TORCMAN Torcman eco 430-xx Manuel utilisateur

Version : 2.01f
30.06.2003
www.torcman.de
Instructions de Montage
„Torcman eco 280-xx“
„Torcman eco 350-xx“
„Torcman eco 430-xx“
Auteurs:
Distributeur:
Jochen Zaiser
Klaus Kraft Electronic
Oberberghofstrasse 61
89134 Blaustein
Tel. 07304 / 9610-20
jochen@torcman.de
Peter Rother
peter@torcman.de
info@torcman.de
La présente instruction de montage ne doit être utilisée qu'avec des produits TORCMAN.
Tout droits réservés. Il est interdit de reproduire, de modifier, de transformer, de multiplier ou de distribuer
tout ou partie des présentes, sous quelque forme que ce soit, sans l'autorisation écrite de l'éditeur.
Copyright 2001/2002/2003 by Jochen Zaiser / Peter Rother
Traduction en francais: René BEISSEL
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Informations importantes en préambule - A lire absolument!!!
La présente instruction est censée décrire, pas à pas, la construction d'un moteur brushless à
stator tournant du type " TORCMAN eco". Elle permet au modéliste même moins aguerri de
construire un moteur qui se distingue par son grand rendement et par sa longue durée de vie.
Pour la réalisation personnelle, nous supposons comme prémisses un bon équipement en
outils, un peu d'adresse artisanale, de même que de la patience et de la joie au travail. Nous
recommandons au néophyte en matière de construction de moteurs de se conformer
strictement à la suite des instructions et de ne pas omettre la moindre étape. Le constructeur
expérimenté peut évidemment improviser ou améliorer à des endroits où il le juge nécessaire
ou indiqué. Nous mettons cependant en garde de se laisser aller au "délire et à l'obsession du
poids" dans le but de mettre en jeu la robustesse et la fiabilité de la propulsion rien que pour
économiser quelques grammes. Toutes les pièces ont été dessinées et conçues avec un
système moderne 3D CAD et optimisées par de nombreux tests pratiques se succédant en
plusieurs étapes. Des modifications ultérieures - que vous penseriez devoir effectuer n'apportent rien dans la plupart des cas.
Les travaux mettant en œuvre de la colle cyano ou des solvants ne doivent être effectués que
dans des pièces bien aérées!
Si vous vous intéressez à des détails supplémentaires relatifs au principe de fonctionnement
du moteur, à ses caractéristiques et ses avantages, vous pouvez consulter le site web
TORCMAN (http://www.torcman.de) de même que les pages LRK de Peter Rother
(http://www.torcman.de/peterslrk/index.html) où vous trouverez toutes sortes d'informations
sur ce sujet. Si vous n'avez pas trouvé toutes les réponses souhaitées, le team TORCMAN se
met volontiers à votre disposition. Veuillez adresser vos questions de préférence par e-mail à
l'une des adresses indiquées ci-dessus: vous recevrez le plus rapidement possible une
assistance qualifiée.
Nous vous aidons également lorsqu'il s'agit de calculer le meilleur bobinage.
Les moteurs décrits ont été développés spécialement pour être utilisés dans des planeurs ou
avions électriques; ils peuvent cependant être implantés également dans des modèles de
bateau ou d'auto. L'application de ces moteurs dans des hélicoptères électriques se répand de
plus en plus. Nous déconseillons toutefois d'envisager des applications différentes sans avoir
consulté la firme TORCMAN au préalable.
Grâce à l'utilisation des matériaux les plus modernes et en raison du principe de construction
totalement novateur se trouve ainsi réalisé un moteur à très haut rendement dont l'utilisation,
ensemble avec une hélice, renferme néanmoins un danger pour celui qui le met en œuvre ou
pour des personnes se trouvant à proximité. Il est nécessaire de respecter les dispositions de
sécurité usuelles afin d'éviter des accidents. A aucun moment, des personnes ne doivent se
trouver à côté (dans le plan horizontal) ou devant une hélice en mouvement.
Etant donné qu'il s'agit ici d'un moteur que l'acheteur doit construire personnellement, le
distributeur ne saurait être tenu de réparer quelque préjudice que ce soit. Le constructeur du
moteur est lui-même responsable de son produit.
Des pièces défectueuses par suite d'un défaut matériel sont remplacées par nos soins,
gratuitement, pendant le délai de garantie légal.
Tous les composants des moteurs sont évidemment disponibles comme pièces de rechange.
Veuillez n'utiliser lors du remplacement que des pièces originales de la firme TORCMAN.
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Traduction en francais: René BEISSEL
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Table des matières:
1.
Listes du matériel et des outils nécessaires
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2.
Le stator
2.1
Calcul du nombre de spires, du diamètre du fil et de sa longueur
2.2
Préparatifs avant le bobinage
2.3
Réalisation du bobinage
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Page 5
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3.
Le Rotor
3.1
Collage des aimants et du rotor
3.2
Colmatage des interstices entre aimants
3.3
Assemblage stator - rotor
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Page 14
Page 16
Page 17
4.
5.
6.
"Premiers pas" - Premier essai
Conseils pour l'installation et exemples d'application
5.1 Montage à l'intérieur d'un fuselage
5.2 Montage extérieur
Dessin éclaté / Pièces de rechange / Dimensions
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Annexe 1: Tableau des puissances avec hélices Aeronaut CamCarbon
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Annexe 2: Procès-verbal de bobinage
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1. Liste de contrôle du matériel nécessaire et des outils
Liste 1 - Est-ce que tout le matériel nécessaire au montage est disponible?
