헬기 모터-변속기 타이밍(deg), PWM에 대한 이야기 ver.2

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고블린 380용 모터에 관심이 많아, 몇가지 모터를 써 보고, 궁금한 점들이 있어 제조사와 메일을 주고 받은 내용을 올려봅니다.


주된 내용은 변속기의 세팅-PWM 주파수와 timing-에 대한 내용 입니다.

(제 경우 변속기는 하비윙 100A입니다)


아래 내용을 보시다 보면, 출력과 PWM, timing의 상관 관계, 경향성을 파악할 수 있지 않나 합니다.


그리고 380 모터 뿐만 아니라 다른 모터에도 적용할 수 있으리라 생각합니다.


모터의 차이(와인딩, 슬롯 수나 폴 수등등), 또는 변속기마다 상황이 다르지만, 경향성을 파악하는 것이 목적입니다.

(참고로 이 외에도 타이밍은 슬롯 수와 폴 수 와 연관성이 있다고 생각하고, PWM은 약간이나마 권선의 차이(굵은 한가닥, 가느다란 여러가닥)와 상관이 있지 않나 합니다)


질문에 거버너 사용 유무를 알려주지 못했습니다. 저는 거버너 안쓰구요. 콘트로닉은 거버너 사용한다고 생각해서 답장한 것 같습니다.


다음은 KDE, 엑스노바, 스콜피온, 콘트로닉과 주고 받은 내용입니다. 원문을 올리려니 글이 너무 길어지는 것 같아서, 원하시는 부분을 요청하시면 올려드리겠습니다.




1. PWM과 timing



1) KDE와 주고 받은 이야기

(패트릭은 KDE 사장입니다. 레슬리는 부사장(COO)인 듯 합니다)


질문) 안녕 나는 고블린 380에 너네 모터(KDE500XF-925-G3)를 쓰고 있어. 하비윙 플래티넘 100A V3 변속기를 쓰는데, 최적의 세팅값을 알려줘.


레슬리) 사장이 개발팀 애들 데리고 놀러 갔어. 4월 3일에 올꺼야. 기술적인 질문은 애들 오면 답 줄게.


패트릭) 메일 고마워. 잘 놀다왔어. KDE500XF-925-G3는 어떤 세팅값이라도 받아주지만, 보통 3D 비행에는 다음 값이 적당할 거야.


PWM frequency : 16kHz

Timing : 18 Degrees


하비윙 변속기의 기본값은 32kHz에 15도 세팅인데, 이 값도 나쁘지 않지만, PWM 값을 낮추어 변속기 발열을 줄이고, timing을 증가시켜 모터에 출력을 증가시켜 쓰면 좋을 거야(얘들 변속기 기본 값도 알고 있네요..)


질문) 음 답변 고마워 그런데 조건을 좀 더 세세하게 나눠서 알려줄 수 있겠니.

-익스트림 3D, 레이스 세팅값(체공시간은 안중요해)

-일반 비행과 마일드한 3D에서의 세팅값

-모터에 최대한 부하가 적은(열 등등) 세팅값

에서 값을 좀 알려줘


패트릭)

-익스트림 세팅 : PWM을 약간 낮춰서 변속기 발열을 줄이고, timing을 높여서 모터 출력을 높여.

PWM : 16kHz

Timing : 30 degrees


-일반 비행, 마일드 3D

PWM : 32kHz

Timing : 18 degrees


-모터의 최대 효율과 모터 발열을 최대한 억제하는 세팅(모터에 스트레스를 줄이는 방향의 세팅)

PMW : 32kHz

Timing : 8 degrees


(비행 스타일과 PWM, timing의 경향성을 살펴보시기 바랍니다)




2) XNOVA와 주고 받은 이야기


질문) 안녕 고블린 380용 엑스노바 타렉 모터 세팅 값을, 다음 각각의 상황에 따라 개별적으로 좀 알려줄래. 변속기는 하비윙 100A V3야.

-익스트림 3D, 레이스 세팅값(체공시간은 안중요해)

-일반 비행과 마일드한 3D에서의 세팅값

-모터에 최대한 부하가 적은(열 등등) 세팅값


답) 엑스노바 타렉모터는 모든 조건에서 하비윙 변속기 기본 값을 쓰면 될거야. 바꿀 필요 없어.


참고)엑스노바 홈페이지에 변속기 세팅에 대한 글(거버너 설정등)

#1 : http://www.xnovamotors.com/xnova-motors-esc-settings/

#2 : http://www.xnovamotors.com/xnova-motors-xts-esc-settings/ (타렉버전 포함 XTS)


엑스노바 링크에 보시면 변속기 용량과 발열, PWM과의 상관관계가 있습니다.

변속기 용량이 상대적으로 작으면 PWM을 낮춰 변속기 발열을 줄이고,

변속기 용량이 상대적으로 크면 PWM을 높여서 모터 온도를 약간이나마 줄이라고 합니다.


참고로 고블린 380용 엑스노바 타렉모터 3215 930Kv의 경우 하비윙 100A v3의 경우 기본 세팅 값을 사용하라고 되어 있네요.




