Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Moc silników bezszczotkowych. Teoria, czy dobrze rozumię ?

13 Paź 2011 17:03 7080 7
  • Poziom 21  
    Witam

    Chciałbym na wstępie powiedzieć, że od jakiegoś czasu zainteresowałem się teorią tych silników, sposobem sterowania itd zupełnie dla swojej wiedzy. Nie wiem jednak czy dobrze rozumiem pojęcie mocy w tych silnikach.
    Mamy np taki silniczek EMAX GT2812/05. Max moc to 408W prąd 40A Zatem napięcie zasilania ~10V.
    No właśnie jak to jest z tą mocą ? Co to jest za moc ? 408W ciepła wydzielone na tak małej powierzchni przecież stopiło by ten silnik na bezkształtną masę. Jest to moc na pełnym napięciu i zatrzymanym wale, która daje wtedy max moment? Im większa moc tym większy moment. Zatem jeśli podepniemy do tego silnika obciążenie, które będzie tak duże, że będzie on mógł się tylko rozpędzić do połowy max obr na max napięciu to połowa mocy czyli ~200 wat wytrąci się w uzwojeniach przez co podziała sobie może z 5 min i spłonie ?
    Z kolei silnik ten puszczony bez obciążenia wytrąci zaledwie parę wat.
    Czy prawidłowo rozumie te zagadnienia ?
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Coś kiepsko rozumujesz.
    Te 408W to moc znamionowa na wale silnika. To co idzie w ciepło wiąże się ze sprawnością, która nie jest stała i zależy od warunków. Przyglądnij się charakterystykom silników i poczytaj nieco teorii.
  • Pomocny post
    Moderator Robotyka
    Silnik to maszyna. Ta moc się nie wydziela jako ciepło, lecz wykonuje pracę.
    Jak w każdym silniku - zatrzymaj wał pod napięciem, to zobaczysz co się dzieje z silnikiem.

    Parametry silnika, podaje się ZAWSZE dla silnika pracującego z obciążeniem 100%.
    Może on pracować na luzie - co zwykle też jest podawane w danych technicznych, albo z niepełnym obciążeniem. Wówczas nie pobiera ani maksymalnego prądu, ani nie przekazuje maksymalnej mocy.

    Może na początek zacznij od teorii silników prądu stałego. Zrozum jakie panują tam zjawiska i czemu silnik przy tym samym napięciu, może pracować z różnym poborem prądu.

    Silnik dąży do uzyskania określonej prędkości obrotowej, nominalnej dla parametrów zasilania oraz wynikającej z budowy tegoż silnika.
    Jest to dla niego stan równowagi, który utrzymuje za wszelką cenę. W tym stanie bierze optymalny prąd dla siebie.
    Jeżeli go spowolnisz, to silnik samoistnie zwiększy pobór prądu. Jeżeli go przyśpieszysz - zacznie hamować. Takie są cwane. Ale też ograniczone. Jeżeli go spowolnisz za mocno, silnik może wziąć prąd większy niż znamionowy i spalić się.

    Dlaczego tak się dzieje - teoria silników prądu stałego. Zrozum najpierw silnik szczotkowy, potem przejdź do bezszczotek, które są bardziej skomplikowane.
  • Poziom 21  
    Cytat:
    Silnik dąży do uzyskania określonej prędkości obrotowej, nominalnej dla parametrów zasilania oraz wynikającej z budowy tegoż silnika.
    Jest to dla niego stan równowagi, który utrzymuje za wszelką cenę. W tym stanie bierze optymalny prąd dla siebie.
    Jeżeli go spowolnisz, to silnik samoistnie zwiększy pobór prądu. Jeżeli go przyśpieszysz - zacznie hamować. Takie są cwane. Ale też ograniczone. Jeżeli go spowolnisz za mocno, silnik może wziąć prąd większy niż znamionowy i spalić się.


    No teraz z tym wytrącanym ciepłem nabiera wszystko logiki.
    Znalazłem taką mała charakterystykę (tabelka w połowie strony).
    http://www.modelmotor.pl/emax-gt2812-05-105g-kv1840.html
    Wynika z niej, że dla naszego modelu silnika, aby kręcić śmigłem o wymiarach 8x4 i prędkości 16600 potrzeba 34A prądu, zatem 340W mocy :) Zakładam, że silnik sterowany jest PWM którego sprawność wynosi w okolicach 85%. Zatem przy powyższych parametrach otrzymuje ~290W które są czystą pracą oraz 50W strat w postaci cieplnej, czy tak ?
    Jeśli mielibyśmy śmigło 11x5,5 to aby uzyskać te 16600 potrzebowalibyśmy silnik z większą mocą, bądź ten sam ale prędkość obrotowa przy max dop V i max dop I spadła by np do 4000 obr

    ps co do teorii to ja nie czuje potrzeby przerabiać całej elektrotechniki, chce tylko wytłumaczenia takich podstaw, bez większego zgłębiania się tajniki tej wiedzy. Za obecne tłumaczenia dziękuję :)
  • Pomocny post
    Moderator Robotyka
    Sprawność silników BL jest na poziomie ponad 90%.

    Jakim cudem wyliczyłeś 340W przy zasilaniu 3S i podanej prędkości?
    3S = 3 cele Lipo (3,7V) czyli napięcie od 11,1V-12,6V.
    Parametry podane są dla pełnego napięcia naładowanego pakietu.
    Poza tym, akurat moc silnika ma tu trzeciorzędne znaczenie, dlatego po prostu nie jest podawana.
    To co interesuje w tym wypadku najbardziej, to nie moc silnika, tylko ciąg uzyskiwany przez śmigło przy danym poborze prądu i napięciu zasilania.
    W drugim rzędzie - prędkość obrotowa śmigła.