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kit 5 pièces éléments de tournage (flasque, coussinet du stator, coussinet pour le roulement,
cage magnétique, flasque d'entraînement)
bloc du stator de la longueur donnée et comportant l'alésage respectif, avec 2 isolateurs
pour le côté extérieur du stator
matériel d'isolation pour les rainures (gorges) du stator (papier isolant résistant à la
température jusqu'à 150 degrés ou pellicule en kapton auto-adhésive)
14 aimants de dimensions adaptées (resp. 10/20 aimants pour la version 10 pôles)
2 roulements à billes (taille suivant modèle)
axe trempé avec ajustement h6 sinon g6 (diamètre et longueur suivant modèle)
vis (3 vis à goujon sans tête (six pans) pour l'axe, 2 vis à tête conique pour le flasque avant)
colle cyanacrylate, Uhu-Plus Endfest 300, ruban textile (non compris dans le kit)
colle Epoxy et microballoons pour le jointoyage des rainures (non compris dans le kit)
gaine thermo-rétractable ou gaine d'isolation en verre tissé (Siliconne)
fil en cuivre émaillé (résistant jusqu'à 150°) - pour le diamètre voir les formules de calcul
Liste 2 - Est-ce que tous les outils nécessaires et les pièces auxiliaires sont disponibles?
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étau
pied à coulisse
gants en cuir (gants de jardin) ou bâton en bois rond avec ouverture transversale pour le
bobinage
couteau aiguisé pour dénuder le fil
pince coupante diagonale / pince / petits ciseaux (ciseaux pour les ongles)
clé à fourche, ou mieux, noix avec ouverture SW11 (TM280), SW13/17 (TM350),
SW21 (TM430)
clé mâle coudée pour vis à six pans creux (inbus) pour vis à goujons sans tête
(ouverture 1,5/2)
clé TORX T8 (TM280), T10 (TM350), T15 (TM430),
pour la gaine thermo-rétractable: appareil à air chaud (utilisé pour l'entoilage) ou briquet
fer à souder (min. 40W) + fil à souder
voltmètre universel ou contrôleur de continuité (à la rigueur: batterie (accu) et microampoule
/ vibreur sonore)
petite pièce en Epoxy de 1,5 mm d'épaisseur pour bourrer et enfoncer le fil
papier abrasif (grain 150-220) pour rendre rugueux les endroits devant recevoir de la colle
Remarque importante:
Nous recommandons INSTAMMENT de lire les instructions suivantes, avant le début des travaux,
et de les étudier à fond. Beaucoup d'indications et de conseils ne ressortent pas tout de suite des
illustrations et risquent de mener à des résultats insatisfaisants ou à une perte de temps dans
l'éventualité où ils ne sont pas observés.
Par voie de conséquence: Forcez-vous à la lecture - vous ne le regretterez pas!!!
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2. Le stator
2.1. Calcul du nombre de spires, du diamètre et de la longueur du fil
C'est ici au plus tard que vous devez décider de la manière dont le moteur doit être utilisé
ultérieurement. En évaluant et en fixant différents paramètres comme le nombre et le genre
d'éléments, la puissance maximale appliquée, l'hélice utilisée, le nombre de rotations, le temps
moteur souhaité, etc., il est possible de calculer avec suffisamment de précision le bobinage optimal.
Afin d'obtenir le taux de rendement le plus élevé, on doit essayer d'une façon générale d'introduire
un maximum de cuivre dans les ailettes (dents) du stator et de réduire la résistance électrique du
bobinage au maximum, c.-à-d. d'utiliser le diamètre de fil le plus gros possible.
Toutefois, ces deux exigences se contredisent dans beaucoup de cas, de sorte qu'il tombe sous le sens
de bobiner plusieurs fils en même temps et en parallèle. Cela permet la production de diamètres
supérieurs tout en utilisant des fils plus minces et plus flexibles.
Nous recommandons au "néophyte en bobinage" de ne pas utiliser de diamètre de fil supérieur à 0,8
mm pour le TM280, 1 mm pour le TM350 et 1,1 mm pour le TM430 et de ne bobiner pas plus de 2
fils en parallèle. Même pour le début, il s'agit là d'un challenge déjà suffisant.
Vous trouverez sur le CD joint au kit un programme de calcul Excel d'une précision d'environ 1%;
sinon, ce programme peut être déchargé du site TORCMAN http://www.torcman.de.
L'utilisation est expliquée dans le programme lui-même. Comme lors de la commande du kit le
diamètre du fil devrait déjà être connu, la firme TORCMAN offre également à ses clients un service
gratuit qui consiste à effectuer le calcul.
Néanmoins, les formules suivantes permettent de calculer rapidement, à l'aide d'une petite
calculatrice et sans connaissances théoriques, ni ordinateur, la configuration du bobinage pour le
moteur que vous désirez. A cette fin, il a dû être procédé à plusieurs simplifications qui réduisent la
précision du résultat à environ 10%. Toutefois, des divergences de cet ordre se laissent compenser
sans problème par l'adaptation de l'hélice.
En règle générale, l'approximation suivante peut être retenue en ce qui concerne la puissance
nécessaire: 75-125 W par kilogramme pour les planeurs électriques, 150-250 W par kilogramme
pour les avions et planeurs rapides (hotliner).
Représentation paramétrique:
Z - nombre d'éléments NiCd ou NIMH
P - puissance souhaitée en watt
n - rotation de l'hélice (nombre de tours par minute, à ressortir du graphique Aeronaut en annexe)
H - longueur du stator en mm
D - diamètre du stator en mm
Les valeurs colorées se rapportent, à titre d'exemple, à un TM350-20 avec Z = 10, P = 400 W,
n = 6550 tours/min pour hélice 14x8 (voir graphique), H = 20 mm, D = 35 mm
Nous cherchons:
N - nombre de spires par ailette (dent) dans un système triangulaire avec des bobines connectées en
série se trouvant l'une en face de l'autre (il s'agit, en l'occurrence, de la technique de bobinage la plus
utilisée dans le cas des moteurs LRK. L'avantage consiste dans la régularité du courant dans les
bobines et dans un nombre réduit de points de soudure dans le bobinage.)
