手作りブラシレスモータ協会

構造設計図・回路図直行 ブラシレスモータの原理直行
センサレスも追加
12コイルの巻き方(寺田篤生氏より)
会員リスト
会員番号 会員のお名前 HP・メール モータ・コントローラ状況 作品展示会場入口
顧問 寺田篤生 モータ改造の神様
0000 飯島幹雄 センサレスコントローラ開発成功
コンポーネント完了
0001 渡辺さん ワタナベモータース 540センサレス用モータ完成?
コントローラは、コントロニクスのセンサレス用
をご使用とのことです。
写真はワタナベモータースにて
0002 島田さん オリンピックに搭載のブラシレスモータ思案開始です。
0003 伊藤さん IT−20−24−3.5Y
ネオジ仕様シャフト5mm

2700Kv Rm=22mオーム 無負荷電流2.9A 7N時最大効率約78%
伊藤さんより、写真を送って頂きました。
うーーーん良いですね
針金使わなくて、ステンレスで外周コア使うと美しいです。
ありがとうございました。
製作談などお気軽にメール下さい。
0004 緒方さん ブラシレスは断念・・・でも水中ロボ製作中
山口大学
0005 山中さん フライホイール発電にブラシレスモータ活用
2極6コイルモータ試作完成
7月16日回転確認OK・・やったー
目標・・10万回転
フライホイール発電の特許が絡んで
いますので詳細は聞かないでね!!
0006 小西さん 計画開始?
0007 塩崎さん 制作開始???
0008 大熊さん HP 540モータのケースを使って制作
プロトタイプ完成+コントローラで回転成功
サーキットデビュー・・やったー
既に三号機の製作開始
センサレスコントローラ製作準備・・凄いです
写真は大熊さんのHPで
0009 田川さん ミニミニ130ブラシレスモータに挑戦
0010 yuukoさん
0011 入谷さん (モータ技術者)
遂に本職の方も仲間です。
0012 今瀬さん 130ミニミニを使ってDFに挑戦
10mm径2極ロータを特注
電動と電子回路のHP
0013 海老原さん 130ミニミニに挑戦開始
0014 永野さん HP ミニブラシレスモータ製作
0015 大和さん 2コイルブラシレスモータ完成
プログラムも自作(16F84用)
0016 深沢さん ブラシレスモータを自分の手で作ってみたいです。
0017 大迫さん サーモカメラのエキスパート
悪戦苦闘中
日本計測器
0018 田中さん 130ミニミニの製作に挑戦しみごと完成
あとは、ギア比とペラの調整
千葉県
0019 近藤さん ブラシレスモータの勉強スタート
0020 小嶋さん ソーラーカー手作り
モータも手作りに挑戦
東京芝浦工業大学
0021 森井さん 鉄道模型をやられいます
ブラシレスモータにも挑戦
森井さんHP
0022 長谷川さん 青森山田高校の先生
ブラシレスコントローラ製作完了
ワールド・エコノ・ムーブ
出場用モータ+ブラシレスコントローラ
ホイールインDDブラシレスモータ完成
筑波サーキットにて快調にスタート
(甲子園にも3度出場の高校)
高校生ロボコンにも毎回出場との事です。
0023 渡邊さん ブラシレスモータ製作最年少(中学2年)
作動完了・・これからじっくりと効率アップへ
スーパーチップマンクで悪戦苦闘中
茨城県筑波
0024 新澤さん 40-24-**モータ+ブラシレスコントローラ
挑戦中
東京都八王子市
0025 菅野さん 130ミニミニブラシレスモータ+コントローラ
10mmロータで快調過ぎるフライト
茨城県筑波
0026 藤井さん ソーラーバイシクルのモータと
コントローラに挑戦
青森大学
0027 加藤さん 驚異の2極ブラシレスモータでワールド・エコノ・ムーブ
参戦中・・・最高スピードにも挑戦中
写真は、展示場で
0028 祐川さん HP 手作りブラシレスモータを
スケートボードに搭載して自由自在にコントロール
体重移動でスピードコントロール
東京都町田
0029 山本さん フライトを目指して製作中
加工精度バツグンのモータでした。
製作途中の写真は展示会場に
大阪府
寺田氏より、アビオックスのロータが変わったとの情報を頂きました。
磁石の幅が極端に小さくなっているそうです。2000年05月30日

