Для тех из вас, кто некоторое время не занимался радиоуправляемыми моделями автомоделей или вообще только что к ним приобщился, обслуживание двигателя радиоуправляемой машины будет уже не таким, как ранее, оно существенно усложнилось за последние несколько лет. Некоторые моделисты помнят то время, когда все использовали верный 540-й, который шел во всех коробках уже с набором. Это был пуленепробиваемый агрегат. Никаких тебе диодов, конденсаторов или зубчатых щеток. Просто прикручиваешь эту штуковину и вперед. Сейчас все иначе, все сильно усовершенствовалось и усложнилось. Если ты планируешь по-настоящему соревноваться, просто абсолютно необходимым стал станок для проточки коллектора или приятель, у которого он есть :). Даже класс Сток существенно изменился с тех пор, как увидел свет первый разборный стоковый мотор, отвечающий правилам ROAR. Так почему же так необходимо протачивать коллектор электромотора через каждые несколько заездов? Прежде, чем начать, давайте определимся с терминологией с тем, чтобы те из нас, кто не слишком искушен в теме электрики и специфики электромоторов тоже понимали язык статьи.
Якорь (ротор) - Это часть мотора, которая, собственно, и вращается. Якорь состоит из коллектора, пластин, вала и обмоток. Когда электроны проходят по обмоткам, рождается электрическое поле, которое взаимодействует с магнитным полем встроенных в корпус двигателя магнитов. Как результат действия двух противоположно направленных сил, появляется движение - вращение якоря.
Коллектор - Часть якоря, которая находится в контакте со щетками. Коллектор делается из меди и обычно разделен на 2 или более (до 6) секции.
Пластины - Часть якоря, вокруг них намотана обмотка. Пластины обычно около пол- миллиметра в толщину и сложены пакетами друг с другом. Они иногда имеют специальную форму, чтобы обеспечить более сильное поле. Сделаны пластины обычно из магнитного железа.
Вал - Часть якоря, которая устанавливается во втулки или подшипники. Мы будем говорить о вале в двух частях. Длинная часть - это конец, на который крепится ведущая шестерня. Короткая - та, на которой находится коллектор.
Кожух, корпус - Внешняя часть мотора. Обычно корпус делается из стали или другого материала, способствующему улучшению характеристик магнитного поля. В корпусе установлены магниты. Многие из новых корпусов, такие как Trinity D4, позволяют менять магниты. В корпусе также установлены подшипники или втулки, в которых вращается вал якоря.
Втулки или подшипники - они установлены в корпусе и крышке мотора. В них вращается вал якоря. Единственное их назначение - это уменьшать трение. Втулки делаются из бронзы и допущены правилами ROAR, встречаются иногда и в недорогих модифицированных двигателях. Подшипники же, напротив, всегда используются в качественных модифицированных моторах.
Магниты - обеспечивают силу противодействия силе электромагнитного поля якоря. Если бы не было магнитов (или, более точно, встречного магнитного поля), электромотор не функционировал бы.
Шайбы - размещаются на обоих концах вала. Они призваны уменьшить нежелательный зазор между задней стенками корпуса/крышкой мотора и якорем. Делаются шайбы обычно из стали или тефлона. (?)
Крышка двигателя - это часть мотора, состоящая из держателей щеток и контактов. В крышке установлена втулка (или подшипник), в которой вращается короткий конец вала.
Держатели щеток - предназначены для удерживания щеток в нужной позиции, перпендикулярно коллектору. В держателе иногда применяются пружины держателя для предотвращения вибраций щетки внутри держателя.
Пружины - предназначены для обеспечения постоянного контакта щеток с коллектором. Пружины продаются с различными характеристиками жесткости. Вы можете изменять характеристики мотора подбором жесткости пружин.
Стойки пружин - служат для установки пружин.
Контакты - на моторе по 2 контакта с каждой стороны - плюс и минус. Вы можете использовать обе стороны для припайки проводов, диодов и конденсаторов.
