Motor 400DH Umbau

[Copilot]

Hallo an alle Interresierten.

Hier möchte ich mal den Umbau eines 400DH komentieren.
Der Grund des Umbaus war u. ist, daß dieser Motor im originalen Zustand für meine Bedürfnisse viel zu schnell dreht und einen zu großen Strombedarf aufweist. Das hat zur Folge, daß man ein sehr kleines Motorritzel verwenden muß, um den Motor an das System anzupassen. Als Folge dessen stellt sich nervenraubendes Laufgeräuch ein. Desweiteren stellt dieser Motor einige Brushlessregler vor einige anscheinend unlösbare Probleme. Das äußert sich im schlechten Anlaufen und schlechten oder garkeinem Regelverhalten. Zum Anlaufen benötigte der Motor schon ein paar heftige Impulse, um zu starten. Es lässt sich bei einigen Reglern keine gescheite Einstellung finden. Auch weist der Motor ein sehr großes Rastmoment auf, welches mit ausschlaggebend für das schlechte Anlaufverhalten ist. Durch dieses Rastmoment wird der ganze Antriebsstrang zusätzlich noch belastet, sei es auch nur beim Auslaufen des Rotors. Es äußert sich so, als ob man am Ende eine Vollbremsung macht. Auch lässt sich der Rotor bei ausgeschaltetem Motor nicht mehr Drehen. (Bei kleinem Antriebsritzel)

Als erstes habe ich mir die Hacker Progbox gekauft, da ich Hackerregler benutze. Mit dieser Box lassen sich die Regler nun optimal einstellen, was mit der Programierung über die Fernsteuerung nicht möglich ist.
Mit dieser Box kann man das Timing in 1° Schritten einstellen. Desweiteren kann man das Regelverhalten der Reglers an sie Polzahl des Motors anpassen. Dafür gibt es extra einen Einstellungspunkt. Dort gibt man die Polzahl des Motors an. Man kann die Gaskurve wählen (Logarithmisch, Linear, Exponentiel) oder einfach die Drehrichtun umkehren. Eine Einstellung der Gasanahme von weich bis hart sowie die Gaswege (Auto o. feste einstellbare Werte) ist neben anderen Punkten ebenso möglich.

Die Beschaffung der Benötigten Magneten stand auch noch auf dem Plan.
12 Stück pro Motor für 5,40 Euro.
Nun kommt auch noch Wickeldraht hinzu. Für 2,50 Euro. Aber dazu später mehr.

So. Nun zum Umbau. Als erste Stufe hatte ich die Polzahl von ursprünglich 6 auf 12 erweitert. Dazu habe ich zwei Varianten ausprobiert. Einmal mit 12 neuen Magneten 1,5*4*12 (ca73% Magnetabdeckung der Glocke) und einmal mit den originalen 1,5*5,5*13 ( 100% Magnetabdeckung der Glocke).
Die Luftspaltgröße beträgt mit den neuen Magneten 0,1mm. Das kommt bei Auslegung auf hohes Drehmoment und niedrige Drezahl dem Motor sehr zugute.
Als Resultat kam heraus, daß mit den neuen kleineren Magneten das Rastmoment so klein geworden ist, daß es kaum noch auffällt. Bei den originalen Magneten hat sich da nichts geändert. Nach wie vor genau das selbe hohe Rastmoment, nur das der Rastabstand bedingt durch die höhere Polzahl kleiner geworden ist. Beide Varianten hatten eins gemeinsam. Der Motor läuft jetzt sehr gut und schnell an. Der Regler regelt in allen Timingstufen von 0-30° ausreichend. Wobei ich bei einem niedrigeren Timing festgestellt habe, daß die Drezahl höher ist als bei scharfen Timing. Auch wird der Motor nicht ganz so warm wie mit scharfen Timing. Mit scharfen Timing merkt man, daß das Drehmoment ein Tick höher ausfällt, was aber auch durch einen höheren Strombedarf erkauft wird. Die Optimale Timingstufe ist von Regler zu Regler verschieden und muß, sollte mittelst Strom-u. Spannugsmessung und persönlichen Leistungsbedarf auf das System abgestimmt werden.
Ich favorisiereganz klar die Variante mit den kleineren Magneten, weil diese 3 Gramm an Gewicht einsparen und das Rastmoment so gut wie verschwunden ist.