3) 스콜피온과 주고 받은 이야기


질문) 안녕 고블린 380용 HK-3020-1000Kv 모터의 용도에 따른 세팅 값이 궁금해. 변속기는 하비윙 100A V3 야.

-익스트림 3D, 레이스 세팅값(체공시간은 안중요해)

-일반 비행과 마일드한 3D에서의 세팅값

-모터에 최대한 부하가 적은(열 등등) 세팅값


답) 보통 8kHz의 PWM 주파수와 5도의 timing을 사용하고, 가변 timing(dynamic timing)과 고정 5도 timing 모두 어떤 비행 스타일도 만족시킬 거야. (근데 쎄일즈 매니저님께서 답장을 주시니....)




4) 콘트로닉과 주고 받은 이야기


질문) 안녕 고블린 380용 micropyro 380-09 모터의 용도에 따른 세팅 값이 궁금해(변속기가 무엇인지 깜박하고 못 알려줌).

-익스트림 3D, 레이스 세팅값(체공시간은 안중요해)

-일반 비행과 마일드한 3D에서의 세팅값

-모터에 최대한 부하가 적은(열 등등) 세팅값


까뜨린) 최적 timing은 18도, PWM은 75~80%를 추천해(%가 무엇을 말하는지 명확하지 않음)


질문) 답장 고마워. 그런데 %가 뭘 말하는 지도 모르겠고, 좀 더 세세하게 답변해 줄 수 없겠니?


까뜨린) PWM은 송신기와 변속기에 따라 값이 바뀌어. 최대 효율 PWM값은 75%인데, 이유는 거버너 여유분 때문이야(거버너 사용을 전제하고 답변하는 듯..)

최적 timing은 5~10도야. 발열을 억제하기 위해 timing을 바꿀 수 있겠지만, 별 차이는 없을거야.

더 높은 RPM을 얻기 위해서는 PWM(75%)에서 기어비를 변화시키는 것이 좋을거야. 더 낮은 RPM으로 날리고 싶으면 PWM을 줄여봐.

최소 PWM은 30~40%야.

(여기서도 %가 스로틀인지, 서보 신호(PWM)의 듀티비인지 또다른 무엇인지 헤깔립니다.. 75%가 스로틀이라면, 그리고 여기서 RPM을 높이기 위해 기어비를 바꾸라는 것을 보면 %가 스로틀이 맞는 것 같기도 합니다. 또한 토크가 좋은 모터인 것 같기도 합니다)


질문) 답장 고마워. 그런데 PWM은 보통 kHz 단위로 표시되는데, %로 표기한 이유는 뭐야? 혹시 변환 공식 같은 것이 있으면 좀 알려줘.

변속기는 하비윙 100A V3 쓰는데, 그건 PWM을 "%"가 아닌 "kHz"로 표시해. 니네들 제품이 아니라서 미안 ㅋ


하이코) (담당자 바뀐 듯) 380-09는 익스트림 3D에서 PWM 주파수를 32kHz, 마일드 플라잉에서는 24kHz를 추천해.

timing은 모든 조건에서, 15~20도 사이에서 써.






2. 헬리프릭에 올라온 글 : timing과 PWM


출처 : http://www.helifreak.com/showthread.php?t=718762


On Mon, Sep 22, 2014 at 6:07 PM, KDE Direct (Patrick) <patrick@kdedirect.com> wrote:

Hey Michael,


There’s a misconception in the market about timing and torque, and all of us have been confused by this (I was for years as well, until I collaborated with Castle Creations on some stuff). Basically, it’s just like car engines that dynamically change timing ? higher timing increase HORSEPOWER, but not torque. Lower timing increases TORQUE, but reduces horsepower ? it’s one of those fun dynamics.


So, if you want the most efficient RC Helicopter setup, it’s always best to lower-timing to generate more torque (and less heat), but gear it to have the governor-overhead you need to prevent bogging. It’s the opposite in Airplanes ? as the RPM of the propeller is what creates thrust, and by increasing the timing ? you increase the resultant RPM, so you make more power. It burns more energy in doing so (increasing timing ALWAYS reduces efficiency and makes more heat), but you can make more power and increase the RPM of the propeller. Increasing timing ALWAYS increasing motor RPM.


PWM is a whole different animal and would take me a chapter to explain, but essentially, 12kHz or 8kHz works great across the board.


Now, things are a bit different with YGE ESCs and each governor is different between brands. You can try increasing the timing to 18 degrees (the stock Outrunner setting) and see how you like it ? it may or may not feel more powerful for you, but it will almost always make the motor run a bit hotter (and shorter flight time), and the generation of maybe more power. Try it ? you may or may not find it makes much difference.


Timing is like the “fine-tune” dial on a radio ? it changes about the last 5% of the performance of a motor.


Thanks,

Patrick

Owner, KDE Direct


위의 글은 timing과 PWM에 대한 검색으로 발견한 글인데 KDE에서 어떤 사람의 질문에 대한 답으로 쓴 메일인 듯 합니다.


대략 정리하면,


타이밍과 토크에 대해 잘못 알려진 사실들이 많고, 캐슬 애들과 같이 작업하기 전까지 나역시 그런 사람 중 하나였어.


