Электродвигатель от авиамоделей. 6кВт.

Автор check.east, 21 Июнь 2010 в 17:06

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Влад Мак

Цитата: nikvic от 26 Авг. 2010 в 22:43
КПД винта лучше 50% - едва ли.
А если на одной оси два винта с противовращением как у АНтея?

Gefest1

Цитата: Влад Мак от 29 Авг. 2010 в 02:27
Цитата: nikvic от 26 Авг. 2010 в 22:43
КПД винта лучше 50% - едва ли.
А если на одной оси два винта с противовращением как у АНтея?

Схема с 2 винтами в Советское время испытывалась. Её было трудно уравновесить (особенно, когда надо было добавить/убавить тягу) и в случае отказа одного из моторов, ЛА начинал очень шустро вращаться, что приводило к авариям.

aleks17121960

Цитата: Gefest1 от 30 Авг. 2010 в 19:49
Цитата: Влад Мак от 29 Авг. 2010 в 02:27
Цитата: nikvic от 26 Авг. 2010 в 22:43
КПД винта лучше 50% - едва ли.
А если на одной оси два винта с противовращением как у АНтея?

Схема с 2 винтами в Советское время испытывалась. Её было трудно уравновесить (особенно, когда надо было добавить/убавить тягу) и в случае отказа одного из моторов, ЛА начинал очень шустро вращаться, что приводило к авариям.
На Ту-95 уже под 50 лет два винта с противовращением стоят,4 движка,и всё тип-топ! ;)
Делай,что должен,и будь,что будет...

Cappy

pre scriptum:  Уважаемые форумчане, заранее извиняусь за многабукав, но так уж получилось, постарайтесь одолеть  :)

Доброго времени суток.

Только сегодня наткнулся на эту тему, хотя идею переоборудования своего двухподвеса в нечто электрофицированное периодически осмысливал уже довольно продолжительное время. Но по ряду причин достойного варианта под руку или на глаза не попадалось. Недавно заказывая детям радиоуправляемые машинки из Китая, обратил внимание на RC самолёты и вертолёты. В голове всплыла статья из "Моделиста конструктора" годов этак 87+ о сложностях в создании кордовых электролётов (с питанием с земли по корду). Мол нет ещё в природе моторчиков подходящих для того чтобы поднять хотя бы себя с моделью не говоря уж об элементах питания. А тут на тебе, хочеш самолёт, хочеш вертолёт у которого энерговооруженность при той же массе должна быть в разы выше да ещё и с аккумуляторами.....
Другими словами об этой стороне технического прогресса я был не осведомлён, хотя о вентильных двигателях мне в институте кой чего рассказывали. Стал я разбираться в причинах столь экзотических характеристик "чудо моторчиков" и вот к какому умозаключению я пришел.
По сути вентильный двигатель, он же бесколлекторный является синхронным двигателем с постоянными магнитами в роторе. Габаритная мощность как асинхронной так и синхронной электрической машины почти линейно растёт с увеличением частоты питающей сети (авиационная и судовая бортовая сеть 400Гц как раз для того чтобы снизить массу генераторов, трансформаторов, исполнительных двигателей). В своё время дивился я на судовой вентилятор на 400Гц весом 2Кг и мощностью 800Вт. А теперь посмотрим на современные БК и мотор колёса. В описании некоторых модельных контроллеров мне встречалась одной из характеристик максимальная скорость вращения двигателя с одной парой полюсов 210000 об/мин вот например http://hobbycity.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=8921
А теперь посчитаем во сколько раз отличается эквивалентная частота переключения обмоток такого моторчика от промышленной частоты 50Гц. Во столько же раз, во сколько 210000 больше 3000 (синхронной скорости вращения двухполюсного двигателя на 50Гц) а именно в 70 раз  :shok: ну и с некоторыми оговорками примерно во столько же раз растёт габаритная мощность и вместо 8-10 кг/КВт получаем 114-140 г/КВт
На самом деле всё не настолько радужно и поэтому 6КВт ный моторчик весит не 850 гр. а 1,5 кило, а вот число пар полюсов у этих двигателей тоже вызывает священный ужас. Особенно когда понимаешь что с каждой лишней парой ухудшаются характеристики двигателя, Но другого пути нет 210тыс оборотов в реальной жизни применить почти негде :(

И вот тут мы подходим к сравнению модельных аутраннеров и мотор колёс. Видел аутраннеры с заявленным КПД 92%. Сомневаюсь, но допускаю такую возможность. Не видел мотор-колёс с КПД выше 85%. Габаритная мощность тоже не сопоставима... В чём причина?
А причин я предполагаю несколько. 1) МК расчитано для работы в жестких условиях с сильными ударными и вибрационными нагрузками. Это приводит к необходимости увеличивать магнитный зазор между ротором и статором что оч.здорово портит КПД 2) Максимальная требуемая скорость вращения МК в десятки и сотни раз меньше чем у модельных моторчиков и для того что не увеличивать сверх всякой меры полюсность МК (это габариты, вес, сложность обмотки) снижают максимальную частоту коммутации обмоток контроллером, а это ведёт к снижению габаритной мощности. Не зря провода МК в стоке вроде по 1,5м а вот ESC от модельного моторчика крайне не рекомендуется отодвигать далеко (то ли количество помех увеличивается, (не знаю) то ли уже индуктивность проводников мешаться начинает)
3)Условия охлаждения. Тут спорить не о чем самолётному мотору в воздушном потоке без грязи живётся не в пример легче чем МК закрытого исполнения (а по другому нельзя)
4)Ну и в конце концов никто не отменял конкуренцию и маркетинг. Для того чтобы в мире моделей составить конкуренцию ДВС пришлось сделать хорошие моторчики. А приставка "вело" почти на все товары взвинчивает цену в разы. И МК для велосипеда на 3КВт за 80-100$ зачем? ведь и за 1,5К$ берут а с обычного обывателя можно и 300 у.е. за 500Вт комплект стрясти, всё равно аккумуляторы дорогие....