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Façon de procéder:
Se référer au graphique Aeronaut dans les annexes pour choisir une hélice plus ou moins adaptée au
modèle (prendre en considération la vitesse de vol, le diamètre du fuselage, la garde au sol, etc.) et
rechercher le régime de rotation n fournissant la puissance souhaitée P.
1. Calcul du courant de régime
I = P / (Z * 1,05)
Exemple: I = 400 / (10 * 1,05) = 38 A (dans le cas d'éléments triés et boostés utiliser le facteur 1,10)
2. Calcul de la force électromagnétique (FEM) - tension du moteur
Ufem = Z * 1,26 - I * (Z * 0,006 + 0,03) Exemple: Ufem = 10 * 1,26 - 38 * (10 * 0,006 + 0,03)=9,18 V
3. Calcul du nombre de rotations par volt
ns = n / Ufem + I * 4900 / D2 Exemple: ns = 6550 / 9,18 + (38 * 4900 / 352) = 865 t/min
4. Calcul du nombre de spires par ailette (variateurs Jeti et Hacker)
Pour TM230: N = 270000 / (H * ns)
Pour TM350: N = 220000 / (H * ns) Exemple: N = 220000 / (20 * 865) = 12,7 ~ 13 spires par ailette
Pour TM430: N = 163000 / (H * ns)
Prière de noter:
Dans le cas d'un variateur Actro, le nombre de spires doit être réduit de l'ordre de 8%!
5. Calcul de la section transversale A
Pour TM280: A = 9 / N
Pour TM350: A = 14 / N
Pour TM430: A = 25 / N
Exemple: A = 14 / 13 = 1,07 mm2
6. Calcul du diamètre (calibre) D
avec un fil simple:
D = 1,13 * √ (A)
Exemple: D = 1,13 * √ (1,07) = 1,16 mm ~ 1,2 mm
avec 2 fils parallèles:
D = 0,8 * √ (A)
Exemple: D = 0,8 * √ (1,07) = 0,83 mm ~ 0,85 mm
Dans l'exemple ci-dessus, le moteur doit donc être bobiné en 13 spires avec un fil simple de 1,2 mm
ou deux fils de 0,85 mm, ceci pour obtenir la puissance désirée compte tenu des paramètres définis
plus haut. Etant donné qu'il est cependant difficile de mettre en place un fil de 1,2 mm avec les tôles
garnissant le moteur 350 sans que les tôles du stator ne soient endommagées, le bobinage en
parallèle, avec 2 fils, se recommande. En théorie, plusieurs fils encore plus minces pourraient
également être bobinés en parallèle, mais dans cette configuration, le degré de remplissage des
rainures se détériore et une mise en place correcte du bobinage devient presque impossible.
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Tableau récapitulant le nombre maximal de spires (tel que cela se dégage de la pratique):
stator/fil
TM280
TM350
TM430
0.6
44
50
0.65
36
44
-
0.7
32
36
-
0.75
28
32
40
0.8
24
28
36
0.85
20
26
34
0.9
16
24
32
0.95
12
22
30
1.0
20
28
1.1
18
24
1.25
12
20
1.4
18
Dans le cas d'un bobinage parallèle, le nombre de spires maximal doit être divisé par deux!
Détermination de la longueur de fil L nécessaire par spire (= 2 ailettes), compte tenu d'une longueur
de raccordement de 100 mm
Hg = hauteur du pack stator (= H + 2 mm)
N = nombre de tours par ailette
TM280: L = N * (4 * Hg + 18) + 200 mm (dédoubler en cas de bobinage parallèle!!!)
TM350: L = N * (4 * Hg + 24) + 200 mm (dédoubler en cas de bobinage parallèle!!!)
TM430: L = N * (4 * Hg + 28) + 200 mm (dédoubler en cas de bobinage parallèle!!!)
Dans l'exemple ci-dessus (Hg = 22 mm, N = 13 spires) on aboutit à une longueur de fil de:
L = 13 * (4 * 22 mm + 24 mm) + 200 mm = 1656 mm,
mais s'agissant d'un bobinage parallèle:
1656 mm * 2 = 3312 mm.
Il s'impose de prévoir une marge de sécurité et d'arrondir à 3,5 m. En tout 3 * 3,5 m = 10,5 m de fil
cuivre d'un diamètre de 0,85 mm sont nécessaires. Si le diamètre recherché ne devait pas être
disponible, il faut arrondir jusqu'à la prochaine valeur supérieure ou inférieure.
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2.2. Préparation du bobinage:
Les six pôles à bobiner (en fait chaque deuxième)
sont à marquer avec un feutre résistant à l'eau
(1/3/5/7/9/11) - cf. schéma de bobinage. Ensuite, la
douille du stator est introduite dans le bloc du stator
et vissée au coussinet. A cette fin, immobiliser
prudemment la douille dans un étau en la serrant
au collet. Pour protéger la douille du stator,
recouvrir les joues de l'étau avec du ruban adhésif
ou similaire. Bien serrer avec une petite clé anglaise
(clé à fourche), ou mieux, avec une douille adaptée
(outil): le bloc du stator ne doit plus se laisser
tourner à l'égard de la douille du stator.
Avant le début du bobinage, il faut encore couper des inserts isolants pour les rainures du stator.
Nous recommandons d'utiliser le papier d'isolation résistant à la chaleur livré avec le kit (0,10,25 mm épaisseur). La dimension de coupe dépend du diamètre du stator et de sa longueur:
longueur x largeur = (longueur brute du stator + 2 mm) x 24 mm pour TM280 (p.ex. 13 X 24 mm pour TM280-10)
longueur x largeur = (longueur brute du stator + 2 mm) x 28 mm pour TM350 (p.ex. 16 X 28 mm pour TM350-12)
longueur x largeur = (longueur brute du stator + 2 mm) x 32 mm pour TM430 (p.ex. 34 X 32 mm pour TM430-40)
Schéma de bobinage pour connexion en triangle (connexion en delta)
(les points de liaison des paires bobinées se trouvent du côté frontal):
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2.3. Application du bobinage:
Dans la suite, nous décrirons un bobinage avec 2 fils
parallèles. Si vous avez opté pour un bobinage simple,
vous pouvez passer immédiatement à l'étape suivante.