타이밍을 증가시키면 출력은 증가하지만, 토크는 그렇지 않고,

(회전수 증가분이 상대적으로 더 큼, 부하시 상대적인 회전수 저하가 큼, 그러나 고회전을 얻을 수 있다)


타이밍을 감소시키면 출력은 감소하지만, 토크는 증가해.

(토크 증가분이 상대적으로 더 큼, 회전수는 상대적으로 작지만 토크 유지에 이점이 있음)


(출력 = 토크 * 회전수 정도로 생각하시면 편리할 것 같습니다)


RC 헬기에서 최대 효율을 내는 세팅은 다음과 같아 : 타이밍을 낮추어 더 큰 토크를 얻는 방법(물론 거버너 여유분 때문에 헤드 스피드를 고려해 기어링을 잘 해야 할 거야)이 최상의 방법이야.

이건 헬기와 반대같지 않아? 비행기에서는 타이밍을 높여 RPM을 증가시키면 더 큰 출력을 만들어 내. 대신 타이밍의 증가는 항상 효율의 저하와 발열이 증가해. 그러나 RPM이 증가하기 때문에 더 큰 출력을 만들어 낼 수 있지.


타이밍값의 증가는 항상 모터 RPM의 증가를 가져와.


PWM은 타이밍과 완전히 다른 종류의 것으로, 설명하자면 길지만 기본적으로 12kHz이나 8kHz정도면 잘 동작할 거야.


그런데, YGE 변속기의 거버너 세팅은 다른 브랜드의 변속기 설정과 좀 다르다. 기본 아웃러너 설정에서 타이밍을 18도 까지 올려도 파워의 증가를 느낄 수 없고, 오히려 모터의 열만 더 증가해(비행시간도 짧아짐). 아마도 출력도 더 증가했을 것이지만..

별 차이를 느낄 수 없을 거야.


타이밍은 라디오 주파수의 "미세 조정"과 같은 것으로, 모터의 마지막 남은 5% 정도 성능을 변화시켜.





타이밍과 PWM의 경향성에 대해 간단히 정리하자면,


타이밍 값을 증가시키면 RPM 증가, 출력 증가를 가져오나 효율이 떨어지고 회전수 유지에 불리한 점(토크 하락)이 있다.


타이밍 값을 낮추면 RPM과 출력은 낮지만 효율과 토크 유지에 장점이 있다.



PWM 값을 증가시키면 변속기의 발열이 증가하고, 모터 효율이 좋아진다.

(모터의 발열은 감소한다고 하지만, 발열과 모터 효율의 상관관계는 생각하지 않았습니다. 출력이 높으면 발열이 당연히 증가하므로, 효율이 나빠진 건지(발열증가) 출력이 높아져 발열이 증가한 건지 알 수 없으므로)


PWM 값을 감소시키면 변속기의 발열이 감소하고, 모터 발열이 증가하며 효율은 떨어진다.

(PWM 값의 증감에 따른 모터 출력의 변화는 잘 모르겠습니다).


정도 일 것 같습니다.



이 외에 상대적으로 폴 수(자석수)가 많은 드론용 모터를 보면, 타이밍 값은 폴 수가 작은 헬기에 비해 낮은 편이었습니다. 참고할 만한 사항인 것 같습니다.


콘트로닉380-09 처럼 폴 수가 더 많은 모터의 경우 타이밍값이 달라야 하지 않나 싶습니다.





고블린 380에 하비윙 100A V3 변속기일 경우(모터는 KDE500XF-925-G3)


timing을 최대한 높이면(30 deg) 출력이 조금 올라가는 것 같습니다(고수분께서 실제 날려본 의견)


PWM 주파수의 최소값인 8kHz와 32kHz의 차이를 잘 모르겠습니다. 주파수를 낮출수록 변속기 발열을 감소, 모터 발열은 증가, 주파수를 높일수록 변속기 발열은 증가 모터 발열은 감소한다고 합니다. 모터 발열을 조금이라도 줄이고 싶어 32kHz를 씁니다만, PWM 주파수와 출력과의 상관관계를 잘 모르겠습니다. 주파수를 낮출수록 모터 발열이 증가하다는 걸로 봐서 효율이 떨어지는지, 아니면 출력이 올라가는지는 정확히 모르겠습니다.


timing과 PWM의 양 극단 값을 사용해 보시면서 적절한 값을 찾아내는 것이 좋을 것 같습니다.


물론 온도와 타협도 해야겠고...


KDE500XF-925-G3의 경우 콘트로닉이나 엑스노바 타렉 버전에 비해 현저히 발열이 심했습니다.





글이 길고 복잡한 면이 없지 않아 있습니다.


잘못된 부분을 알려주시기 부탁드리구요, 의견도 역시 부탁드립니다.



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헬기 모터-변속기 타이밍(deg), PWM에 대한 이야기 ver.1

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안녕하세요.


모터에 관심이 많아, 최근 엑스노바, 콘트로닉, KDE에 메일을 보내 궁금한 점들을 물어보았습니다.


변속기 타이밍과 PWM 주파수 설정에 관한 질문들이었습니다. 변속기는 하비윙 플래티넘 100A V3라고 미리 이야기 해 줬습니다.