Der Umbau auf 12 Pole hat die Drezahl schon fast halbiert.
Ein leerlauftest brachte es dann ans Tageslicht. Der Motor verschluckt sich bei max. Drezahl und gerät aus dem Takt. Aber nicht so schlimm, daß er stehen bleiben würde. Man merkt es durch leichte Zucker währen des Laufes. Unter Last erreicht der Motor diese hohe Leerlaufdrezahl nicht und diese Verschlucker treten dann nicht auf.
Lauftest in meiner Hornet2 mit 13 Ritzel habe ich durchgeführt. Das Ritzel ist eindeutig zu klein. Leider hat sich der Stromhunger noch nicht ganz gegeben und der Motor wird jetzt deutlich wärmer als im originalen Zustand.
Aber das Laufgeräuch hat sich schon deutlich verbessert. Ein schöner leiser Lauf hat sich eingestellt.

Das Optimum ist somit noch nicht erreicht. Und es müssen noch die kleinen Fehler abgestellt werden.

Also folgt jetzt Phase 2 des Umbaus.
Dazu habe ich die Statorbleche demontiert und alle Wicklungen entfernt.
Hier mal die original Wicklungsdaten:
Wicklunsschema: ABCABCABC
Anzahl der Wicklungsdrähte pro Phase: 5
Drahtdurchmesser: 0,25
Windungen pro Zahn: 8
Der Motor ist durch die geringe Windungszahl auf hohe Drezahlen abgestimmt. Was leider nicht in mein Konzept passt. Deshalb wird er auch zu warm laufen.

Jetz warte ich noch auf den Draht.
Ich habe erstmal 0,4er u. 0,5 bestellt.
Als erstes werde ich mal mit dem 0,5 wickeln. Wenn ich mit diesem gut hinkomme werde ich diesen verwenden. Falls sich der 0,5 als zu dick erweist, kommt der 0,4er an die Reihe.
Bei der neuen Bewicklung will ich mit einem Wickeldraht pro Phase arbeiten, um so viele Windungen wie möglich auf dem Zahn zu bekommen. Immer im Auge, so viel wie möglich Kupfer auf den Stator zu packen.
Tests stehen dann noch aus. Ich hoffe, die Drezahl weiter abzusenken, und das Drehmoment noch zu erhöhen. Desweiteren soll auch die Stromaufnahme noch gesenkt werden.
Aber das erst, wenn der Draht angekommen ist.

Zum zerlegen des Motors.
Erst die Glocke abziehen. Das geht mit der Hand, da diese nur durch die Magnetkraft gehalten wird. Die Magneten lassen sich einfach mit einem kleinen Schraubendreher unter leichten seitlichen Druck raushebeln.
Der Schwierigste Akt ist, die Statorbleche von dem schwarzem Motorträger abzuziehen. Diese sitzen ziemlich fest.
Am besten zwei kleine Imbusschlüssel zwischen dem schwarzen Alu und den Blechen einlegen. Diese dann auf den geöffneten Schraubstock auflegen, und mit zwei gleich langen Holzstücken und einem kleinem Hammer den schwarzen Motorträger nach unten austreiben.
Aufpassen, daß die Imbusschlüssel schön auf den Kupferwicklungen aufliegen. Die schützen unsere Statorbleche vor Beschädigungen, da diese gelackt sind. Die Wicklungen kommen ja eh runter.

Einkleben der Magnete.
Die Magnete gleichmäßig in der Glocke verteilen.
Immer im Wechsel. S, N, S....
Dabei aüßerst genau arbeiten.
Jetzt die ganze Glocke mit sammt Magneten entfetten. Ich benutze dazu Bauschaumreiniger. Diesen schön durch die Glocke sprühen und ablüften lassen.
Jetzt kann man mit einer Stecknadel dünnflüssigen Sekundenkleber in den Spalt zwischen Glocke u. Magnet laufen lassen. Die Zwischenräume der Magneten kann man noch mit Epoxid ausfüllen.

Hier noch ein Bild von dem zerlegtem Motor.
Die linke Glocke ist mit den neuen kleinen Magneten schon bestückt. Die rechte ist mit 12 Origialen bestückt.
Der Kupferhaufen waren mal die Wicklungen.

Weiter gehts wenn der Draht angekommen ist.

Für Hinweise und Verbesserungsvorschläge bitte rege antworten.
Auch wens nicht interesiert.
Grüße Mike.

[tracer]

Hört sich sehr interessant an, aber ich hätte Schiß, mir meinen Motor zu ruinieren, weil ich ihn nicht vernünftig gewickelt bekomme ...

[Copilot]

Hi Tracer.

Das ist auch mein erstes mal, das ich einen Wickel.
Ich habe schon mal mit dem alten Draht geübt. Das macht eigendlich keine Probleme. Schön vorsichtig und keine scharfen Kannten. Da kann eigendlich nichts schiefgehen.
Jetzt habe ich schon die Magnete getauscht, da will ich nicht auf halben Weg aufhören.
Aber wie gesagt, ich will ja den Motor für mein ProAirwolf und einen für meine Hornet2. Da ist der im Originalzustand nicht geeignet. Wegen zu kleinem Motorritzel und Stromverbrauch.

