芸身輔

高専でいろいろやってます。

コアレスモーターをNchMOSFETで駆動する

きっかけ

U100機の動力にBLDCは過剰では?と思っていたところ、この方のブログをみてこれならできそうだと思いとりあえず回路のテストを兼ねて回すだけ回してみようと思いました。

http://flightlogbook.cocolog-nifty.com/logbook/2024/01/post-21d8f6.html

測定方法

家の作業場に回転数計と推力測定器がないので感覚測定です。

NchMOSFETはAO3400Aを使用しています。

https://akizukidenshi.com/catalog/g/g114653/

また、逆起電力対策にショットキーバリアダイオードSR54Fを挟んでいます。

https://akizukidenshi.com/catalog/g/g106125/

ノイズがひどいようならさらにキャパシタを挟んでもいいと思いますが自分は特に影響なかったので今回の回路には挟んでいません。

回路図

電源はUSB PDで使える電源装置を3.7v,最大電流3Aで動かしています。 3.7vなのは1セルのリポを想定していて3Aはショート時の対策です。

ゲート抵抗は手元にあった100ohmを、ゲートのプルダウン抵抗は同じく手元にあった100kohmを。PWM周波数が高い場合はゲート抵抗を落としてもいいかもしれません。プルダウン抵抗はゲートの「浮き」対策なのでざっくり大きめ(50~100k)でいいと思います。

チップ部品用のユニバーサル基板みたいなものが転がってたので上記の回路を実装してみました。

基板(見えにくいけどチップ抵抗が載ってます)

モーターとプロペラはアリエクで購入。モーターは中華規格(?)で8520サイズです。プロペラはΦ80、たぶんドローン用の替えペラです。

シャフト径は一致してました。

測定結果

(今後推力測定ができたら感覚のとこを書き換えていきます。)

Duty比 20%

  • 0.290A
  • 微風
  • 軽くても定常には足りないかなという感じ

Duty比 40%

  • 0.520A
  • 微風...よりは強め
  • 70gぐらいだったら定常いけそう

Duty比 60%

  • 0.750A
  • 普通?
  • 40%と同じ感じ

Duty比 80%

  • 0.903A
  • 飛びそうな風量
  • 普通のU100なら定常いけそう

Duty比 100%

  • 1.100A
  • いい感じに飛びそうな風量
  • 上昇に十分たりそう?

結局100gぐらいが限界かと思います。

MOSFETでモータードライブが確認できたのでそろそろプリント基板を発注しようかなと思います。

年内には。。。