때때로 모터 데이터에 타이밍과 PWM 주파수가 있지만, 좀 더 세세한 설정이 궁금하였습니다.


마지막 남은 모터의 미세조정이라고 보시면 될 것 같습니다.


고블린 380용 모터인데, 다른 경우에도 적용가능할 것 같아 글 남깁니다.



엑스노바 : 묵묵부답... 니가 알아서 써... 우리가 짱이랑께...


스콜피온 : 나도 묵묵부답... 그냥 데이터시트 보고 써...


콘트로닉 : 독일 특유의 씨크한 달랑 몇줄 답변...


KDE : 답장이 길어도 6시간 이내로 왔습니다... 자세한 조언과 함께, 여러가지 물어봐도 답변 잘 해 줍니다. 좀 더 괴롭히고 싶었지만 물어볼 것만 물어보고 참기로 하였습니다.



메일의 답장과 인터넷 검색을 정리하면,

(주로 KDE 의견을 기반으로 합니다).


모터의 출력(회전수)을 높이고 싶다면 timing(deg)을 높이고 PWM은 낮추라고 합니다.

반대로 효율을 높이고 모터의 발열을 억제하고 싶다면 timing 은 낮추고, PWM은 높이라고 합니다(대신 변속기 발열 증가)


KDE에서 온 답장은 다음과 같습니다.

얘네들은 변속기 디폴트 세팅도 알고 있을 정도로 자세히 설명을 잘 했습니다.


1. 익스트림 3D : 타이밍을 높여서 모터 출력(회전수)을 높이고, PWM 주파수를 낮추어 변속기 발열을 억제.

PWM : 16kHz

timing : 30 degrees


2. 일반비행, 부드러운 3D :

PWM : 32kHz

timing : 18 degrees


3. 최대 효율, 모터에 부하가 가장 적은 세팅(모터에 열이 가장 작게 나는 세팅)

PWM : 32kHz

timing : 8 degrees



콘트로닉의 경우는(380-09) 세세한 질문에 대한 답장은 오지 않았고,

timing : 18 degrees,

PWM : 70~85% ( ??? 이게 뭔말인지...)



엑스노바 홈페이지에 변속기 세팅에 대한 글(거버너 설정등)

#1 : http://www.xnovamotors.com/xnova-motors-esc-settings/

#2 : http://www.xnovamotors.com/xnova-motors-xts-esc-settings/ (타렉버전 포함 XTS)





다음 글은 타이밍에 대해 검색하다.. 읽을만 하다고 생각하여 가져 왔습니다.



출처 : http://www.helifreak.com/showthread.php?t=718762


On Mon, Sep 22, 2014 at 6:07 PM, KDE Direct (Patrick) <patrick@kdedirect.com> wrote:

Hey Michael,


There’s a misconception in the market about timing and torque, and all of us have been confused by this (I was for years as well, until I collaborated with Castle Creations on some stuff). Basically, it’s just like car engines that dynamically change timing – higher timing increase HORSEPOWER, but not torque. Lower timing increases TORQUE, but reduces horsepower – it’s one of those fun dynamics.


So, if you want the most efficient RC Helicopter setup, it’s always best to lower-timing to generate more torque (and less heat), but gear it to have the governor-overhead you need to prevent bogging. It’s the opposite in Airplanes – as the RPM of the propeller is what creates thrust, and by increasing the timing – you increase the resultant RPM, so you make more power. It burns more energy in doing so (increasing timing ALWAYS reduces efficiency and makes more heat), but you can make more power and increase the RPM of the propeller. Increasing timing ALWAYS increasing motor RPM.


PWM is a whole different animal and would take me a chapter to explain, but essentially, 12kHz or 8kHz works great across the board.


Now, things are a bit different with YGE ESCs and each governor is different between brands. You can try increasing the timing to 18 degrees (the stock Outrunner setting) and see how you like it – it may or may not feel more powerful for you, but it will almost always make the motor run a bit hotter (and shorter flight time), and the generation of maybe more power. Try it – you may or may not find it makes much difference.


Timing is like the “fine-tune” dial on a radio – it changes about the last 5% of the performance of a motor.


Thanks,

Patrick

Owner, KDE Direct


위의 글은 타이밍과 PWM에 대한 검색으로 발견한 글인데 KDE에서 쓴 글 입니다.


대략 정리하면,


타이밍을 증가시키면 출력은 증가하지만, 토크는 떨어지고

(회전수 증가분이 상대적으로 더 큼, 부하시 상대적인 회전수 저하가 큼, 그러나 고회전을 얻을 수 있다)

타이밍을 감소시키면 출력은 감소하지만, 토크는 증가한다

(토크 증가분이 상대적으로 더 큼, 회전수는 상대적으로 작지만 토크 유지에 이점이 있음)

(출력 = 토크 * 회전수 로 생각하시면 편리할 것 같습니다..)


RC 헬기에서 최대 효율을 내는 세팅은 다음과 같다 : 타이밍을 낮추어 더 큰 토크를 얻는 방법(물론 거버너 마진 때문에 헤드 스피드를 고려해 기어링을 잘 해야 한다)

(비행기에서는 타이밍을 높여 RPM을 증가시키면 또한 출력 또한 증가한네요.. 헬기와 완전 반대랍니다)

타이밍값의 증가는 항상 모터의 RPM의 증가를 가져온다...


