MOTEUR LRK Comment construire son moteur Brushless texte brut
Par Pol-Henri TIRTIAUX
1. Où trouver de l'info ou documentation.
Une bonne source est la liste Yahoo " lrk-torquemax ".
Voici l'adresse : http://groups.yahoo.com/group/lrk-torquemax/
La consultation des anciens messages vous apprendra énormément de choses sur le sujet.
Un fichier lrk-torquemax_FAQ.doc ce trouve dans le rubrique "file" et vous informe des liens très intéressants sur le sujet. Vous y trouverez également des plans et schémas de bobinage. La rubrique photos est également très fournie.
Voir aussi http://www.mfarchive.modelstuff.co.uk/mf056/airspace.htm
Je vous conseille aussi de faire une recherche au moyen de Google sur "anl_eco_106e_scr "
Enfin un très beau document sur l'assemblage d'un moteur LRK. Sur le site de "torcman".
2 Où trouver le matériel.
Le plus difficile à trouver sont les feuilles du stator. Il est souhaitable qu'elles aient un diamètre de +/- 35mm, un diamètre d'axe central de 8 ou 10mm, et 12 dents (impératif).
Je passe régulièrement au Parc à container (c'est ainsi qu'on appelle la "déchetterie" en Belgique) et je jette un coup d'œil dans le container métaux, j'en ramène tout ce qui a un petit moteur électrique. Après démontage, c'est la bonne ou mauvaise surprise, rotor à 11 pôles, 10 pôles etc... mais finalement on arrive à dénicher ce qui nous convient. J'ai trouvé mon bonheur sur un moteur de scie circulaire et aussi sur une ponceuse vibrante, et un mixe-soupe de Moulinex etc...
La suite n'est pas facile car il faut dépouiller ce rotor de ses bobinages. Je scie les fils à raz des premiers et derniers feuillards du rotor puis je chasse les câbles de cuivre hors des dents au moyen d'un chasse clous ou autre outil façonné aux dimensions approximatives de l'espace entre deux dents.
Ensuite chasser l'axe hors de l'ensemble et vous avez une série qui peut vous permettre de lancer la fabrication de votre STATOR LRK. Oui, ce qui tournais et était rotor va devenir stator !
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Une autre source intéressante est votre fournisseur de matériel informatique ! Le mien remplace régulièrement des HD défectueux et me les réserves. Ou aussi lecteur CD ou lecteur VHS, il y a de bonnes choses dans la tête de lecture. C'est fou ce qu'on trouve d'intéressant dans un disque dur ! Des roulements, des stators pour mini LRK, des aimants super puissants etc...
Les deux roulements de mon LRK320/20/12 proviennent de disque dur. (320 pour le diamètre du stator, 20 pour la longueur de ce stator ainsi que des aimants du rotor, et 12 pour le nombre de spires bobinées sur chaque pôle.)
Les aimants ? Ah les aimants, c'est vraiment le point crucial dans la recherche de pièce pas chères.
En fait, j'en ai une série de 7x2x25 que j'ai récupéré d'un moteur keller. (l'axe 5mm provient aussi de ce moteur mais pour le prochain, je prend une CAP de 5mm) Lors de la récupération ils ont cassé en morceau et j'ai donc refait des longueur de 25mm par assemblage de longueurs plus courtes et en les meulant à la disqueuse. Si si, c'est possible mais y aller lentement car la chaleur détruit l'effet d'aimantation, donc y aller par petits coups et laisser refroidir, vous devez toujours pouvoir tenir le bout de métal avec vos doigts, sans pince. C'est la meilleure garantie.
En fait c'est une belle série que je destine à un 350/25. Ils étaient donc trop large pour assembler sur la cloche d'un 320 (il faut environ couvrir 70% de votre circonférence intérieure. J'ai donc triché et acheté des aimants chez Batt-Man lors d'une visite a un Fly-In ou il était présent. Ce sont donc des 5x1.8x20.
Ci dessous deux exemples de la panoplie de pièce que l'on peut trouver sur ces différents ensembles de récupération.
3. Assemblage des pièces
1- axe d'entraînement.
2- boulon d'assemblage d'éléments du stator.
3- flasque Avant.
4- stator.
