3DCADでブラシレスモーターをモデリング

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 3DCAD(Fusion360)でブラシレスモーターをモデリングしてみました。現物をもっていないため、いろいろなサイトで構造、材質や寸法などを調べながらモデリングしてます。ブラシレスモーターを使ったことが無いため、今回は作図を楽しみながら構造の勉強も兼ねてモデリングしました。多少の形状と色彩は自分好みにカスタマイズしてますが・・。

 

▼ブラシレスモーター 3Dモデル▼(画像クリックで拡大)

 以前、コアレスモーターをモデリングしたときには中身は描かなかったのですが、ブラシレスモーターは中身がちらちら見えるので可能な限り詳細にモデリングしてます。

 

▼ブラシレスモーター 分解 3Dモデル▼

 モデルを描くためにいろいろ調べているうちにだいぶ勉強になりました。

 

 コイルの付いたボディ(ステータ)を固定し、磁石の付いたカバー(ロータ)が回転する構造のようです。このように外側にロータがあるタイプをアウターロータ型というそうです。対してインナーロータ型もあるとのこと。コイルが固定されているため、DCモーターのようなブラシや整流子が必要無いそうです。

 

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 ロータ位置の検出回路を搭載したものあるようです。調べた限りではクアッドコプター(ドローン)はアウターロータ型がほとんどのようでした。それにしてもカバーが回転するとは面白いですね。

 

 回転方法はDCモーターと違って少し複雑のようです。単純なスイッチON/OFFでは当然回転しなく、3相交流を各コイルに流し回転させます(同期モーター)。ハーフブリッジ回路を組んで実験的に回転させることはできそうですが・・・。ESC(アンプ)を使用すればPWM信号で制御できるためArduinoでも制御できそうです。

 

 クアッドコプターをなるべく自作したいと考案中なのですが、ブラシレスモーターの自作は私には無理ですね。汎用品を購入することになると思います。(調べてみたら、ちらほら自作している強者がいました。)

 

 ESCも汎用品を購入することになりそうです。なるべく自作を、と考えていたのですがどんどんキットのようになって行きそうです。

 

 

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この投稿へのコメント

  1. Anon. said on 2017-03-19 at 23:05

    ブラシレスモータの3DCADモデルを非常に細いところまで再現していて驚きました。
    ブラシレスモータの動作を実験する場合は基板を作ってから行うことをオススメします。
    ブラシレスモータはDCモータと違い10A以上は軽く流れるのできちんとした設計が必要になります。
    実際は回路設計やプログラムも大変なので、ESCを使うと安全かつ簡単に行えます。

    全部自作したい気持ちは私も同じく持っていたのですが、全てに手を出してしまうと余計にお金と時間がかかってしまうので、何か一つに特化すると良いと思います。初めは市販品を組み合わせて後から交換していく計画で行くとうまく行くと思います。私はモータやESCの製作は妥協し、フレームや制御基板に自分の色を出しています。

    imoさんは高いCAD技術を持っているのでオリジナルのフレームを設計すると良いのかと思います。フレーム設計にはCAD技術と創造性が要求されるので。

    参考までによろしくお願いします。

    • imo said on 2017-03-20 at 06:38

       コメント有難う御座います。先駆者様のご意見はやはり大切ですね。まさにAnon.さんの言われるような状況になっております。私の場合、興味があるのは姿勢制御プログラム(PID制御)とフレーム設計です。言われる通り、ある程度市販品の組み合わせからスタートすることになりそうです。

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