PWM은 타이밍과 완전히 다른 종류의 것으로, 설명하자면 길지만 기본적으로 12kHz이나 8kHz정도면 잘 동작할 것이다.


그런데, YGE 변속기의 거버너 세팅은 다른 브랜드의 변속기 설정과 좀 다르다. 기본 아웃러너 설정에서 타이밍을 18도 까지 올려도 파워의 증가를 느낄 수 없고, 오히려 모터의 열만 더 증가한다(비행시간도 짧아짐). 아마도 출력도 더 증가했을 것이다.

아마 별 차이를 느낄 수 없을 것이다.


타이밍은 라디오 주파수의 "미세 조정"과 같은 것으로, 모터의 마지막 남은 5% 정도 성능의 변화를 가져온다.



정리하자면,


타이밍 값을 증가시키면 RPM 증가를 가져오나 토크 유지에 불리한 점이 있다.

PWM 값을 증가시키면 변속기의 발열이 증가하고, 모터 효율이 좋아진다.


타이밍 값을 낮추면 RPM과 출력은 떨어지지만 토크 유지에 장점이 있다.

PWM 값을 감소시키면 변속기의 발열이 감소하고, 모터 효율은 떨어지지만 출력이 증가한다..


정도 일 것 같습니다.



이상입니다.^^;


p.s. 제 편견이 있을 수 있으니 항상 의심의 눈초리로 글을 보세요...ㅎㅎ


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첫 견적

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2017.04.06


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고블린 380용 모터 권선에 대한 글

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안녕하세요.


이번에 고블린 380 모터를 뭘 쓸까 생각하다가, 이래저래 검색하면서 알게 된 내용을 남겨봅니다.


어릴 때 사륜 구동 미니카에 들어가던 모터를 중, 소위 "블랙모터"라는 굉장한 출력의 모터를 분해해 보면, 아주 굵은 코일과 강력한 자석을 사용하고 있습니다.(자석은 논외로..)


아시다시피, 코일이 굵으면 전류를 많이 흘릴 수 있고 또한 강력한 자기장을 만들 수 있습니다.


그래서 헬기 모터도 굵은 코일을 쓰는 것이 좋지 않을까? 라고 생각하게 되었습니다.


요즘 헬기 모터는 대체로 굵은 한 개의 코일을 쓰기 보다는, 가느다란 코일을 여러개를 겹쳐서 사용합니다.


결국, "굵은 한개의 권선" VS "가느다란 여러개를 겹친 권선" 중 어느 것이 좋을까? 이것이 궁금하였습니다.


저는 전류가 도선 표면적에 지배적인 영향을 받는다고 알고 있었으나, 실제로는 단면적이라고 합니다.


예를 들면 전선 규격인 AWG의 허용 전류를 참고해 보시면 표면적이 아닌 단면적에 상관이 있음을 알 수 있습니다.


따라서 전류가 흐르는 에나멜 선의 단면적이 큰 모터가 출력이 큰 모터라 할 수 있습니다.


(사진은 예시입니다)

왼쪽처럼 가느다란 에나멜선을 여러겹 겹쳐 한 개의 권선을 만드는 경우(380용) : 스콜피온(데빌) 모터, KDE 모터등등 많음.

오른쪽처럼 굵은 에나멜선 한 가닥을 한 개의 권선으로 사용하는 경우(380용) : 엑스노바 타렉 버전, 콘트로닉, 스콜피온 리미티드 에디션(380용 아님) 등 소수.



여러 사이트를 눈팅한 결과,


다수의 가느다란 에나멜 선을 겹친 권선(이하 멀티 스트랜드)은, 결코 한 개의 굵은 에나멜 선(싱글 스트랜드)을 사용한 권선보다 많은 단면적을 확보하지 못한다 라고 합니다.


멀티 스트랜드 제품이 대다수인 스콜피온에서, 소수 리미티드 에디션으로 나오는 모터를 보면 싱글 스트랜드이고, 그러한 이유가 최대 단면적을 확보하기 위해서라고 합니다.


380모터 중, 멀티 스트랜드인 스콜피온 3020모터의 스테이터를 보면 빽빽히 감긴 것처럼 보여도, 엑스노바 타렉 버전처럼 싱글 스트랜드를 쓴 모터가 구리 단면적은 더 큽니다(턴 수 동일 조건). 또한 냉각에서 싱글 스트랜드는 장점이 있습니다.


(사진은 예시입니다)

왼쪽처럼 가느다란 에나멜선을 여러겹 겹쳐 한 개의 권선을 만드는 경우(380용) : 스콜피온(데빌) 모터, KDE 모터등등 많음.

오른쪽처럼 굵은 에나멜선 한 가닥을 한 개의 권선으로 사용하는 경우(380용) : 엑스노바 타렉 버전, 콘트로닉, 스콜피온 리미티드 에디션(380용 아님) 등 소수.