Tout d'abord, les trois morceaux de fil nécessaires
doivent être coupés à la longueur que vous avez
calculée. Sur toute sa longueur, le fil doit être
dépourvu d'encoches ou de plis; le lisser si nécessaire.
Vérifier ensuite les trois morceaux de fil une nouvelle
fois quant à leur longueur égale, et couper une
nouvelle fois si nécessaire. Dénuder chaque fil à ses
extrémités sur une longueur d'environ 20 mm (avec
un couteau bien aiguisé) et torsader les bouts de fil
entre eux (2 à 3 torsions), puis plier le fil en son
milieu. Ainsi le fil parallèle nécessaire est déjà fabriqué.
Ce double-fil doit être marqué exactement en son milieu avec un feutre résistant à l'eau et une
gaine thermo-rétractable (aussi mince que possible) doit y être fixée (14/20/25 mm)
(TM280/350/430). Au lieu de la gaine thermo-rétractable, une gaine d'isolation renforcée peut
également être utilisée; sa position doit être fixée avec une goutte de colle cyanacrylate.
Il existe beaucoup de philosophies et de possibilités pour le bobinage. Nous ne décrirons ici que la
façon de procéder qui, après de nombreux essais et échecs, s'est révélée comme la plus simple et la
plus sûre. Néanmoins ne devrait-on pas être trop avare lors de l'achat du fil - très
vraisemblablement, l'une ou l'autre spire doit être refaite une ou plusieurs fois jusqu'à obtenir le
résultat souhaité.
Il est recommandé de s'imprimer le procès-verbal de bobinage se trouvant à l'annexe et de
l'utiliser. Ce procès-verbal est également très avantageux dès lors que l'on envisage d'autres
projets.
La succession dans le bobinage est la suivante: ailette 1/7 - 3/9 - 5/11. Il est toujours procédé du
milieu du fil (marque/gaine thermo-rétractable) vers l'extérieur. Ceci présente l'avantage
(théorique) qu'il ne faut compter que lors du bobinage de la première ailette, et qu'à l'ailette
suivante, on peut se borner à n'enrouler que jusqu'au moment où la même longueur résiduelle est
atteinte. Comme dans le cas du stator 350-20 une spire a une longueur moyenne d'environ 60 mm,
des fautes résultant d'un nombre de tours inégal peuvent être exclues. A des fins de contrôle (et
pour apaiser sa conscience) il n'est cependant pas mauvais de compter quand même les tours
restants. Cela se fait de préférence à l'aide de la liste comportant les traits sur le procès-verbal de
bobinage sur laquelle chaque tour est constaté par un trait de stylo. Il est indispensable de prendre
son temps pour le bobinage et d'éliminer toutes influences perturbatrices telles qu'enfants,
époux/épouses, radio, télévision,...qu'il faut couper ou occuper ailleurs.
Etant donné que, proportionnellement au diamètre du fil, de grandes forces de traction peuvent
devenir nécessaires lors du bobinage, nous recommandons l'utilisation de gants de jardin ou,
mieux encore, d'une baguette en bois dite "baguette de traction". Il s'agit, en l'occurrence, d'un bout
de bois dur d'un diamètre de 15 à 25 mm, d'une longueur de 120 à 180 mm, avec une ouverture
transversale au milieu. C'est sur cette baguette que le bobinage complet pour une ailette est
enroulé, puis déroulé à nouveau, spire par spire. C'est ainsi que le maniement de fils longs est
considérablement simplifié.
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Pour commencer, le stator est fixé dans un étau du côté de la douille du stator (voir photos), les
joues de l'étau étant protégées par du ruban adhésif, l'ailette 1 dégagée vers le haut. On prend
alors le fil avec la marque du milieu (gaine rétractable), on le pose entre le stator et le flasque de
la douille du stator et on l'enroule une fois autour de la douille du stator. La gaine rétractable doit
se trouver très exactement entre les deux ailettes qui seront bobinées. Le bout provisoirement
libre (spire destinée à l'ailette 7) doit être immobilisé à l'aide d'un serre-joint ou similaire pour
empêcher qu'il ne dérape. Afin de déceler des courts-circuits entre fil et stator déjà pendant le
bobinage et pour les éviter, il est recommandé de brancher un contrôleur de continuité comme un
multimètre, un bruiteur ou une lampe avec batterie. L'un des contacts est attaché au bout libre,
tandis que l'autre est fixé à la douille du stator. Ici, il est important d'enlever au préalable, aux
deux bouts, la laque isolante qui entoure le fil de cuivre.
Le papier isolant doit être plié en V et introduit à gauche et à droite de chaque ailette .
Maintenant nous effectuons le premier tour. Le sens du bobinage doit être suivi selon le
graphique et les photos. Si l'on commence à partir du milieu, toutes les ailettes (dents) sont
bobinées dans le même sens (ici, dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, toujours par
référence à l'ailette se trouvant en haut et déjà enroulée). A la fin, tant l'entrée que la sortie du fil
doivent se retrouver sur toutes les ailettes du même côté de chacune d'entre elles. Les spires
doivent être appliquées les unes très près des autres et sans le moindre croisement ni
chevauchement. Si nécessaire, presser le fil après chaque tour à l'aide d'une petite pièce en
Epoxy ou en contre-plaqué contre l'ailette. Pour l'enroulement de la première dent, il est
recommandé d'utiliser une liste (traits au stylo). Si le diamètre du fil est supérieur à 0,7 mm, il
faut utiliser la baguette en bois qui permet d'exercer une traction sur le fil.