アニメで勉強・・・ブラシレスモータの作動原理1999年11月12日

ブラシレスモータの使い方(途中)1999年12月11日



会員各位(興味のある全ての方です)への本部からの連絡事項です。

工作に必要な工具 糸鋸(使い慣れた物ならOK)、ドリル、タッピングセット、はんだセット、ヤスリ、万力(バイスとも言うらしいです)、金床
あると便利な工具、リューター、ノギス
調整に必要な物 電流計(直流100A位の物)、テスター、周波数カウンター(回転数を正確に把握するのに必要)
電流計は、進角調整の必需品ですから必ず必要です。推奨は・・・やっぱりグラップナーのクランプメーターですね。
あると便利なグッズ、オシロスコープ、電圧可変安定化電源(20A以上です。10A以下では無理)
珪素鋼板の入手方法 珪素鋼板は、電源トランスから取り出します。
私は、近頃良く見かける粗大ゴミのビデオデッキからトランスだけ取り出して珪素鋼板を得ています。
物によっては、かなり頑丈に作られている物もありますが、丹念に分解することでコアだけ抜き取る事が出来ます。

任天堂のスーパーファミコンに付属だったACアダプターのトランスは最高・・・・超簡単にバラバラに出来ました。
(使えるのにバラス方もいますので注意しましょう・・・本人がいうのだから)
磁石の入手方法 磁石は、ネオジウムとサマリウムを良く使いますが、ネオジウムの場合は、加工出来ないので目的にあったサイズを探して購入します。
サマリウムの場合は、加工性が大変良く、ロータ状(円形)に加工も個人レベルで出来ます。
インターネット通販では、「二六製作所」さんが親切・安くて・早いです。
インターネット通販では「キンキ磁石」さんも親切でより安いです。
ただし、小型モータ(400以下)用の丁度良い磁石が無いのがくやしーー
小型モータ用に最適なサイズは、東急ハンズで入手可能です。サイズ的には3−4倍の値段(こっちが普通??・・二六さんが安過ぎる)
130ミニミニ用は、サマリユウム磁石ブロック2個1200円です。280−380用のネオジは4枚で4320円です。
センサ用ロータに取り付ける磁石にフェライトを使う場合に注意が必要です。
フェライトは、ネオジのような強力な磁力で簡単に極性が変化しますので、センサロータを製作した後は、絶対にロータに付けないようなしましょう。99/12/9追加
サマリウムの加工 サマリウム磁石は、高熱でも消磁しないので、砥石円盤ルーターで簡単に加工出来ます。
加工していて分かるのは、削りクズ自体が磁石ですから、殆ど散らばらないで加工している物に付いています。
ガラスエポキシの入手方法 ガラスエポキシ板は、ABCホビーから発売されている物が入手しやすいです。
私は、3mm厚を良く使いますが、9.5cm*30cmサイズで、定価3000円です。
若干高いように思われるかもしれませんが、精度は大変に良く加工性は最高です。
接着は、永久接着=瞬間接着剤  後で取り外す可能性のある場合は、5分間エポキシを使います。
ベアリングの値段 内径5mmのフランジ付きベアリング(外径13mm)で410円でした。 MAX回転数は44千RPM
内径2mmのフランジ無しベアリング(外径6mm)で330円でした。  MAX回転数は97千RPM
近所のベアリング屋さんにて・・メーカーはNMBとのことです。
レーナーやコントロ、HPも使っているベアリングが近所のベアリング屋さんで簡単に入手出来るのって・・さすが日本
少し行くと世界を代表するNSKとミニベアの藤沢工場があります。・・・高そーーー
モータシャフトについて モータシャフトは、2mmの場合は、130モータを分解して使います。
2.3mmまだ
3.17mmまだ
5mmシャフトの場合は、ヘリコプター用パーツのヒロボー製フェザリングスピンドル(実長8.5cm300円)なるパーツが綺麗に出来ていて使ってます。
  (長めのを必要な場合タミヤから出ているエンジンカー用シャフト(13.6cm600円)が良いようです・・・買ってきました)
どちらも、硬質ステンレス材
6mmシャフトは、プロペラハブの入手の関係でつかっていません。(素材としては、ヒロボー製フェザリングスピンドル)