여러 사이트를 눈팅한 결과,


다수의 가느다란 에나멜 선을 겹친 권선(이하 멀티 스트랜드)은, 결코 한 개의 굵은 에나멜 선(싱글 스트랜드)을 사용한 권선보다 많은 단면적을 확보하지 못한다 라고 합니다.


멀티 스트랜드 제품이 대다수인 스콜피온에서, 소수 리미티드 에디션으로 나오는 모터를 보면 싱글 스트랜드이고, 그러한 이유가 최대 단면적을 확보하기 위해서라고 합니다.


380모터 중, 멀티 스트랜드인 스콜피온 3020모터의 스테이터를 보면 빽빽히 감긴 것처럼 보여도, 엑스노바 타렉 버전처럼 싱글 스트랜드를 쓴 모터가 구리 단면적은 더 큽니다(턴 수 동일 조건). 또한 냉각에서 싱글 스트랜어느 사이트의 시뮬레이션 결과인데, 설명이 쉬울 것 같아 가져왔습니다.


그림은 모터의 스테이터 사이에 에나멜 선을 채워넣은 모습입니다.


왼쪽부터 오른쪽으로 갈 수록 코일의 직경은 굵어집니다.


맨 왼쪽으로부터 .1mm, .5mm, .9mm의 도선으로 실험을 했고,


세번째 줄의 je는 한 가닥의 구리도선의 단면적, 네번째 줄의 je는 절연체(에나멜)의 단면적 입니다.


다섯번째 줄은 구리 도선의 총면적이고, 여섯번째 줄은 절연체(에나멜)의 총면적입니다.


왼쪽부터 구리 도선과 절연체의 총면적을 비교해 보면

       (구리):(절연체)

.1mm, 21.5 : 9.45

.5mm, 26.26 : 2.14

.9mm, 26.76 : 1.76

이므로, 도선이 굵어질수록 공극이 눈에 띌 정도로 보임에도 구리 면적과 그 비가 더 큰 것을 알 수 있습니다.


공극은 또한 냉각면에서 유리하게 작용할 수 있습니다.




결론적으로 싱글 스트랜드 모터가 출력에서 우월함에도, 멀티 스트랜드가 대다수인 이유는,


싱글 스트랜드는 Kv 조절이 어렵고, 라인업을 여러가지 갖추기 어렵고(드론 모터등등), 제작상의 난점 때문이라고 합니다.


사용자 입장에서 RC는 "취미"이지만, 제조사 입장에서는 "비지니스"입니다.



멀티 스트랜드 역시 단점만이 있는 것이 아닙니다.

(드론 모터는 싱글 스트랜드를 쓰지 않습니다. 아니, 못 쓰는 것이지요)


멀티 스트랜드는 skin effect(eddy current)로부터 좀 더 자유로울 수 있기 때문에,


높은 동작 주파수를 사용할 수 있고, 상대적으로 좋은 효율을 유지할 수 있습니다.


혹자는 헬기 모터의 싱글 스트랜드 정도 굵기(엑스노바 타렉 버전의 경우 1.5mm)는 skin effect가 별 신경쓸 것이 아니라고 하나,


싱글 스트랜드를 쓰는 콘트로닉의 어떤 모터와 특정 변속기 조합에서 이 문제로 timing을 변경하여 쓸 것을 제조사에서 발표하는 것 보면, 꼭 그런 것만도 아닌 것 같습니다. 특히 동작 주파수가 올라가면..




고블린 380용 모터에서 싱글 스트랜드를 쓰는 모터는 엑스노바 타렉 버전과 콘트로닉 모터를 실제로 보았는데,


엑스노바 타렉 버전이 코일 감김이 핸드 메이드라 그런지 훨씬 깔끔했습니다. 콘트로닉은 기계로 감고 때때로 감다가 기계에 찍힌(?) 흔적이 코일에 있는 경우가 있다고 합니다.


제 생각에 콘트로닉의 최대의 단점(?)은 독특한 소음.. 입니다. 휘파람 쎄게 부는 듯 한...


콘트로닉은 독특하게 14개의 자석을 가지고 있습니다. 고블린 380용 모터는 대부분 12개의 코일이 감긴 극과 10개의 자석(pole)을 가지고 있습니다.


멀티 스트랜드 모터는 스콜피온과 KDE 등이 있는데,


KDE 같은 경우 코일이 감긴 stator 사이즈가 3514로 3215인 타렉 버전과 비교해서 직경이 3mm 크고 길이가 1mm 짧아 전체적으로 좀 더 큰 듯합니다만,


스펙 상 출력이 비슷한 걸로 보면 헬기 모터라는 목적 상 확실히 싱글스트랜드가 멀티스트랜드보다 좋은 것 같습니다.


p.s. 고블린 380용 모터 요약표(?)


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고블린 380 조립시 유의사항

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안녕하세요.


고블린 380을 조립하면서 몇가지 신경쓰였던 점에 대해 써 봅니다.


위의 매뉴얼 그림에서 블레이드 그립(H0513-S)와 블레이드 그립 암(H0517-S)을 조립할 때,


그냥 조이다 보면, 좌우 한 쌍의 부품이 각도가 각각 다를 수 있습니다.