Кольцо опережения - используется для улучшения синхронизации мотора. В стоковых моторах кольцо опережения зафиксировано и не может быть сдвинуто. К кольцу прикручивается крышка мотора.
Шунт - это плетеный провод, который соединен с внешним концом щетки. Некоторые шунты имеют монтажную петлю для прикручивания к держателю щетки. Я предпочитаю припаивать щетки, чтобы повысить эффективность.
Для наглядности привожу несколько фотографий:
Это набор щеточных пружин. Обратите внимание, что они разного цвета. Это один из способов обозначить, что они имеют разную жесткость.
Так выглядит крышка мотора. На фотографии обозначены стойки пружин, держатели щеток и контакты.
Так выглядит крышка с внутренней стороны. На фотографии обозначены щетки, втулка и держатели щеток.
Крышка с вынутой щеткой. Обычно щетки имеют шунт (плетеный провод из серебристого материала, прикрепленный к щетке), который припаивается к крышке для увеличения эффективности работы щетки.
Корпус. Поскольку это стоковый мотор (Trinity P2K Pro), кольцо опережения зафиксировано. Если бы это был модифицированный мотор, можно было бы изменять угол опережения путем поворота кольца опережения. Кольцо опережения служит также для крепления крышки двигателя к корпусу. В корпусе видны отверстия по сторонам. Они призваны увеличивать воздушный поток внутри мотора, отводя тем самым тепло, которое является злейшим врагом электродвигателей.
Якорь. Это сердце мотора. Все его части обозначены. На некоторых моторах (в особенности, модифицированных) можно заметить некие наплывы, выглядящие ненужными. НЕ УДАЛЯЙТЕ ИХ! Они используются для балансировки якоря. Несколько лет назад для балансировки высверливали отверстия в пластинах. Однако, чем больше пластин на якоре, тем сильнее магнитное поле. Чем сильнее магнитное поле, чем эффективнее работа мотора.
Якорь. Вид сверху.
Чтобы максимально использовать возможности своего мотора, всегда следуйте следующим правилам:
Тепло - это основной враг электромотора. Убедись, что воздушный поток к твоему мотору открыт, не препятствуя теплоотводу. Большинство электромоделей имеют крепление мотора, выполняющее одновременно роль радиатора. Если крепление мотора сделано из пластика, обычно дополнительно присутствует и радиатор. Не закрывайте вентиляционные отверстия мотора поролоновыми фильтрами или пленкой - этим можно значительно уменьшить теплоотвод.
Используйте спрей для очистки электромоторов после каждой гонки. Рекомендую потратить 4 $ на баллончик очищающего моторного спрея. После каждой гонки, снимите пружины щеток и выньте щетки. Большинство спреев продаются с маленькой трубкой, которую можно просунуть в отверстия крышки мотора с тем, чтобы очистить спреем коллектор двигателя. Распылите спрей на коллектор несколько раз, после чего установите на место щетки и пружины.
Протачивайте коллектор по мере необходимости. Из всех частей электромотора, коллектор подвержен наибольшим нагрузкам. Если вы часто и много участвуете в заездах со своей моделью, то, быть может, имеет смысл потратиться на станок для проточки коллектора. Большинство стоковых моторов требуют проточки коллектора не реже, чем один раз за 8-10 заездов. Модифицированные моторы требуется протачивать чаще. При использовании жестких щеток (щетки с большим содержанием серебра) протачивать коллектор необходимо часто.
Смазывайте подшипники или втулки каждый раз после чистки мотора. Все, что необходимо, чтобы поддерживать их в хорошем состоянии - это 1-2 капли масла. Я также использую старую зубную щетку для очистки их от различной грязи.
Меняйте щетки на новые после каждой проточки коллектора. Для стоковых моторов я рекомендую щетки с повышенным содержанием серебра, например Associated 767, Trinity 4499, 4505, 4504 . Припаяйте щетки к контактам для обеспечения максимального тока в соединении. Нанесите несколько капель жидкости для коллектора и прикатайте щетки.
