驚異的な電流の低さです、、、ではなぜ電流値が低いか?、、、この解説をすると明日の夜明けまで説明しないといけないくらいの分量になりますので割愛させていただきます。
そして最後に、、、、
FCUとブラシレスモーターの技術は電動ガンのトータルなカスタム技術レベルでいうと物凄く高いものになります。
高価なFCUとブラシレスモーターは繋げないほうが良いです。
多分壊れると思います。
当方の場合は普通に秒間70発のカスタム銃をサバゲーで常時使いたいと思って今回重い腰を上げて久しぶりにカスタムに本腰を入れた結果です。
普通にベンチマーク的にサイクルを上げたい場合はブラシモーターをお勧めいたします。
それではまた!
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