다음 그림을 보시면,



매뉴얼 중 위의 그림이 나와 있는 부분 바로 밑의 부분인데, 빨간 화살표 부분을 잘 보시면 좌우 각이 다른 경우가 있습니다.


날개가 두 개이니, 한 쌍의 부품이 완전히 같은 각도로 조립되면 좋겠지만, 그렇지 않을 수 있습니다.


두 부품 간에는 튀어나온 부분이 있어서, 꼭 맞는 것 처럼 보이지만, 실제로 두 부분을 붙여서 약간씩 움직여 보면 유격이 있다는 것을 알 수 있습니다. 조금 실망이랄까.. 유격이 좀 더 없었으면 좋았겠다 싶습니다.


제가 생각한 팁은 미관상(?) 약간 좋지 않을 수 있으나, 볼트 조으는 방향을 고려하여 볼트축을 중심으로 한쪽을 회전하는 쪽 밀착하여 볼트를 조아 고정한다면, 한 쌍의 부품에서 각도 문제에서 벗어날 수 있지 않을까 합니다.


조금 과도하게 신경쓴 것 같기도 합니다.


그리고 648 대신에 방장님 말씀대로 빨갱이 록타이트가 좋을 것 같습니다. 648은 소용량을 구할 수 없고 대용량만 구할 수 있었는데, 한 병에 9만원이 넘었습니다.


개인적인 생각으로도 648보다는 빨갱이 록타이트가 좋지 않을까 합니다. 648은 팽창정도가 빨갱이 록타이트보다 더 큰 것 같아, 얇은 부분에는 쓰지 않는게 좋지 않을까 합니다.


(현재는 243 사용)



조립 시, 심(shim) 부품등은 매뉴얼에 써 진 대로 끼웠습니다만,


제 경우 저 부분만 유독 심을 두 개를 넣으니 간격이 딱 알맞았습니다. 볼트 구멍을 보면 테일 풀리의 위치가 심이 하나일 때와 두 개일 때 차이가 있었습니다.




이 외에...


테일 리밋 설정시 저는 CW 100, CCW 100으로 맞추었는데, 꽤나 번거로운 작업이었습니다. 이경우 러더 키를 친 상태에서 러더 키를 손으로 조금 만져보아 어느정도 유격이 있는지 확인하는 것도 도움이 되었습니다.


테일 슬라이더와 테일 샤프트를 처음 조립할 때 심하게 뻑뻑하여 드릴에 물리고 10분 돌렸습니다.


배터리 트레이가 기체에 완전 삽입된 상태에서, 배터리를 당기니 어느정도 힘이 들어가니 쑥 빠져버리는 문제가 있었습니다.

아마도 문제는 배터리 트레이와 래치 부분에 문제인데, 배터리 트레이를 조금 깎아내야할 것 같습니다.

고기동 비행시 쑥 빠져 버리면 곤란하니, 꼭 확인해 보시기 바랍니다. 손으로 케이블을 당기지 마시고, 메인 풀리 밑으로 손을 넣어 밀어보시면 쑥 빠지는 경우가 있을 수 있습니다.


p.s. 테일 서보를 kst565x를 쓰는데, 동봉된 고무브래킷을 사용하는게 좋을까요?

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고블린 380

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렉산(PC, 폴리카보네이트) 케미컬 어택 관련

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chemical_resistance_guide_polycarbonate_sheet.pdf

PALRAM_En_PC_Chemical_Resistance_61311.pdf


헬기에 접착제를 쓸 일은 그렇게 많지 않은 것 같습니다만,


폴리카보네이트(PC, 렉산)은 접착제의 종류에 따라 시간이 지나면 접착제의 용제 등으로 인해 갈라짐이 발생할 수 있으니 접착제 선택에 유의하시는 것이 좋을 것 같습니다.


예를 들어 조종기 짐발 같은 곳에 폴리카보네이트를 쓰는 것 같은데, 수리나 세척시 상성이 맞지 않는 접착제나 화학제품을 쓴다면 초기에는 괜찮아도 장시간 사용시 문제가 발생할 수 있으니 주의하는 것이 좋을 것 같습니다.


참고로 후타바는 짐발의 대부분이 폴리카보네이트이고 센터링 기구가 POM인 것 같았습니다(작업시 확인 해보시기 바랍니다).



p.s.


폴리카보네이트를 외국에서는 렉산이라고 많이들 부릅니다.


아세탈은 POM(폴리옥시메틸렌) 또는 Derlin이라고도 부릅니다.

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테일모터 특성 Trex150

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테일 모터를 쓰는 티렉스 150의 테일 모터를 복수로 관찰해 본 결과,


코깅 토크의 편차가 상당히 있다는 것을 알 수 있었습니다.


샘플은 얼라인제(3개)와, 링스에서 나온 옵션 테일모터(다수), 그리고 오버스카이 물건(다수)이었습니다. 오버스카이와 링스 물건은 같은 물건이라는 소리도 있고, 링스 코일이 20um정도 더 굵다는 말도 있습니다만,


LCR미터로 측정한 각 폴 간의 L, R 값으로 볼 때는 차이가 없는 것 같습니다.