8mmシャフトは、ヘリ用シャフトを使っています。・・・ベアリング関係もそろっていて良いですよ
(プロペラハブは、タイヤセッターが丁度ぴったりで流用可)
ホルマール線の入手方法 トラ技の広告で「オヤイデ電気」で通販されています。0.4mm1Kで1800円です。
デカモータの場合、1/3使いました。
ケプラーロービング テトラで発売されています。
20m巻き(ロービングとしては5本一緒に巻かれている実質100m)1700円です。
注意:ロータに巻く場合、5本の束を分けて1本で使います。
名古屋の伊藤さんの情報では、東急ハンズで撚り線状態で売っているそうです・・・伊藤さんありがとうございます。
センサレス化について 現在、最終テスト段階に突入です。
長い道のりでしたが、ようやく最終目標に達成しつつあります。
ホールICの入手方法 トラ技に掲載の通販で購入出来ます。
私は、千石さんで買ってます。
FETについて FETはどれも同じと考えている方が多いのではないでしょうか?
コントローラに使うFETの重要ポイントは、ズバリ、ON抵抗です。
次にゲートキャパシテー(コンデンサー的に容量です)です。
いくら内部抵抗が小さいからと、ゲート容量が大きすぎたのでは、うまく動いてくれません。秋月電子さんで販売している4mmオームと7mmオームを使い比べた場合、明らかに7mmオームの方が使いやすい事が解ります。ゲートをドライブする専用のICを使えばよいかもしれませんが、面倒だし・・・やってないけど
でもって、7mmオームをお勧めします。
知る限りでは、秋月電子さんのFETが最高レベルのお買い得品です。
4mオーム1FETで使う場合の注意として、最高電流は60Aとなっています。しかし、ブラシレスモータを始動させる初期には、殆ど短絡状態になりニッカドの電流は流れるだけ流れ、RC2000での実測実験では約80A(パルス状)流れていました。この事を考えると、1FETではちょっと心配になります。
ハイサイト側FETについて ブラシレスコントローラの場合、ハイサイト側(+電極側)は回路の簡素化を狙う場合は、Pチャン(2SJ**)を使います。しかし現在発売(簡単に入手可能)されているものでは25mmオームです。
なぜPチャンを使うかと言うと、ゲート信号に+電源と同じ電圧を与えればONするわけです。しかし、Nチャン(2SK**)は、マイナス接地より大きい電圧を加えて初めてONします。
Nチャンをハイサイト側で使うには、動力用バッテリー電圧よりも高い電圧を作り出さないと動いてくれないのです。
そこで、チャージポンプ方式と言って、バッテリー電圧より高い電圧を作り出す必要があります。
回路は若干複雑になりそのための部品が多くなり、コントローラ自体が大きくなってしまいます。
どちらを選ぶかが悩みの種ですが、簡単な部品(簡単に入手出来る物で)現在チャージポンプで出来るだけ小型にする試みをしています。結果が良かったらUPします。
デカモータは、チャージポンプ方式で作っています。・・・コントローラが100g以上あります。
プログラムの入手方法 HPのプログラムをクリックして下さい。翻訳済みの実行形式(HEX)で提供致します。
注意:個人での使用を前提として公開しておりますので、製品化等に使うことは出来ません。
当方で作動確認しエラーの少ない(ここが大切)物をUPしていますが、制作されて不具合等があったとしても責任はおいません。
プログラムが動かない場合、ご連絡下さい
プログラムの利用方法 プログラムファイルをクリックして下さい。
画面に実行ファイルが表示されますから、ファイルを「名前を付けて保存」を選び、目的の場所に保存します。
拡張子は  .hex です。
プログラムの焼き付け方 私は、秋月電子さんから発売のPICライターキットを購入して、使っています。
12C509は、別に部品(ICソケット)を付け足して配線しなければならないのですが、1発で動きました。
(配線方法はキットの説明書に書いてあります)
分からない事があったら メール下さい。知っている事でしたら、出来るだけお答え致します。
お気楽にどうぞ