Не перегружайте мотор. Если установить слишком маленькое передаточное число на вашей модели, загрузив этим мотор, то это может привести к перегреву мотора. Вы должны быть в состоянии держать мотор в руках сразу после заезда, в противном случае - если мотор слишком горячий - необходимо разгрузить мотор, поставив меньшую ведущую шестерню и, увеличив тем самым, передаточное число.
Следите за чистотой и достаточной смазкой частей привода трансмиссии. Все, что вызывает сопротивление и трение заставляет работать мотор больше, чем необходимо. Это равносильно большему нагреву мотора, что вредит ему. После каждого дня соревнований желательно чистить все подшипники и убедиться, что все части привода вращаются плавно, без помех. Убедитесь также, что в них нет камней и мелкого мусора. Проверьте натяжение ремней (если привод ременной). Перетянутые ремни вызывают увеличение трения в узлах, а слишком свободные ремни - проскакивание в соединении ремень-шестерня. Для правильной настройки натяжения ремней обратитесь к руководству по сборке и эксплуатации модели. Убедитесь, что дифференциалы не слишком отпущены. Проверьте зазор между ведущей и ведомой шестернями. Зазор должен быть очень небольшим, но он обязательно должен быть - в противном случае это означает, что шестерни прижаты друг к другу слишком сильно, что вызывает чрезмерное трение в этом узле и износ шестеренок. Одним из способов установить оптимальный зазор является следующий: перед закреплением двигателя, поместите узкую полоску, вырезанную из бумажной салфетки, между ведущей и ведомой шестерней, затем сдвиньте шестерни и закрепите мотор. Затем проверните шестерни, чтобы вынуть полоску. Зазор в данном случае должен быть достаточным.
Припаяйте провода от регулятора скорости непосредственно к мотору. Это уменьшит сопротивление, что, в свою очередь, уменьшит тепловыделение. Используйте 3-миллиметровые силиконовые провода для всех соединений и сделайте их максимально короткими.
Убедитесь, что зазор якоря правильно настроен. Чтобы проверить это, возьмите собранный мотор и подвигайте якорь вдоль его оси вперед-назад. Ход якоря в продольном направлении не должен превышать 1 мм, при этом необходимо, чтобы были небольшие зазоры в обе стороны от нейтрального положения якоря. Если это не так - отрегулируйте зазоры специальными прокладочными шайбами. Коллектор правильно выставленного мотора меньше искрит, что уменьшает количество заездов между необходимыми проточками коллектора.
Используйте все диоды и конденсаторы, которые рекомендуется в руководстве к используемому контроллеру скорости. Большинство производимых сегодня моторов используют конденсаторы SMT (Surface Mount Technology = технология поверхностного монтажа), которые располагаются внутри крышки мотора. Диоды Шотки с конденсаторами используются для устранения радиопомех, чтобы предотвратить проблемы и "глюки" во время работы.
Если следовать этим советам, мотор будет работать дольше и эффективнее.
Теперь, когда мы знаем немного о частях, составляющих мотор, можем приступить к проточке коллектора…
Прежде всего, необходимо задать себе вопрос: пора ли точить коллектор? Общее правило примерно таково: протачивать необходимо каждые 2-10 заездов, в зависимости от мотора, щеток и пружин. При использовании модифицированного мотора с мягкими щетками и жесткими пружинами, точить надо каждые 2 заезда. В случае со стоковым мотором, вероятнее всего, протачивать будет необходимо каждые 6-8 заездов. Лучше контролировать визуально, вот несколько фотографий, чтобы облегчить эту задачу:
Коллектор слева абсолютно новый, прямо из упаковки. Заметьте, что на коллекторе есть следы. Это потому, что мотор был прикатан на заводе. Якорь справа - из моего мотора Paradox. На нем я проехал около 12 заездов. Обратите внимание на широкую черную полосу в нижней части коллектора. Это и есть признак того, что коллектор необходимо проточить.