    A to wcale nie tak prosto wyliczyć. Silniki mają swoje narowy.
    Producent podaje nam optymalne śmigła, dla danego silnika, przy typowym napięciu. Zmierzył to.

    Jak jeszcze podaje ciąg uzyskiwany z tych śmigieł, to świetnie.
    W tabelce masz podany ciąg. Dla śmigła 8x4 przy 3S i prądzie 34A - jest to 1,4kg.
    Mając model o tej masie, silnik byłby w stanie pionowo utrzymać go w poziomie, a lżejszy model - unieść pionowo w górę.

    Stosunek ciągu do masy większy od 1:1, stosuje się w modelach do akrobacji pionowej - 3D i 4D.
    Modelom do akrobacji typowej, wystarcza 1:1-0,8:1
    Typowym parkflyerom - 0,7:1 - 0,5:1.
    Modelom trenerków - 0,5:1 - 0,4:1
    Motoszybowcom, nawet 0,4:1 - 0,3:1

    Czyli Mógłbyś tym silnikiem, z tym śmigłem napędzić:
    Shockflyera o masie do 1,2kg
    Akrobata o masie do 1,4kg
    Parkflyera o masie ok. 2kg
    Trenerka ok. 2,5kg
    Oraz motoszybowca ok 3kg.

    Można też wyliczyć teoretyczną prędkość strumienia zaśmigłowego, odpowiedzialnego za prędkość modelu. W tym wypadku ok. 168,5km/min
    Oczywiście w teorii, bo dochodzi sprawność śmigła, spadek tej sprawności w trakcie lotu, oraz opory czołowe modelu. Więc w rzeczywistości będzie to duuuuużo mniej.

    Aby poprawnie ustalić, jak silnik będzie pracował z danym śmigłem, nie bawi się nikt w precyzyjne wyliczenia, tylko robi się prostą hamownię z wagi kuchennej, zasilanie puszcza przez mierniki i robi się dokładne pomiary:
    - Napięcia na silniku
    - Napięcia na pakiecie zasilającym
    - Prądu pobieranego z pakietu
    - Prądu pobieranego przez silnik (ale to akurat dość trudne - trzeba mieć bardzo dobre cęgi Dietza z pomiarem prądu impulsowego).
    I z tego dopiero można wyliczyć aktualną moc i jej spadek w trakcie pracy, z danym obciążeniem. Mając jednocześnie pomiar siły ciągu całego zestawu.

    Jak ktoś jest bogaty, może też dodać do tego pomiar prędkości obrotowej śmigła.
    I póki prąd pobierany z pakietu nie przekracza wartości znamionowej prądu silnika - to jest dobrze.
  • Poziom 21  
    Cytat:
    Jakim cudem wyliczyłeś 340W przy zasilaniu 3S i podanej prędkości?


    Strzeliłem, że napięcie zasilania to 10V, uśredniając najczęściej spotykane V max tych silników ;) ale teraz widzę, że ma ono ścisłą wartość,więc dane się faktycznie zmieniają.

    Dzięki za ciekawe informacje, które są chyba fundamentalne w tej dziedzinie. Myślę, że uzyskałem już komplet wiedzy, która mnie interesowała. Kiedyś zabiorę się za budowę takiego modelu, mam już nawet koncepcje konstrukcyjną (nie wiem czy dobrą, ale to się okaże). Chciałbym sam wykonać model, pomijając moduły kontrolne RC, jednak na razie na drodze stoją ważniejsze sprawy.
  • Pomocny post
    Moderator Robotyka
    Nie baw się w samodzielne konstrukcje, bo model latający to nie samochodzik.
    To są zbyt zaawansowane konstrukcje od strony projektowej, żeby bez doświadczenia i wiedzy z marszu zbudować latający model.

    Najpierw wyszukaj w sieci plan konstrukcji modelu, dla początkujących - internet jest tego pełen.
    Np. Toto-0, Wicherek 15 itp.

    Zbuduj model dokładnie wg planów bez wprowadzania własnych modyfikacji.
    Do tego trzeba niestety mieć trochę wiedzy o aerodynamice i konstrukcjach lotniczych.

    Samolot to naprawdę nie jest kawałek skrzynki z deską pośrodku.
    Każdy element ma swoje zadanie, ma wpływ na inne elementy, a jego budowa jest często odmienna dla różnych rodzajów modeli.

    A do projektowania własnych konstrukcji można się wziąć wtedy, jak się zdobędzie już całkiem solidnego doświadczenia. I nawet prosty model nie jest łatwy do zaprojektowania, tak by latał dobrze.
    Zbudować da się wszystko - zmusić do lotu, już nie...

    A kiedy model zbudujesz i wyposażysz, ściagasz z sieci darmowy symulator modeli RC, podłączasz nadajnik do komputera i uczysz się pilotażu.
    Co wcale, ale to wcale nie jest łatwe i przyjemne.

    Przyjemne będzie dopiero po wielu godzinach nalotu, jak się nauczysz, ;)
    A na poczatku, utrzymanie modelu w powietrzu przez 10 minut i nie rozbicie go przy lądowaniu to całkiem twarda walka.
  • Poziom 21  
    Na początku pewnie skorzystam, z gotowego projektu i chciałbym też aby był on jak najprostszy, zobaczymy co wybiorę :) Jeszcze dużo wody w Wiśle upłynie nim coś stworzę, ale będę do tego dążył.