sábado, 7 de octubre de 2017

Rebobinar un motor DC tipo RS-540


Este motor es 555: un poco más largo que un 540 y con 5 polos. Creo recordar que era el motor de una impresora o fotocopiadora (motor de rodillos de papel) y es lento y silencioso: a  7,5V se obtiene 1100 rpm y  su consumo solo es de 80mA. Vamos a desmontarlo y cambiar el bobinado para hacerlo más rápido.

Para abrir el motor, se desdoblan o cortan las lengüetas de la tapa superior:


Vemos que tiene un rotor de 5 polos y escobillas de carbón (muy importante para soportar una gran corriente).



Desenrollo el primer bobinado para ver contar el número de vueltas: son 160 vueltas y hilo 0,25mm. El hilo del resto de bobinados los corto directamente:


Cada bobinado está cruzado con el anterior y el siguiente y ocupa dos núcleos según este esquema:

Voy a usar hilo de 0,65mm de diametro y 9 vueltas por cada bobinado. En la imagen ya está terminado el primer bobinado:



Como el rotor es de 5 polos, entre las escobillas siempre quedan dos bobinados en serie (18 vueltas). Terminamos soldando al colector cada uno de los bobinados pero antes hemos quitado el barniz del en la punta del hilo de cobre para que suelde bien.


El re-bobinado ya esta terminado:


Hacemos un agujero con un taladro y ponemos un tornillo para sujetar la tapa en vez de la lengüeta que habíamos serrado:


Según la teoría del funcionamiento de un motor DC, hemos variado la relación de vueltas de bobinado en 160/9 = 17.
Si cambiamos el número de vueltas del bobinado, se multiplican el r.p.m. sin carga y la corriente (sin carga y con carga) por la relación 17:

17 * 1100 rpm = 18700 rpm                   17 * 0.08 A =  1.36 A



Si cambiamos el diámetro del hilo del bobinado, el r.p.m. sin carga y la corriente sin carga son 
iguales pero la corriente con carga y el par dependen de la relación 0,65mm/0,25mm = 2,6 :

2,6 * 2,6 *  Load Current                                           2,6 * Torque




Para comprobar el resultado, medimos el voltaje de la batería LiPo conectada al motor, la corriente en vacío del motor y la velocidad del motor con un tacómetro (sonda óptica) que obtiene una relación 1000 rpm ------> 0,1 V

En el motor ponemos un engranaje con un trozo de papel de aluminio que refleja la luz.



En el vídeo se muestra el proceso completo y al final, la prueba práctica de la velocidad obtenida:




Al final, los resultados obtenido son : velocidad sin carga (a 7,8V) 17.000 rpm  y corriente sin carga 1,64A. Es decir, unos 2200 rpm/V que es el valor de un motor RS-540 estandar aunque este motor tendrá más par por la dimensiones que tiene.
 
Se cumple la teoría aunque no exactamente: no tenemos en cuenta otros factores como las perdidas del núcleo del rotor o quizas hemos llegado al límite del flujo magnético para ese motor, temperatura alta por el incremento de la corriente,....


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