5- flaque de fixation d'ensemble.
6- cloche a aimants.
7- écrou M8 qui sera alésé pour recevoir le roulement AR.
8- a&b roulement AV et AR.
le flasque arrière n'est pas sur la photo, il vient s'emboîter sur la cloche à aimant (6) et est solidaire de l'axe d'entraînement (1).
3a Le stato
Le flaque (3) avant provient d'un disque dur. Le logement du roulement (8a) était déjà alésé donc temps gagné !
Pour la buselure centrale qui doit maintenir l'ensemble du stator (2), c'est tout simplement un boulon M8 que j'ai percé de part en part à 5.5mm car l'axe d'entraînement (1) doit le traverser.
Étant donné que les éléments de stator sont percé d'un trou de 10mm, j'ai monté une buselure aluminium de diamètre intérieur 8 et extérieur de 10 sur le boulon. Celui-ci est enfilé sur le flasque (un épaulement que l'on ne distingue pas sur la photo bloque la tête de boulon à l'intérieur du flasque), puis l'ensemble du rotor est enfilé sur le boulon, les dents bien alignées tout cela bien imprégné d'UHU lente, puis écrou monté et serré.
Lorsque le tout est sec (au four à 60°) monter sur le tour et aléser l'écrou afin de recevoir le roulement arrière.
Remarque : je me suis compliqué la vie car j'aurais pu travailler avec un boulon de 10 sur lequel j'aurais enfilé les disques de stator puis tarauder le flasque à M10 pour recevoir le boulon. Ce sera comme cela pour le prochain !
3b le rotor
Tourner une buselure d'une longueur d'aimant plus l'épaisseur de l'écrou porte roulement AR, sont diamètre intérieur sera de : diamètre du stator + 2 fois l'épaisseur aimant + 2 fois le jeu entre aimant et stator.
En principe il faut prévoir 0.5mm de jeu. Personnellement j'ai joué la sécurité et il y a pas loin d'un mm car j'avais peur du voilage de la cloche. Mon tour est vieux et pas mal de jeux donc sa précision s'en ressent !
Ensuite tourner un flasque sur lequel viendra se monter la buselure porte aimants, commencer l'opération par le perçage à 5mm pour l'axe d'entraînement d'hélice et ne pas sortir la pièce avant d'avoir terminé le plan sur lequel vient s'emmancher la bague porte-aimant. Important sinon vous risquez le voilage. Le retourner et usiner l'intérieur du flasque.
Avant d'assembler bague et flasque, il faut usiner 14 évidemment sur le pourtour du flasque, ils sont destiné à recevoir le champs de chaque aimant afin de les bloquer en bonne position pendant le collage de ceux-ci.
Je les ai usiné à la lime carrée la largeur de chaque évidemment doit avoir la largeur d'un aimant.
Pour le pointage, j'ai réalisé un gabarit sur une tôle de dural (ou carton dur) un grand cercle de 20cm de rayon puis subdiviser en 14 parties égales, tracer les 14 rayons, retracer un cercle au diamètre de la flasque, forer à 5mm et enfiler sur la flasque muni de son axe et forer 14 petit trous sur le pourtour comme repère et ensuite ajuster à la lime. Oufffti.
Collage des aimants :
Comme pour tous les autres collages précédents, bien dégraisser. Attention aux aimants, ce sont des pièces fragiles et par leur attraction naturelle on se fait très souvent piéger, il vous échappe et clac... il vont se coller violemment sur une pièce voisine et vous en avez deux pour le prix d'un :(Toujours les faire GLISSER et non pas arracher pour les écarter).
1 . Aligner les aimants sur une plaque métallique et les orienter N,S,N,S,N etc... mettre un repère au feutre indélébile, (quand vous aurez les doigts plein d'époxy et que vous ne serez plus certain de la position N ou S, vous serez content de vos repaires.
Montez vos aimants sans colle (facile, ils collent naturellement sur la bague de métal, mais ils s'attirent aussi) donc vous constaterez que par les entailles du fond, celles que vous avez usinées sur le flasque, ils se maintiennent en bonne position mais sur le pourtour avant c'est une autre histoire.