Aber ich finde, der Motor hat sehr gute Voraussetzungen. 43g Gewicht und ein Ausenläufer. Zu dem Preis. Mit der Leistung! Da muß man lange suchen.
Im Zoom mag der ja im originalzustand funktionieren. Da habe ich keine Erfahrungen. Aber wie einige berichten große Reglerprobleme.
Im Prinzip funktioniert der auch bei mir, aber das ist auf dauer nicht ertragbar. Schon alleine das Laufgeräuch des Ritzels.

Mal sehen was die Neubewicklung ausmacht.
Ich bin mal gespannt.
Wenn der dann hinhaut, ist der meiner Meinung nach "allererste Wahl".


Grüße Mike.

Grüße Mike.

[Copilot]

Hallo an alle.

Nun zur Phase 2 des Motorumbaus.

Gestern habe ich den Stator neu bewickelt.
Wicklungsschema für 12 Pole ABCABCABC.
Ich habe 0,5mm Kupferlackdraht von Conrad verwendet. Dieser lies sich mit etwas Geduld mit 15 Windungen in 2,5 Lagen um jeweils einen Statorzahn legen.
Mehr Windungen kriegt man nur mit kleineren Drähten drauf. Allerdings reduziert sich damit auch der Kupferquerschnitt am Stator.
Mit 0,6er Draht liegt man noch besser, allerdings reduziert das auch wieder die Windungszahl.
Will man etwas höhere Drezahlen, sollte man 0,6er oder dicker verwenden.
Mit 0,5er ist im Vergleich zum Originaldraht der Kupferquerschnitt von 0,245mm² auf 0,196mm² zurückgegangen, aber durch die erhöhte Windungszahl von 15 Windungen gegenüber 8 origin. Windungen hat sich das Volumen um ein Drittel vergrößert. Bei Verwendung von 0,6er würde sich bei nur 2 Windungen weniger das Kupfervolumen schon um 46% erhöhen. Das ist schon ganz beträchtlich.
Man muß allerdings bedenken, daß der Stator relativ klein ist. Das setzt der wickelbaren Drahtdicke klare Grenzen. Es nützt nicht, wenn man sehr Dicken Draht nimmt und diesen nur mehr schlecht als recht auf die Zähne bekommt. Ich denke das 0,5er- 0,8er vertretbar ist.

Zum Wickeln möchte ich mal bemerken.
Keine Angst. Das war auch mein erstes mal. Man glaubt gar nicht, was die Lackschicht alles verträgt. Solange man den Draht nicht über eine scharfe Kante zieht, ist die Lackschicht fast unkaputtbar.
Und immer schön die Windungen mitzählen. Wenn man nebenbei abgelenkt wird, sollte man das Wickeln verschieben. Ich spreche da aus Erfahrung. Meine 3 Kinder waren an 2m Drahtverlust beteiligt.
Beim Wickeln den Draht immer schön eng um den Zahn herumlegen. Dabei kann man ruhig etwas fester am Draht ziehen. Da der Stator schön mit Lack überzogen ist, hat der dort wo die Drähte langlaufen auch keine scharfen Kanten. Nut in der Mitte, wo der Stator auf den Statorträger aufgeschoben wird muß man aufpassen. Aber man kann diesen Bereich für das Wickeln mit Klebeband entschärfen.
Man fängt innen an, die erste Lage aufzuwickeln, dann von ausen wieder zurück. Die letzten 2-3 Windungen in der 3 Lage müssen weiter ausen Platziert werden, da in der Statormitte nicht genügen Platz vorhanden ist.
Wenn man schön eng wickelt, kriegt man mit 0,5er Draht max 15 vernünftige Windungen auf den Zahn.


Wenn alles fertig gewickelt ist, hat man 6 Drahtenden übrig und es ist 3 mal die exakt gleiche Drahtlänge auf dem Stator verschwunden. An den Enden der Drahtenden muß der Lack ab. Den habe ich nur mit Sandpapier richtig abbekommen.
Jetzt prüft man mit dem Durchgangsprüfer alle 3 Phasen gegeneinander und gegen den Stator. Dabei darf kein Durchgang feststellbar sein. Sonnst ist irgendwo der Lack beschädigt. Wenn alles OK ist, verlötet man die 3 Phasen miteinander und dem Testlauf steht nichts mehr im Wege.