그리고 순정과 링스, 그리고 링스 물건들 끼리에서도 코깅 토크 및 자석 크기, 두께 등의 차이가 있었습니다.


아스테로이드 디자인의 주인장인 Dylan에 말에 의하면, Trex150의 메인모터의 경우,


기체 세팅은 검은색 블레이드, 피치 12도, 오버스카이 8000Kv 테일모터이고,


코깅 토크가 큰 모터 : 최대소모전력 45W(@6.1A), 최대 7180RPM, 평균 6300RPM : 상대적으로 더 부드럽고, 꼬리가 좀 더 잘 잡힘


코깅 토크가 작은 모터 : 최대소모전력 45W(@6.1A), 최대 7500RPM, 평균 6300RPM : 상대적으로 더 파워풀하게 느껴짐


이랬다고 하는데,





TREX150 원래는 8000Kv 모터에 42mm(순정) 또는 47mm 정도 직경의 프롭을 쓰는 걸로 알고 있습니다.


그런데, 사진 중간에서 처럼 모터 벨의 자석을, 원래 6개에서 12개로 늘리면 4000Kv 로 된다고 합니다. 대신에 65mm 프롭을 썼다는데, 이 경우 어떤 장점이 있는지요?

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Trex 150

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마이크로헬리의 헤드와 125미리 로터를 장착하면 상당히 커집니다.

마이크로헬리 헤드는 로터 고정 볼트간 거리가 타 로터헤드에 비해 긴 편입니다.


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테일모터 Trex150

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헬기에 쓸 건 아니고, 다른 데 쓸 일이 좀 있어서,


티렉 150용 테일 모터를 몇 개 샀었습니다.


그런데, 좀 특이한 점을 발견하여 글을 씁니다.



다른 브러시리스 모터에도 같은 상황이 나올 수 있지 않을까 싶어 글을 씁니다.



티렉 150용 테일 모터는 제가 알기로 순정 얼라인, 링스헬리, 오버스카이에서 나오는 것이 있는데, 


티렉 150시절 초창기에는 오버스카이에서 받아 쓰다 이후에는 얼라인에서 직접 만들었다고 합니다. 메인모터의 경우 오버스카이 물건이 힘이 더 좋다고 알고 있고(대신 수명이..), 테일의 경우에는 얼라인 것이 더 좋은 걸로 알고 있습니다.


링스에서 나오는 테일 모터는 헬리프릭에 보니 오버스카이 것이 아니다.. 라는 말이 있더라구요. 코일이 좀 더 굵다나...



티렉 150용 테일 모터간에 어떤 개체 차이가 있냐면,


"자석의 자력이 다르다"


입니다.


흔히 코깅이라고 하나요? 그게 모터마다 다 다르더라구요.


물론 아리까리 할 정도로 미세하게 차이 나는 것도 있지만,


문제는 손가락으로 돌려 보았을 때, 꽤 크게 차이가 나는 것도 있다는 점입니다.


위의 예에서는, 링스에서 나오는 테일모터 중, 옆면에 링스 마킹이 된 것과 되지 않은 것이 있는데, 링스 마킹이 들어간 테일 모터는 코깅이 약하게 느껴지고, 마킹이 없는 것은 코깅이 강하게 느껴집니다. 물론 마킹 유무를 떠나, 코깅 차이가 손가락으로 느껴질 정도니....


예전에 카페매니저분께서 티렉 150 관련 쓰신 글 중에서 : http://cafe.naver.com/rchug/30585

"5. 컴펜세이션

테일모터 견적이 자주 나는데

기본매뉴얼에는 없는 내용이 있습니다. 이것역시 세부매뉴얼에 있네요.

공장에서 자이로에 기입된 테일모터의 보상치가 있는데요.

이게 테일모터 교환시마다 보상치를 다시 지정해줘야 됩니다.

간혹 테일모터 교환후 테일이 흐르면 이걸 자이로내에서 다시 지정해줘야 됩니다.

이거 모르면 계속 엉뚱한것만 갈게 될수도...."


이렇게 말씀하신 부분이 있는데, 테일 모터 교환시마다 보상치 재설정을 해 줘야한다.. 라고 하셔서, 이게 무슨 뜻인가 싶었습니다. 변속기가 학습을 하나?(자동차 ECU처럼) 모터 개체차가 있나? 싶었는데, 실제로 모터 개체차이가 있습니다.



브러시리스 모터의 중요한 구성요소 중 하나가 네오디뮴 자석이고,


또 헬기용 모터에 사용되는 자석은 고온에 잘 견디는 성분비(비싼..)로 만든다고 하는데,


아무래도 희토류다 보니, 공급에 따라 편차가 있지 않나.. 하는 생각이 좀 듭니다.


마이크로에서나 이렇겠지요? 중대형기용 모터에 이런 편차가 있을지 모른다고 생각하기에는 좀 무리인 것 같습니다만,


재료 특성 상 로트에 따라 차이가 있는 경우도 있지 않을까 합니다.


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(추가)


Nd 자석의 경우 N45, N50, N55 등의 등급이 있고, 자속과 고온특성이 각각 다름.


주로 숫자가 올라갈 수록 좋음.

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