Donc vous devez réaliser de petites pièces d'espacement. J'ai découpé les miennes dans une vieille carte de banque, 14 languettes de PVC, mais elle étaient insuffisamment épaisses, ce qui m'a donné des sueurs froides au montage.
Je pense que le principe de travail est bon mais il faut prévoir des cales plus épaisses (au minimum l'épaisseur des aimant, 2mm).
Après séchage sur le chauffage ou au four, on peut faire un premier montage sur le stator afin de vérifier qu'il n'y a pas de frottement.
Attention : lorsque vous engagez l'axe dans les roulements du stator, maintenez fermement le rotor car il a tendance à vous échapper des mains et à se coller violemment à sa place , c'est donc le roulement AR qui reçoit le choc et il n'aime pas ça !
Si tout est bon, il reste à remplir les espaces entre chaque aimant d'un peu de résine avec beaucoup de micro-ballon ! Cela aide à consolider.
Lorsque tout est terminé , cela doit ressembler à ceci :
Le bobinage
Avant de bobiner vous devez savoir combien de boucle vous souhaitez pour chaque pôle. Et quel diamètre de fil vous allez utiliser.
Il existe une feuille de calcul excel sur la liste LRK- Torquemax de yahoo. Elle vous donne ces paramètres en fonction du nombre d'éléments que vous souhaitez utiliser, volume disponible entre vos dents etc...
Personnellement, j'ai utilisé un fil double de 0.8 et 12 spires, j'aurais souhaité aller jusque 14 mais impossible, plus de place !
Avant de commencer il faut isoler la première et dernière feuille du stator par deux couches de tissus de verre 200gr. Lorsque c'est sec, découper le pourtour des 12 dents de chaque côté. (Il y a 12 dents et 14 aimants). Ensuite découper des rectangles de carton ou papier dessein que vous glisserez entre chaque dent du stator. Les enduire d'époxy fluide. Après séchage, vous pouvez commencer le bobinage suivant le schéma donné ci-dessus.
Les feuilles de protection doivent avoir environs la longueur du stator, mais peuvent dépasser sur l'extérieur, elles seront arasées après avoir terminé le bobinage des pôles.
Préparez trois longueurs de fil de cuivre. Un bobinage demande environ 1m10 de fil. Comme un câblage est destiné à deux bobinages (deux dents opposées) prévoir une longueur de 2m20 par câblage. (4m40 par longueur de fil si 2x0.8).
Repérer le milieu et à cet endroit placer 20mm de gaine thermo rétractable et chauffer. Vous avez donc deux parties de 1m10 de long.
Cette partie est le point de départ vers le premier bobinage et devra contourner le stator pour aller vers la dent opposée d'où la nécessité de la protection.
Repérer les 6 dents pôles au feutre indélébile: 1,3,5,7,9,11.
Préparer le flacon de cyano. Préparer une feuille de papier et de quoi écrire. Il faut inscrire chaque boucle que vous faites, sinon à un moment donné vous ne saurez plus combien vous en avez faites et vous devez tout démonter !!! si si, véridique !
Préparer un outil plastique ou CTP, épaisseur 2mm, il vous servira à pousser votre câble à fond de rainure sans blesser le verni de protection de vos fil de cuivre.
Commencer le premier bobinage par la dent 1 ensuite avec l'autre partie vous allez vers la dent 7. Puis dent 3 et 9, ensuite 5 et 11.
VERIFIER VOTRE NOMBRE DE BOUCLE ! restez y attentif !
Pour maintenir chaque câblage en place, vous enduisez de cyano. Bien tendre et bourrer le fil sans le blesser. Vérifier à l'ohm-mètre qu'il n'y a pas de cous circuit entre câblage et stator.
Vous avez alors 6 sorties de câble, revérifiez avec L'ohm-mètre par sécurité.
Maintenant, torsadez les sorties 1 et 11, 3 et 5 et 7 et 9 . Coupez a bonne longueur, passez 3 gaines thermo, vous pouvez même les doubler, puis BIEN gratter le verni en bout des deux ou quatre câbles (suivant 2x0.8 ou 1x1.2 p.ex) soudez les 3 prises, connectez votre variateur et ....
Je vous souhaite autant de plaisir que je n'en ai eu !
pol-Henri
ph.tirtiaux@wanadoo.be