使用電圧でのコントローラの違い

使用セル数 コントローラ(ブラシ付きも含めて)を制作する上で問題になるのが、使用電圧です。電圧によりコントローラは次のように分類(構造)しています。
ここでの説明は、あくまでも実際にフライトさせる事を考慮して説明してあります。
モータ本体の効率は、電圧が低いほど悪く、高いほど効率は良くなります。
3−4N仕様 電源のニッカドバッテリーの本数を出来るだけ少なくしフライト重量を軽くする為には、バッテリーの本数を少なくする必要があります。
手っ取り早いのが、3Nです。これは、受信機側(サーボ含め)が現在3Nから使用出来る事からフライト出来る最低限度と思います。
回路的にも、最小の部品で済む長所もあります。
PIC自体も、3Nで動きますので、直接FETをドライブしコントローラとして機能させます。
注意事項としては、モータの負荷が大きくなるとバッテリーの電圧降下が大きくなり受信不能電圧まで下がる事です。
フライトさせる場合は、別電源で対処します。
4N別電源での注意事項
PIC自体は、5.0Vまで作動が補償されていますが、コイルからの逆起電力によりFETのゲートからスパイク状の電圧がPICに入り込み誤動作または停止する事が確認されました。
対策としては、3Nで使用されるか、ツェナーダイオード(5.0V)+1K抵抗で対処出来ます。
基本的には、動力用とPIC用は同じセル数で使います。
5N−10N 5N以上になると、PIC・受信機と電圧が高くなりすぎますので、電圧レギュレータでバッテリー電圧を5Vに落として安定させてBECとして供給させます。
レギュレータ能力としては、12V近辺まではどうにかBECとして供給出来ますが、それ以上になると必要な電力を供給するのにレギュレータの限界を超える場合も出て来ますので、安全を見て10Nまでとしている場合が多いです。
FET自体の耐圧は30V仕様で十分です。
5N−16N 11N以上になると原則として、BECは使えなくなります。
コントローラ本体の電源としては、レギュレータを使いますが、消費電流は微々たるものですから、レギュレータが使えます。
FET耐圧は30Vで十分です。
5N−32N 32Nまで使用する場合、基本的にはFETをコントロールする駆動回路をフォトカプラーで絶縁します。
絶縁する事は、コントローラ側のPICその他の電力は全て受信機側から供給する事になります。フォトカプラーの利点として、外部ノイズに影響されないことで、たとえコントローラ側の電源が入っていない状態で、動力用バッテリーをつなげても誤動作で回転を始める事はありえません。
逆にコントローラ側の電源を入れた状態で接続する方が危険となります。
FET耐圧は55−60Vの物を使います。
32N用に作ったコントローラは、動力用と完全に分離していますので、動力電圧に3Vを駆けたとしても、しっかり機能します。
正式には2N−32N仕様のオールマイティーとなります。しかし、若干内部抵抗が高くなることは仕方ありません。
単相モータと3相モータの違いは 単相モータは、エンジンに例えれば、2ストエンジンに当たり、進角調整(コントローラのタイムラグ修正)により、一定方向にしか回転出来ません。GPの吸気タイミングにあたります。3相の場合は、4ストのように確実に回転方向が決まっています。(伊藤さんより)
単相モータの実用化には、色々問題点が指摘されていますが、実際に製作すると、そのような現象は全くと言って良いほど現れて来ません。なぜ?
単相の場合、理論的には回転出来ないデットポイント(理論進角0度)があります。しかし、コンピュータの処理タイムラグを補正する進角調整をしないと、効率良く回転しません。その結果、デットポイントが必然的に補正分ズレて必ず回転を始める分けです。又、一定方向にしか回転出来ません。
逆に言うと、逆転が大変に苦手にモータです。・・・車には使えないな・・・ブレーキはバッチリ効きます。
ロータの極数について ロータの極すうは、最低2極ロータとなります。
通常売られているブラシレスモータは4極が多いようです。極数が増えると1回の励磁で動く角度が少なくなり、同じエネルギー量の場合はトルクが増えます。トルクが増える分1Vあたしりの回転数は減りKV値はさがります。
極数は、偶数倍になりますので、3極とか5極はありません。
コイルの数について ロータの極数に応じて、コイルの数も決まって来ます。
2極ロータの場合、単相モータの場合は2コイルとなります(ミニミニ130ブラシレスモータ)
3相が普通ですから、3相について説明すると、2極の場合、3コイルと6コイルです。
4極の場合は、6コイルか12コイルになります。12コイルの場合、最も効率の良いモータを作る事が出来ます。
8極では、12コイルか24コイル・・・・・
