16 enero 2006

Motores Brushless de fabricación casera

Son motores extraídos de unidades viejas de CD y DVD de ordenador, y también de discos duros antiguos. Lo que se aprovecha es el estator y la campana o rotor, sustituyendo el bobinado y los imanes.
Para sustituir el bobinado, el hilo que hay que usar es hilo de cobre de bobinar, que lleva una capa de esmalte para evitar cortocircuitos entre las bobinas. El diámetro a emplear va desde 0.3 mm hasta 0.6 mm. En mi caso he usado hilo de bobinar de 0.4 mm, del que tengo en cantidades industriales. Hay dos formas de bobinar, usando tres fases en Y o usando tres fases en configuración delta. Lo más fácil y más frecuente es usar configuración en Y.
Los imanes requeridos son imanes de neodimio de gran potencia, que hay que comprar por Internet ya que el precio aquí es prohibitivo y además no hay del tamaño adecuado. Estos imanes no se deben cortar o lijar, ya que se pierde la capa de protección que llevan y se deteriora el interior muy rápidamente. La configuración más usual es un estator de 9 polos y un rotor con 12 imanes. Como siempre, en Internet hay toneladas de información de posibles configuraciones y consejos para la realización de estos motores.
Hasta la fecha he hecho 3 motores a partir de CD y un motor a partir de disco duro, aunque este último no ha dado el resultado esperado, ya que se calienta mucho y tiene poca fuerza, debido quizás al tamaño del estator, que es demasiado pequeño.
Los motores a partir de CD si han dado buen resultado, sobre todo uno de diámetro de estator de 22 mm, con eje de 3mm, que tiene bastante fuerza con un consumo muy reducido. Es capaz de mover una hélice 8x4 sin ningún problema, consumiendo 5 Amp.

El procedimiento a seguir es desmontar el motor hasta dejar el estator sin el bobinado y la campana libre, despegando el aro imantado original y procurando no deformar ni la campana ni el estator. Para despegar el aro imantado se sumerge la campana en acetona durante varias horas. Si tampoco sale así hay que recurrir al dremel, con cuidado de no dañar los rodamientos ni el eje. Normalmente se sustituye el eje original por un trozo de la guía de 3 milímetros que lleva la bandeja de CD, ya que el eje original es demasiado corto para sujetar la hélice. Después hay que resolver la sujeción del motor al avión, que puede hacerse soldando o pegando un tubo cilíndrico de latón o de carbono a la trasera del estator, o dejando un trozo de la placa de circuito original sobre la que estaba cogido el estator, y haciendo unas perforaciones para atornillar al morro. Cuando ya tenemos la parte mecánica terminada, rodamiento, eje y soporte, se pasa al bobinado del estator, llevando siempre mucho cuidado de no equivocar el Nº de vueltas de cada brazo y de no romper la capa de esmalte que cubre el hilo, ya que si no se producen cortocircuitos que inutilizarán el motor. Cuando se termine el bobinado hay que comprobar que no hay cortos entre las fases ni entre cada fase y el estator. Ya sólo queda la colocación de los imanes, que se hace situando los imanes con polaridad alternativa, NSNSNS… en el interior de la campana, en posiciones equidistantes y cubriendo todo el perímetro de la misma. Hay que comprobar cuidadosamente la separación y la polaridad de cada imán, y cuando todo sea correcto se asegura cada uno en su posición con unas gotas de cianoacrilato. Es importante que los imanes cubran la mayor superficie posible y que estén lo más próximos que se pueda a los brazos del estator, sin tocarlos.
Cuando este listo este paso, se comprueba que el rotor gire libremente sin tocar ni el estator ni las bobinas, ya que cualquier mínimo roce provocará que el motor se caliente rápidamente y que se pueda producir un cortocircuito, si roza el cable con la campana.
A continuación se procede a soldar las clavijas que unirán el motor al regulador, protegiendo los extremos de los cables con termorretráctil y prácticamente el motor esta terminado. Para seguir probando hay que conectar el regulador trifásico y las baterías y probar el motor sin hélice en todo el rango de revoluciones. No deben producirse tirones, ni calentamiento del mismo.
Para sujetar la hélice al eje, lo más conveniente es un sistema de sujeción que no sea fijo, sino que mantenga la hélice en su posición mediante una goma, de forma que en caso de golpe al aterrizar no sufre ni el eje ni la hélice.