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Avant d'effectuer l'avant-dernier ou
l'antépénultième tour, l'extrémité du papier
isolant, qui dépasse et porte à faux, doit être
découpée à ras (rasoir) sur les deux ailettes
voisines qui ne reçoivent pas de fil. Les deux
bords intérieurs excédentaires sont raccourcis
jusqu'à une largeur de 3-4 mm et glissés sous
les rebords extérieurs. Le recouvrement de
rainures qui en résulte peut être sécurisé
encore par de la colle cyanacrylate. Enlever
tout de suite tout excédent de colle.
Sortir maintenant le bloc du stator de l'étau et s'occuper de l'autre bout du fil qui était resté
libre bien qu'immobilisé autour du collet. Le dérouler. Vérifier la position de la gaine
rétractable qui sert de protection au pontage entre les deux ailettes du stator et, si nécessaire,
corriger cette position.
Remettre le stator à nouveau dans l'étau - cette fois-ci avec l'ailette d'en face n° 7 orientée vers le
haut. Introduire l'isolation et amener le fil jusqu'à la deuxième ailette (n° 7) autour du collet du
stator pour l'y faire passer. Bobiner la deuxième ailette dans le même sens que l'ailette n° 1.
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Traiter par bobinage les dents 3/9 et 5/11 de la
même manière jusqu'à ce que les fils de
connexion restants atteignent plus ou moins la
même longueur. Faire attention à ne pas
endommager la gaine isolante des pontages et
s'attacher à la disposer en économisant au
maximum l'espace près du collet du stator.
Lorsque toutes les spires sont apposées, il y a
lieu de les contrôler une fois de plus quant à
d'éventuels courts-circuits tant à l'égard du
stator qu'à l'égard des autres spires, ceci avant
de les fixer de façon définitive.
Si vous disposez d'un contrôleur d'inductivité
avec une plage de mesure de 30 à 200 uH, les
paires de bobines non encore reliées peuvent
être contrôlées quant à leur nombre de spires
équivalent, mais également quant à l'existence
d'éventuels courts-circuits entre spires. Les trois
valeurs trouvées ne doivent pas différer de plus
de 4 %. Si tel n'est pas le cas, le bobinage
comporte un défaut.
Enlever une nouvelle fois le collet du stator afin
de pouvoir contrôler les pontages. Si tout est en
bon ordre, les extrémités supérieures et
inférieures des boudins de bobinage sont
scellées avec quelques gouttes de colle Epoxy.
Cela empêche des mouvements ultérieurs dans
le bobinage et des courts-circuits qui en seraient
la conséquence.
Lors du montage définitif du collet du stator, il faut faire en sorte que l'un des quatre trous
taraudés du flasque se trouve bien en face de l'ailette n° 11. Cette disposition permettra
ultérieurement de faire sortir aisément les câbles de connexion à travers le couvercle avant.
Dans la connexion en triangle, les spires 1 et 11, 3 et 5, de même que 7 et 9 sont connectées entre
elles et disposées de sorte que les trois prises du moteur sortent du même côté. 1/11 se trouve
alors au milieu entre 3/5 et 7/9. Courber tous les fils, les couper à la longueur voulue et les
protéger avec de la gaine rétractable ou du tissu Silionne. Aux endroits où les fils quittent
l'habitacle, superposer deux couches de gaine rétractable (dans le cas de la Silionne, une seule
couche devrait normalement suffire).
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Il s'agit maintenant d'enfoncer les roulements dans le coussinet, d'un côté, et dans la douille du
stator, de l'autre. Respecter le parallélisme et ne pas appliquer de pression sur l'anneau intérieur.
La mise en place des roulements est aisée si on utilise un étau avec des joues protégées. S'il
devait apparaître que les roulements n'ont pas suffisamment d'appui, ils doivent être fixés avec
une quantité minimale de Loctite 648 (ou similaire), sinon avec de la colle cyano. Dans ce cas,
les roulements doivent être délicatement enfoncés jusqu'à 30%, puis pourvus d'une toute petite
quantité de colle appliquée au moyen d'une épingle. Enfoncer ensuite complètement le
roulement avec un tissu qui absorbe la colle excédentaire et laisser durcir.
Dénuder avec soin toutes les extrémités des fils sur une longueur d'environ 10 mm, ceci au
moyen d'un couteau aiguisé (gratter jusqu'à la disparition de la laque), puis étamer. Les fils qui
font partie du même groupe doivent être torsadés et soudés. Courber ensuite les connexions ainsi
obtenues jusqu'à ce qu'elles s'adaptent parfaitement aux ouvertures du couvercle avant dans
lesquelles ils doivent passer. Fixer ensuite le couvercle avant avec les deux boulons à tête
conique joints au kit.
Le stator est maintenant réalisé - et le travail le plus pénible terminé.
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3. Le Rotor
3.1 Collage du rotor et des aimants
Le kit "Torcman eco" est conçu de manière que le collage des aimants puisse être effectué sans
dispositif d'aide auxiliaire. La colle à utiliser pour les pièces du rotor et pour les aimants ne
devrait être que celle du type Uhu Plus Endfest 300. Il est apparu, dans ce contexte, que la colle
cyanacrylate et d'autres colles anaérobiques n'ont pas fait leurs preuves en raison de l'existence
des fentes qu'ils n'arrivent pas à combler.
Attention! Les aimants doivent être traités avec soin et ne jamais être projetés ou claqués
l'un contre l'autre ou contre d'autres objets magnétiques; en effet, ils sont frêles et cassants
et se rompent facilement!!!