Der Testlauf:
Was soll ich sagen. Er ist im Vergleich zum Originalmotor ganz anders.
Sehr langsamer Lauf. Sauberes Anlaufverhalten. Die Hitzeentwicklung hat sich normalisiert. Ich denke mal, das Drehmoment hat beträchtlich zugenommen. Wenn ich den Motor ausen an der Glocke mit den Fingern anhalten will, muß man schon ganz kräftig hinlangen. Bei dem Originalmotor leuchtette da schon lange mein Liposaver, trotz vollem Akku.
Wenn man bedenkt, das der Ursprungsmotor einer Turbine gleicht, könnte man meinen, man hat jetz einen V8 Motor. (Blubber Blubber)

Ich habe auch mal ein paar Strommessungen durchgeführt.
Alles im Reglerbetrieb mit Hacker 08 P Regler.
Da es mir mangels geeignetter Luftschrauben nicht möglich war einen repräsentablen Test zu machen, habe ich den Motor in meine Hornet2 mit den originalen 250mm Blättern eingebaut. Diese stand ohne Befestigung und mit danebenliegenden Etech 1200mAh auf dem Teppich. Das Gewicht ohne Akku beläuft sich auf ca. 330g.
Gemessen wurde mit einem zwischengeschaltetem Multimeter.
Ein Zangenamperemeter wäre besser, aber es sollte auch so gehen.
Dafür habe ich die Messkabel auf 15cm verkürzt, um einigermaßen optimale Messbedingungen zu erreichen.
Das verwendette Motorritzel hatte 15 Zähne. Dieses reicht selbst bei max Drezahl und 15° Pitsch nicht aus, um die Hornet abheben zu lassen. Da kann man sehen wie langsam der Motor jetzt dreht. Wohlgemerkt, bei 15° Pitsch hat der Motor noch keine Probleme. Der Akku war frisch und voll aufgeladen.

Nun zur Messung. Gemessen wurde mit minimalster und maximalster Drezahl, welcher der Regler zulässt und jeweils bei 0° und 15° Pitsch.
Der Rotor dürfte bei voller Drezahl ca 320-330g Auftrieb erzeugen.
Das merkt man daran, daß die Hornet bei voll Drez. u. pitsch schwimmt.
Das BEC hat sich 0,10A genehmigt.

Timingeinstellung am Regler 2°
min Drez. 0°: 1,4A
min Drez. 15°: 2,75A
max Drez. 0°: 1,55A
max Drez.15°: 2,9A

Timingeinstellung am Regler 20°
min Drez. 0°: 1,38A
min Drez. 15°: 2,8A
max Drez. 0°: 1,57A
max Drez.15°: 2,9A


Eine Vergleichsmessung mit 60% entladenem Akku zeigte, daß die Stromaufnahme um 0,2A bei nidriger Drezahl und 0,4A bei höchster Drezahl im Durchschnitt niedriger ausfällt.

Ich denke mal, daß diese Messwerte bei dem erzeugten Auftrieb sehr gut aussehen.

Auch der Liposaver ist jetzt verstummt. Ob beim Motorstart oder 15° Pitsch. Kein rotes Licht mehr!!!!
Beim originalen, flackerte der Liposaver während des Fluges mit 8er Ritzel!!!! ständig vor sich hin. Beim Motorstart hatte man die Meinung die Leuchtdiode würde sich jeden Augenblich verabschieden.

Mein Fazit.
Der Umbau hat sich auf alle Fälle gelohnt.
Für ca 8 Euronen für das Kleinmaterial erhält man einen wunderbaren Motor. Dabei kann man das Mehrgewicht von 3g für die Magneten und den höheren Kupferanteil getroßt in kauf nehmen.
Das wird alles durch eine sehr schöne ausgewogen kraftvolle Laufkultur belohnt. Mit diesem Motor kann man problemlos auch größere Luftschrauben im Direktantrieb betreiben.

Nun bin ich am Überlegen, ob ich den zweiten Motor mal mit 0,6 Draht bewickle. Den müsste ich mir aber erst bestellen.
Mal sehen, ob das was wird.

Ich habe mir jetzt erst mal einen Shockflyer bestellt. Dort ist ja eine Große Luftschraube dabei. Dann müsste ich mir mal noch einen Drezahlmesser ausleihen. Damit sollten sich dann eine repräsentative Messung durchführen lassen.
Ich werde dann berichten, wenn das soweit ist.


Bitte lasst doch mal eure Meinung hören.
Vieleicht habt ihr ja noch ein paar Verbesserungsvorschläge.

Grüße Mike.

[Frank Schwaab]

Gratuliere !
Gruß Frank

[Copilot]

Hallo Frank.

Schön das Du mal vorbei geschaut hast.
Es haben doch die 1,5mm starken Magnete gepasst.
Irgendwie mußte sich letztens der Meßteufel eingeschlichen haben.

Gruß Mike.