Вот инструменты, которые необходимы для проточки коллектора:
- станок для проточки с резцом и регулировочными прокладками
- маленькая отвертка
- черный перманентный маркер
- паяльник
- резиновый пассик привода якоря
Сначала отпаяйте щетки от крышки мотора. Снимите пружины щеток и открутите 2 винта, крепящих крышку мотора к корпусу. Снимите крышку мотора. Будьте осторожны - не потеряйте прокладочные шайбы, которые могут находиться на коротком конце вала якоря. Выньте якорь из корпуса двигателя. Снимите все прокладочные шайбы с вала якоря и поместите якорь в станок. Добавьте немного подшипникового масла на места контакта вала якоря с пазами/подшипниками станка. После этого необходимо настроить станок для начала проточки.
После смазки мест контакта якоря со станком, снимите якорь и соедините якорь с валом станка пассиком привода якоря. Если протачивается якорь с разрезом между пластинами (стоковый мотор, например) - необходимо убедиться, что пассик не соскользнет с пластин в прорезь (для этого часто применяют армированный скотч, заклеив им прорезь между пластинами).
Прежде, чем начать использовать резец, не забудьте, что, возможно, его надо будет спозиционировать прокладками в соответствии с инструкцией к станку. Кроме того, убедитесь в правильности установки резца. Если якорь вращается в направлении от вас, режущая кромка резца должна быть снизу. В противном случае, резец устанавливается режущей кромкой вверх.
Обратите внимание, что на фото режущая кромка резца находится СНИЗУ. Именно потому, что коллектор вращается в направлении ОТ оператора. Если установить резец неправильно, можно его испортить или сломать. Резец должен проходить примерно на 1 мм над опорными блоками (в которых вращается вал ротора). После соответствующей настройки резца, используя ручку регулировки глубины реза, подведите резец так, чтобы он едва касался коллектора. Затем немного отведите резец от коллектора.
Напоследок - прежде чем запустить станок - замечание о безопасности. НИКОГДА НЕ РАБОТАЙТЕ СО СТАНКОМ БЕЗ ЗАЩИТНЫХ ОЧКОВ. (Даже если выглядят немного нелепо). Вам будет необходим источник тока для питания двигателя станка. Большинство моделистов используют спайку аккумуляторов из 4 банок. Кроме того, можно использовать источник постоянного тока или специальную функцию зарядника (если таковая имеется в вашем зарядном устройстве). Следующим шагом закрасьте всю поверхность коллектора маркером. Это поможет Вам определить, какая часть коллектора проточена, а какая еще нет. Включите станок и проведите маркером по коллектору, чтобы закрасить его весь.
После "маркировки" коллектора, МЕДЛЕННО подведите резец к коллектору, поворачивая ручку глубины реза. Как только из-под черного маркера покажется медь, остановите поперечную подачу резца.
Медленно поворачивая ручку продольной подачи резца, пройдите резцом весь коллектор. При достижении конца коллектора, вращайте ручку продольной подачи в обратном направлении, чтобы вернуть резец в исходное положение.
После первого прохода, выключите станок и осмотрите коллектор. Обратите внимание, остался ли черный цвет на коллекторе. Далее, снова закрасьте коллектор черным цветом полностью и повторите процедуру, как при первом проходе.
Продолжайте протачивать, пока после очередного прохода, на коллекторе не останется ни следа от маркера. После последнего прохода проделайте около 5 проходов не изменяя глубину реза - ТОЛЬКО если в инструкции к резцу нет противопоказаний на этот счет. Это будет финишной обработкой, полировкой коллектора. Но: алмазным резцом, например, нельзя точить обратным ходом, т.е. для установки резца в начальное положение необходимо всегда отводить резец от коллектора.
На фотографии видно, что коллектор засиял, как новый.
Снимите якорь со станка. Очистите острым модельным ножом зазоры между контактами коллектора от медной стружки и края контактов от возможных заусениц.
Это фотография проточенного коллектора. Большая разница, не так ли? Если Вас устраивает результат, верните на место все прокладочные шайбы и соберите мотор. Необходимо также сменить щетки и смазать втулки/подшипники.
Помните, что, протачивая коллектор всегда, когда это необходимо, Вы существенно увеличите срок службы мотора и улучшите его характеристики.