En premier lieu, les pièces à coller ensemble
doivent être préparées. Bien poncer la cage
magnétique (ou cloche) du côté intérieur avec un
papier à grain; dégraisser à l'acétone ou à l'alcool
isopropylique. Préparer de même le bourrelet
intérieur (surface avec rainure en V) du flasque
doré (qui fait fonction de plateau d'entraînement).
Appliquer une couche mince de Uhu Plus sur le
bourrelet (remplir la rainure) tout en laissant
libres la dentelure et les espaces se trouvant entre
les dents (!). Pousser la cage magnétique, tout en
la tournant lentement, jusqu'à ce qu'elle touche
entièrement le flasque. Après cette opération,
aucun reste de colle ne doit se retrouver entre
les dents - l'enlever, le cas échéant. Laisser durcir ensuite les pièces collées. Cette opération
peut être accélérée en chauffant les pièces dans un four (sur l'étage du milieu), la cloche se
trouvant debout, flasque vers le bas, et ceci à une température de 50-70 degrés.
Ne poser en aucun cas la cloche sur le sol du four, car très souvent les températures y sont
beaucoup plus élevées. Après une demi-heure, la procédure d'échauffement permet de
poursuivre l'assemblage par le collage des aimants.
Aligner les 14 aimants sur une pièce en tôle droite et égale, de sorte qu'alternativement le Nord
et le Sud des aimants se trouvent du même côté. Avec le dernier des aimants longer l'alignement
et vérifier encore une fois que cet aimant est successivement attiré, puis repoussé.
Poncer ensuite avec du grain 150-220 la couche de nickel sur la face supérieure et dégraisser.
Numéroter de 1 à 14 les aimants avec un feutre résistant à l'eau. Appliquer ensuite avec une
spatule (ou avec le doigt) une mince couche également répartie de Uhu Plus (bien mélanger
auparavant!!!)
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Maintenant les aimants peuvent être introduits à
l'intérieur du rotor dans l'ordre de 1 à 14. Vérifier
encore au préalable qu'entre les rainures de
positionnement du flasque il ne se trouve plus de
reste de colle. Saisir de préférence les aimants
avec une petite pince plate à l'un des bouts,
introduire l'autre bout libre dans la rainure du
flasque et rabattre prudemment l'aimant contre la
cage. Presser l'aimant par le haut dans la rainure
en appuyant avec force et vérifier qu'il est bien
positionné dans la rainure (cela est important, car
à défaut, l'aimant ne se trouve pas à angle droit!)
Introduire les aimants les uns après les autres,
sans laisser libre aucun des espaces, tout en
conservant le même sens de progression dans le
rotor. Etant donné que les aimants sont très
puissants, ils doivent être bien agrippés avec la
pince afin de ne pas s'attirer mutuellement. Une
fois que tous les aimants ont été encastrés, enlever
d'éventuels restes de colle sur la partie supérieure
et sur les faces intérieures des aimants; vérifier
une nouvelle fois la disposition générale.
Ici encore, la prise de la colle peut être accélérée à
l'intérieur d'un four au moyen d'une chaleur qui ne
doit en aucun cas dépasser 60 degrés sur l'étage
moyen pendant une durée d'environ 30 minutes
(jamais en bas du four!!!). En effet, si les aimants
sont exposés trop longtemps à de fortes
températures, leur force d'attraction diminue
sensiblement et le moteur restera en deçà de la
puissance souhaitée.
Attention:
Certains fours n'arrivent pas à régler avec
précision la température et produisent très souvent
une chaleur supérieure à celle du réglage. Le
mieux est de préchauffer le four à la température
souhaitée, puis de l'éteindre avant de mettre les
pièces. La chaleur rémanente suffit amplement à
accélérer le durcissement de la colle.
3.2. Jointoyage des interstices entre aimants
Bien que l'opération suivante, à savoir le remplissage des interstices entre aimants, risque
d'apparaître comme superflue à d'aucuns, elle a cependant fait ses preuves dans la pratique
comme méthode très simple et efficace empêchant que les aimants ne se détachent.
Malheureusement, il existe encore sur le marché des variateurs qui, couplés à des moteurs LRK,
perdent de temps en temps le rythme et s'arrêtent de façon abrupte. Si cela se passe sous forte
charge, il peut arriver que la couche de nickel soit arrachée et qu'un aimant se détache. Le
jointoyage des interstices avec de la colle Epoxy pourvue d'une charge empêche qu'un tel
phénomène ne se produise, et ce sans augmentation de poids sensible.
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A cet effet, il s'agit de mélanger une petite quantité (5-10 g) de colle Epoxy à laquelle il faut
ajouter des microballoons (charge de remplissage) pour obtenir une masse visqueuse (comme de
la crème chantilly). Ce qui est important, c'est que le mélange ne puisse plus couler! Appliquer la
colle avec une spatule dans les interstices entre aimants, l'y enfoncer, tout en s'efforçant d'éviter
la formation de bulles d'air. Enlever ensuite la colle excédentaire avec un bout de bois. Tremper
un tissu dans de l'acétone ou dans du méthanol, nettoyer à nouveau les aimants et faire
disparaître tous les restes d'Epoxy.
Une nouvelle fois, le durcissement peut se faire dans le four à 60 degrés au maximum, sinon
pendant la nuit, selon le genre de colle ou de résine utilisée.
Après le durcissement de la colle, il reste à introduire l'axe qui doit être bien fixé, de façon égale,
avec les 3 vis (goujons sans tête) livrées. Si l'axe oppose de la résistance, chauffer légèrement le
flasque (plateau d'entraînement) avec un sèche-cheveux ou en le posant sur une plaque de
cuisson (électrique!). Si vous avez l'intention d'utiliser votre moteur dans une plage de puissance
élevée, il peut être recommandé de bloquer l'axe en outre avec du Loctite 601 ou 648 (à défaut:
colle cyanacrylate), ou encore de pourvoir l'axe de petites encoches ou entailles à l'aide d'une
perceuse munie d'une meule pour obtenir ainsi une fixation sûre.