ホンダのハイブリットカーに使っているモータの写真(カー雑誌)見たら、12極18コイルなんですね。
ネオジウム磁石もケプラーでしっかり固定されていて、手作りでも意欲があれば出来そうな感じでした。
18コイルは、生産性を考慮しての事だと思いますが、もし、レース仕様なんて作るとなれば、36コイルの手巻きになるのでしょうか?
コイルの入力W数について コイル(モータ)の入力ワット数は、コイルの抵抗とドライブ電圧で決まります。
コイル抵抗が少ない場合、流せる電流量は大きく取れますから、入力ワット数も大きく出来ます。単純ではありませんが、簡単にはオームの法則で大体の目安にはなります。
コイル抵抗を減らすには、コイルの長さを短くするか、太くするしかありません。そのため、ターン数を少なくするか、細い線を数十本束ねて巻く事になります。両方やればなおさら良いことですが、その分Kv値は上がり使いにくい一面も出て来ます。
コイル抵抗が大きい場合は、電流を押さえ電圧を高くすることで入力ワットを大きく出来ます。
電圧を高くして出力を増やす場合、Kv値に注意が必要です。
ロータのMAX回転数やベアリングのMAX回転数に注意しましょう。
ターン数について ターン数で、小数点が付く場合があります。 例:3.5ターンとか
これは、コイルを巻き方で発生するもので、単コイル巻きの場合には発生しませんが、複数個をまとめて巻く場合に半回転巻きが発生するため、0.5が付きます。(巻き方を別の方法の場合は小数点が付かない場合もあります。)
・・・4.0:3.5:3.0:2.5:2.0:1.5:1.0まで0.5刻みでコイルは巻けるんですね
ただ、1相を見た場合、コイルの数だけ巻いているわけですから、合計ターン数を数えるメーカーもあるようです。
12コイル3.5Tを見た場合、1相は4コイルから構成されていますので、3.5T*4=14Tとも(こっちの方が正しいかも)言えます
ターン数と回転数の関係は、ターン数が増えれば回転数は減り、トルクが増します。
コイルの太さについて コイルの太さは、直接モータのコイル抵抗(Rm)になりますので、出来るだけ太い物が必要です、しかしそんなに太い物を密に巻けません。
そのため、細い物を束ねて巻くことで容易に同じ面積の線を密に巻くことが出来ます。同じ容積のコイルスペースに巻く場合、完全に密状態で巻けたとした場合は、線の太さに関係はありません。巻き安さの為の処置です。
理想的には、四角形の線を密に巻くことが出来れば最高では???
モータ制作には、0.4mmホルマール線(PEW)が適しています。・・・エナメル線は駄目です。
コイルの巻き方 御自分で図に書くと一番分かりやすいと思います。図に書いてコイルの巻く向きをじっくり見て下さい。
コイルを巻く方法としては、色々あるはずです。
4極12コイルの場合、私のやっている方法では、巻きはじめが、1スロットづつ(30度)順序よく巻いています。本当は、60度ずつ(4極の場合)巻きはじめの位置がずれる必要があります。3相目は120度ずれる事になります。
本来の巻き方にそって、60度毎に巻き始めれば、そのまま巻きはじめをコントローラへ、巻き終わりを結線へ接続出来て、コイル相の順番も順序通りになります。しかし、実際に巻き始めると、この巻き方では混乱してしまうため、30度毎に同じ向きに巻きます(実際に一番ミスが無いです)
そうすると、3番目に巻いたコイルは・・・・60度ですから2相目、2番目に巻いたコイルは、実は、3相目(本当は120度)を逆向きに巻いている事になります。
そのため、2番目に巻いたコイルだけを入りと出口を逆にすることで、本来の3相コイルとなります。
 6コイルだとすぐ理解出来ます。
下に、0.5の端数が出来る(いつも巻いている方法です)と端数の出ない巻き方の略図を載せました。
Kv値の変更の幅が広がりました。・・・・寺田氏より
コアレスモータ コアレスモータの事がよく話題に上がりますが、コアレスモータ(アイアンレス=鉄を使わない)とはどういうことなのでしょうか?
通称コアレスモータとなっている物に、アイアン(鉄)が本当に無いのでしようか?
実は、鉄がちゃんと付いているのです。それは、コイルヨーク(外周コアは間違い)なり、コイルを支える円筒状の珪素積層鋼板です。
なぜコイルヨークが必要なのでしょうか。それは、コイルの磁束を高めるために必要不可欠な物です。
これが無い場合、磁束を発散させ効率は大変に悪くなります。
コアレスと称している物は、「コイルを巻く溝を持たない」・・・スロットレスを意味しています。本当の意味でアイアンレスではないことに注意したいです。
僕は素直な性格から、正直に信じて燃えるモータばかり、しばらく作っていました。「おっかしーーーなーーーー」と思いましたね。

