Elektrische aandrijving

Elektromotor

Voor de aandrijving van een motorvliegtuig of helikopter is een borstelloze ('brushless') elektromotor het meest geschikt. In vergelijking met een conventionele gelijkstroommotor is een even grote borstelloze motor krachtiger en is het rendement hoger. Bovendien zijn borstelloze elektromotoren minder slijtagegevoelig en gemakkelijker te ontstoren.

Het meest gebruikt zijn de buitenlopers ('outrunners') waarbij de behuizing draait en de binnenzijde stilstaat. Maar binnenlopers ('inrunners', met een stilstaande behuizing en een draaiende binnenzijde) komen ook wel voor, vooral voor hoge toerentallen.

Borstelloze elektromotoren zijn er vele soorten en maten. Belangrijke keuzeparameters zijn:

Meestal zal de fabrikant van een model aangeven welke motor je nodig hebt. Kijk anders naar vergelijkbare modellen.

Motorregelaar (ESC)

Het toerental van een elektromotor kun je regelen met een motorregelaar ('electronic speed controller', ESC). Een motorregelaar voor een borstelloze motor werkt heel anders dan een motorregelaar voor een conventionele gelijkstroommotor. Elk type regelaar werkt alleen met het type motor waarvoor de regelaar bedoeld is.

Afgezien van het type regelaar, zijn de primaire keuzeparameters:

  • het spanningsbereik waarbinnen de regelaar werkt;
  • de stroom die de regelaar maximaal moet kunnen leveren.

Spanning

De spanning wordt vaak aangeduid met het aantal (in serie geschakelde) LiPo-cellen van de accu. Zo kun je bijvoorbeeld een regelaar hebben voor "2S tot 4S" LiPo-accu's (zie ook Accu's en acculader).

Stroom

De maximale stroom (bij maximaal toerental) hangt sterk af van de propeller. Een goede leverancier van brushless motoren stelt grafieken of tabellen ter beschikking waaruit je de stroom, het opgenomen vermogen en de resulterende stuwkracht ('thrust') voor verschillende propellers bij verschillende toerentallen kunt aflezen.

Kies liever een iets 'zwaardere' regelaar (meer ampères) dan je op basis van de grafieken en tabellen denkt nodig te hebben. En kies bij voorkeur een motorregelaar die beveiligd is tegen overbelasting.

Bouw een motorregelaar altijd zo in, dat deze (net als de motor en de accu), door een luchtstroom gekoeld zal worden.

Maximaal toerental

Een ander keuzecriterium voor de meer gevorderde vlieger kan het toerental van de motor zijn. Voor snelle modellen heb je een elektromotor met een hoog toerental nodig (hoog KV-getal). De motorregelaar moet dan zeer snel kunnen schakelen. Niet alle motorregelaars kunnen dat.

Startbeveiliging

Een goede motorregelaar heeft een startbeveiliging. Dat houdt in dat, na het aansluiten van de accu, de motor pas kan gaan draaien als de stuurknuppel voor het motorvermogen een keer in de laagste stand heeft gestaan.

Cut-off

Kies altijd een motorregelaar met een 'cut-off'-functie. Dat houdt in dat de motor eerst op gereduceerd vermogen gaat draaien, en later uitgaat, als de accuspanning teveel is afgenomen. Daarmee is de accu beschermd tegen te ver ontladen en blijft de besturing (als deze via BEC wordt gevoed) werken.

Rem

Als je de motor tijdens de vlucht uitzet, zal de propeller door de luchtstroom blijven draaien. Dit geeft een sterk remmend effect, wat niet altijd gewenst is. Bij motorzwevers met een klappropeller zal de propeller niet inklappen, waardoor deze bij de landing kan afbreken. Het is daarom prettig als de motorregelaar een remfunctie heeft, die de (brushless) motor met een relatief kleine stroom in stilstand houdt.

Governor (voor helikopters)

Voor een helikopter is het handig als de motorregelaar ook een 'governor'-functie heeft. Deze zorgt dat het ingestelde toerental wordt vastgehouden.

Ontvangervoeding uit de motorregelaar (BEC)

Nog een keuzecriterium is, of de motorregelaar ook de ontvanger met zijn servo's van voeding moet voorzien. Een regelaar die dat kan, heeft een ingebouwd 'battery elimination circuit' (BEC). De voeding wordt aan de ontvanger geleverd via het ontvangerkanaal waarop de motorregelaar is aangesloten.

Let goed op de stroom die het BEC kan leveren. Voor grote modellen of digitale servo's kan die te weinig zijn, zodat je toch een aparte ontvangeraccu of een aparte krachtiger BEC moet hebben. Voor beginnersmodellen met analoge servo's levert het BEC van een standaard motorregelaar wel genoeg stroom.

Instellingen programmeren

Bij de meeste motorregelaars kun je diverse instellingen programmeren, zoals de cut-off-spanning, de remfunctie en het optoeren (snel of langzaam, 'soft start'). Het programmeren kun je doen door te luisteren naar piepcodes (geproduceerd via de motor) en daar op te reageren met stuurknuppelstanden. Dit vergt wat planning en concentratie. De duurdere motorregelaars kun je gebruikersvriendelijker programmeren via een PC of met een speciale programmeerkaart. Van fijninstellingen zoals het aantal polen en de timing kun je beter afblijven, tenzij je goed weet wat je doet.

Bedrading en connectors

Hoe hoger de stroom, hoe dikker de stroomdraden moeten zijn. De stroomdraden aan accu's, motorregelaars en motoren hebben vanuit de fabriek uiteraard de juiste dikte. Mocht je een verlengkabel nodig hebben, kies dan dezelfde dikte. De kabels moeten een isolatiemantel van (hittebestendig) siliconenrubber hebben. Gebruik zwarte kabels voor de min en rode kabels voor de plus. Houd de kabels altijd zo kort mogelijk en leg ze zo ver mogelijk van de ontvanger of draden naar/van de ontvanger vandaan.

Er bestaan verschillende typen connectors. Kies connectors die geschikt zijn voor de stroom die de aandrijving trekt.