Comme accessoires supplémentaires, nous offrons également des axes polis avec un collet
(boudin) qui assurent une bonne fixation en butée. Leur application est toutefois réservée
principalement aux applications à l'extérieur du fuselage (voir chapitre 5 "Conseils pour le
montage").
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3.3. Assemblage du stator et du rotor
Voici arrivé le grand moment: le rotor et le stator sont "réunis" - mais prudence!!! Lorsque l'on
pousse le rotor avec l'axe par-devant à travers le roulement sur le stator, ces deux pièces sont
attirées et comprimées avec une force
énorme.
Le rotor ne doit alors pas tomber dans le
stator, sinon le roulement risque d'être
endommagé. En outre, le danger existe que les
doigts se fassent pincer entre le flasque avant
et la cage magnétique. Le mieux est de tenir le
stator d'une main, aux tôles, et de faire
avancer doucement le rotor avec l'autre main,
en direction des doigts. Puis, on retire
lentement les doigts et on laisse rentrer le
rotor en douceur. Si tout s'adapte
correctement, le rotor doit se laisser tourner
sans le moindre frottement lorsqu'on tient le
moteur d'une main au flasque avant.
Si on sent une résistance ou si on entend un bruit de frottement, le rotor et le bobinage doivent
être vérifiés et les pièces faisant éventuellement saillie doivent être enlevées resp. repliées. Dans
la plupart des cas, il peut s'agir des fines pointes des tôles du stator qui ont sans doute été
quelque peu courbées lors du bobinage ou d'une spire, sinon d'une isolation qui dépasse et qui
frotte.
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4. "Premiers pas" - Premier essai
Si vous êtes arrivé jusqu'ici, il vous est évidemment difficile de vous retenir: la chose doit goûter
au courant. Ici encore, il est raisonnable de procéder dans le calme et dans la sérénité. Pour le
premier essai, il est judicieux soit d'implanter le moteur dans un modèle, soit de se confectionner
un dispositif de fixation provisoire. Relier ensuite les trois câbles de connexion (alimentation)
avec les câbles de sortie du variateur. Comme la vitesse de rotation de nos moteurs est limitée
automatiquement par le variateur dès qu'ils y sont reliés, il n'existe pas le moindre danger de les
utiliser également sans hélice. Aux fins d'exclure un endommagement du variateur, le premier
essai devrait être effectué avec un accu presque vide. Malheureusement, la plupart des variateurs
pour moteurs Brushless ne supportent pas d'être branchés à un bloc d'alimentation du secteur
(220 V) fournissant un courant continu avec réduction de l'intensité, ce qui aurait constitué une
manière de procéder plus élégante.
Suivant le genre du bobinage et le nombre d'éléments, il faut s'attendre, à pleine puissance, mais
sans charge, à un courant à vide de l'ordre de 1 à 5 A.
Allumer d'abord l'émetteur, brancher ensuite le variateur et, dans le cas d'un variateur opto,
brancher l'alimentation du récepteur. Suivant le type de variateur utilisé, la mise en service
(setup/programmation) doit être faite en suivant le mode d'emploi de ce variateur.
Dans le cas de variateurs programmables comme le "Hacker Master", il est recommandé
d'utiliser lors des premiers tests le timing (avance) échelon 3 (avance de 18 degrés) et une
fréquence de commutation de 8 kHz. Plus tard, on pourra encore expérimenter avec l'échelon
timing 4 et d'autres fréquences de commutation. Mais faire tourner son moteur sans avance peut
conduire à une surchauffe du variateur ou du moteur.
Pousser ensuite lentement le manche du gaz sur l'émetteur. Si le moteur démarre sans problème,
le nombre de tours peut être augmenté lentement jusqu'au maximum. Comme on procède en
dehors de toute charge, ni le moteur, ni le variateur ne doivent produire la moindre chaleur. La
rotation doit être silencieuse, sans vibration et sans bruit de frottement.
Si tel ne devait pas être le cas, arrêter le moteur, enlever l'accu, rechercher et faire disparaître
l'origine du défaut. Si le moteur tourne dans le mauvais sens, il suffit d'intervertir seulement
deux des trois câbles de connexion reliant le variateur au moteur.
Si le variateur coupe rapidement, cela peut être dû à l'accu qui vient de se vider entièrement.
Répéter alors par un deuxième essai toute la procédure en utilisant un accu partiellement
rechargé. Si tout marche bien, on peut ensuite essayer de faire tourner le moteur sous charge, c.à-d. avec une hélice. Vérifier auparavant que le dispositif de fixation laisse suffisamment
d'espace à l'hélice, qui ne doit toucher ou frotter nulle part.
Si l'on veut connaître les caractéristiques
exactes de son moteur, il est nécessaire de
mesurer le courant, la tension et le nombre
de tours. Si vous avez monté l'hélice avec
laquelle vous comptez voler et si vous avez
le nombre d'éléments que vous vous étiez
fixé, il est facile de contrôler rapidement,
par la mesure du nombre de tours, si le
moteur travaille dans la plage de puissance
souhaitée. Une appréciation de la puissance
disponible sur l'axe et du taux de rendement
requiert toutefois des mesures plus poussées
sur un banc d'essai.
Si vous le souhaitez, nous pouvons mesurer
votre moteur dans le laboratoire Torcman et vous en communiquer les résultats, ceci à un prix
forfaitaire.
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5. Conseils pour le montage
5.1. Montage à l'intérieur d'un fuselage
La série des moteurs Torcman a été délibérément conçue pour l'implantation à l'intérieur d'un
fuselage de modèle d'avion. A cette fin, un seul couple en contre-plaqué ou en Epoxy est
nécessaire, qu'il faut percer aux endroits correspondants. Les positions des trous et leur
écartement figurent dans le dessin et dans le tableau de la page suivante. En outre, parmi les
accessoires Torcman, nous offrons des couples en Epoxy de différents diamètres.