コアレスモータ=スロットレスモータです。

構造的には、コイルの入る溝がありませんから、コイルヨークにコイルを張り付ける構造となります。
(寺田氏より)
デルタ結線
Y結線
ブラシレスモータの場合、コイルのつながり方で、デルタ結線とY結線があります。
違いは、デルタ結線の場合は、1相+1相と1相に電流が流れます。必要でないコイルにも電流は流れるため効率はあまり良くありませんが、コイル抵抗は少なくなります。
Y結線は、電流の流れない相が必すあります。コイル抵抗は大きくなりますが、効率は良くなります。
どちらが良いのかは、用途により違うはずですが、僕はY結線派です。最初はデルタ結線派でしたが変更しました。
なぜ自作するのか 自作する事で、モータの作動原理が分かって来ます。一番勉強になるのは、回らない時だと思います。
なぜ回らないのか・・・・
モータの作動原理が理解(本当に理解出来る事)出来れば、次のステップにチャレンジ出来る事です。物造りに「これで良い」は無いですから、今まで無かったようなモータもコントローラも出来るかもしれません。

手作りだと、故障しても直ぐに自分で直せる利点もあります。たとえコイルが焼き切れたとしても、まき直すだけで大体は修理出来ます。
その繰り返しで、どの程度のモータがどの程度の飛行機に向くのかが自然に身に付くはずです。ですから、冒険も出来ます。
売られている物では、ちょっとチュウチョするような使い方でも平気でトライ出来るはずです。
この条件では、何ターンが良いとかが、感覚的に出て来るはずです。勿論KV値も大切ですが、まずはやってみることだと僕はいつも思っています。

自作なんて、「今の時代に合わなくて、ばからしい」とお考えの方が大多数だと思います。でも、極少数派ですが、自作に生き甲斐を感じている人もいる事を知って頂きたいとおもっています。RCの世界は、まだまだ自作出来る分野です。
ブラシレスモータの作動原理は?? 磁石を一定方向に動かすように電磁石を制御する・・・・・かな?
その制御方法は?
コイルを準ぐるに電磁石にして、磁石を動かす事で、単純なのは2極2コイルで130のミニミニです。
回路図色々別の部屋
入会の資格 1:ブラシレスモータに興味があり、自分の手でシステムを作ってみたい方
2:失敗を恐れず、たゆまぬ研究・勉強の出来る方
3:自分の研究成果を公表出来る方
入会方法 :自己申告です。
会費・特典・ノルマ なし

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