Bien que les moteurs fonctionnant suivant le principe LRK possèdent un excellent taux de
rendement, le bobinage s'échauffe lorsque le moteur travaille sous forte charge, ce qui rend un
refroidissement nécessaire. Une bonne solution consiste à munir le couple moteur d'ouvertures
disposées identiquement à celles dont est équipé le flasque avant, et encore de pratiquer des
fentes latérales dans le fuselage. Le flasque avant peut servir ici de gabarit pour marquer, sinon
même forer, les ouvertures.
Les points suivants doivent encore être observés:
• Les vis fixant le moteur ne doivent pas dépasser la profondeur d'insertion prescrite au risque
de provoquer des courts-circuits avec le bobinage!!!
• Il importe de prévoir suffisamment de place pour les câbles, de manière qu'ils ne puissent pas
frotter contre la cloche en rotation. Les câbles devraient être fixés et immobilisés à l'intérieur
du fuselage.
• Dans le cas de fuselages élancés ou très minces, nous recommandons d'utiliser un kit de
rallonge livrable parmi les accessoires Torcman.
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5.2. Montage à l'extérieur du fuselage
Après quelques modifications mineures, tous les moteurs de la série Torcman peuvent également
être utilisés à l'extérieur du fuselage, p. ex. sur un bâti. Il suffit à cet effet d'enfoncer l'axe en
direction du plateau d'entraînement et de le munir du côté du flasque avant d'un boudin ou d'un
collet qui transmet la force de traction de l'hélice au roulement. Cette disposition ne s'impose pas
dans l'éventualité où le moteur doit travailler en poussée. Le programme Torcman contient
comme accessoires de tels axes, mais on peut s'aider également au moyen d'une bague de butée
(bague d'arrêt) et d'un manchon en laiton (voir photo). Dans cette configuration, il faut cependant
s'assurer que la bague de butée fait l'objet d'une fixation très solide - le mieux est de munir l'axe
d'une encoche ou d'un méplat.
Ici encore, afin de faciliter l'évacuation de l'air chaud, le couple moteur devrait être muni de
trous, disposés de la même façon que ceux se trouvant sur le flasque avant.
Les points suivants sont à observer:
• Les vis fixant le moteur ne doivent pas dépasser la profondeur d'insertion prescrite au risque
de provoquer des courts-circuits avec le bobinage!!!
• Le couple moteur doit être suffisamment solide, puisqu'il doit recevoir toute la masse du
moteur et de l'hélice, qui se trouveront du même côté.
• Utiliser seulement des hélices bien équilibrées
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6. Dessin éclaté / Pièces détachées / Dimensions
Flasque Arrière
Cage Magnétique
Aimants
Stator avec
Isolateurs
Axe
Roulement
Coussinet
Douille de Stator
Flasque
Dimensions Torcman 280-xx/350-xx/430-xx
Profondeur maximale d'insertion des vis: P
280-05
280-10
280-15
280-20
350-12
350-20
350-28
430-20
430-30
A(*)
B
C
D
E
F
G
H
I
K
L
M
N
O
P
40
50
50
60
60
75
80
80
90
26.0
31.0
36.0
41.0
40.0
48.0
56.0
53.5
63.5
4.0
4.0
4.0
4.0
5.0
5.0
5.0
6.0
6.0
21.5
21.5
21.5
21.5
27.3
27.3
27.3
34.0
34.0
8.0
8.0
8.0
8.0
10.0
10.0
10.0
12.0
12.0
0.8
0.8
0.8
0.8
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.5
2.5
2.5
3.0
3.0
4.0
4.0
4.0
4.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
11.0
11.0
11.0
11.0
15.0
15.0
15.0
18.0
18.0
34.4
34.4
34.4
34.4
42.0
42.0
42.0
52.0
52.0
4.0
4.0
4.0
4.0
5.0
5.0
5.0
6.0
6.0
26.0
26.0
26.0
26.0
32.4
32.4
32.4
41.0
41.0
15.0
15.0
15.0
15.0
18.0
18.0
18.0
24.0
24.0
M2.5
M2.5
M2.5
M2.5
M3
M3
M3
M4
M4
4.5
4.5
4.5
4.5
5.0
5.0
5.0
7.5
7.5
A(*) = la longueur de l'axe est variable, sinon peut être adaptée
Toutes les cotes sont en millimètres, sous réserve de tolérances
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Procès-verbal de bobinage Torcman
Diamètre du stator
: ______ mm
Longueur du stator: ______ mm
Nombre de spires calculé: ______
Fils parallèles
Diamètre du fil
Isolateur
: ______ mm
: ______
: ____x____ mm
Détermination de la longueur L de fil nécessaire par bobine (= 2 dents/ailettes) compte tenu d'un
câble d'alimentation de 100 mm:
Hg = épaisseur totale du pack du stator (~H + 2 mm) / N = nombre de tours par ailette
TM280: L = N * (4 * Hg + 18) + 200 mm (dédoubler en cas de bobinage parallèle!!!)
TM350: L = N * (4 * Hg + 24) + 200 mm (dédoubler en cas de bobinage parallèle!!!)
TM430: L = N * (4 * Hg + 28) + 200 mm (dédoubler en cas de bobinage parallèle!!!)
Longueur calculée du fil : ______ mm
Longueur du fil
effectivement coupée: ______ mm
Liste des traits (tours de bobinage) et mesures obtenues:
15
610
1115
1620
2125
2630
3135
3640
4145
4650
résistance
Ri
inductivité
L
longueur
restante
(milliohm)
(microhenry)
[mm]
dent 1
dent 7
dent 3
dent 9
dent 5
dent 11
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