Так вот возвращаясь теме топика. Так и не решился вопрос теплового режима модельного БК. Хотелось бы услышать ответ от Павла, создавшего своего монстра. А так вот что получается. Для движения со скоростью 50Км/ч требуется около 1Квт мощности пусть 20% в тепло итого 200Вт. Это конечно уже не фен, но в закрытом ящике мотору жарко будет...
И ещё вопрос. Кто знаком с модельными ESC. Регулятор тока к примеру на 70 А на этом токе включает токоограничение или просто начинает готовиться к преждевременной кончине? Насколько я понимаю велосипедные контроллеры ток именно ограничивают.

Кстати в моём предполагаемом варианте апгрейда моего полу ашано-подвеса в нечто электрофицированное прицел идёт на вот такой моторчик http://www.hobbycity.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=7870 с первой ступенью углового редуктора от вульфа и последующим цепным приводом на звезду заднего колеса привинченную вместо ротора дискового тормоза. Общее передаточное предполагается подобрать таким, чтобы ограничить максималку на уровне ~50+ Км\ч. При этом есть надежда получить на колесе 64Н*м и соответственно тяговое усилие на разгоне около 190Н.

P.S. Прошу сразу тухлыми помидорами не кидаться, всё вышеизложенное - лишь моё ИМХО. :)

Peoner

Цитата: Cappy от 11 Дек. 2010 в 01:58
...Габаритная мощность как асинхронной так и синхронной электрической машины почти линейно растёт* с увеличением частоты питающей сети (авиационная и судовая бортовая сеть 400Гц как раз для того чтобы снизить массу генераторов, трансформаторов, исполнительных двигателей)...
....Кстати в моём предполагаемом варианте апгрейда моего полу ашано-подвеса ...
*Замечание: вы наверное хотели сказать не растет а падает (выделенное мной слово)
Размышление: стоит ли ставить на ашан-байк М-К в принципе и движок от авиамоделей в частности?
Раньше я выбирал самый короткий путь, а теперь - где меньше ям. http://forum.simbike.ru

Павел

Цитата: Cappy от 11 Дек. 2010 в 01:58
Для движения со скоростью 50Км/ч требуется около 1Квт мощности пусть 20% в тепло итого 200Вт. Это конечно уже не фен, но в закрытом ящике мотору жарко будет...
Да, наверняка там жарковато, особенно когда на улице +40, но думаю спасает то что на 50-ти появляется обдув МК и перемешивание воздуха внутри, что увеличивает теплоотвод от обмоток.

Цитата: Peoner от 11 Дек. 2010 в 09:00
*Замечание: вы наверное хотели сказать не растет а падает (выделенное мной слово)
Габаритная мощность двигателя - отношение мощности, развиваемой двигателем, к занимаемому им объему. Единица измерения - кВт/м3.
кВт больше, м3 меньше - габаритная мощность больше

Цитата: Peoner от 11 Дек. 2010 в 09:00
Размышление: стоит ли ставить на ашан-байк М-К в принципе и движок от авиамоделей в частности?
По личному опыту: именно на него и стоит, я не вижу смысла покупать 2подвес за 50т.р. (мой стоил 5700р. в 2007г.)

Cappy

#114
Цитироватьвы наверное хотели сказать не растет а падает
Я не ошибся, габаритная мошность именно растёт, и как раз потому что при равенстве моментов увеличивается скорость вращения, либо при увеличении числа полюсов электрической машины можно оставить скорость вращения неизменной, увеличив создаваемый ей момент. В конструкции малогабаритных двигателей ограничение максимального напряжения вызвано скорее ограничением механической прочности элементов двигателя. У МК наоборот механической прочности хоть отбавляй, а ограничение максимальной скорости носит именно электрический характер, связанный с ростом ЭДС двигателя (что лечится уменьшением числа витков обмотки с соответствующим ростом токов).
А вот достижение рекордных скоростей без серьёзного изменения конструкции МК мне представляется нецелесообразным именно в связи с "завалом" КПД двигателя на высоких оборотах.

ЦитироватьРазмышление: стоит ли ставить на ашан-байк М-К в принципе и движок от авиамоделей в частности?

Ну там уже достаточно "протюненый" ашан :) главным минусом которого на данный момент является вес в 19кг, но при этом у него есть одно неоспоримое преимущество: на его стальную раму без особых проблем варятся все необходимые элементы крепления вспомогательного оборудования. Да и стальная рама от усталостных напряжений разрушается не так внезапно как лямень.

Меня самого в этой моей затее больше смущает редуктор от вульфа и соответствующий звуковой антураж моего транспортного средства, но настоящее МК мне скорее всего не светит и даже не столько из-за цены, сколько из за того что беспошлинный порог на таможенные отправления в нашем чудо-государстве 120 евро с учётом стоимости доставки. А сюда попадают только редукторные поделки малой мощности  без возможности апгрейда. А таможни я боюсь :)

илс

краткий коммент по аналитической заметке от Cappy.

- в целом оч. неинтересно и познавательно. Рассмотрены плюсы/минусы внешнего аутранера по сравнению с  классическим МК. Мне кажется, что вопрос нагрева/охлаждения МК  не является особой проблемой, по сравнению с внешним движком. Если МК не форсирован и температура воздуха <.25C, то нагрев у большинства МК весьма умеренный. Кроме того, внешний движок также нужно герметизировать от попадания брызг и грязи, что не способствует хорошему охлаждению.

Гораздо интересней вопрос КПД для типичных скоростей вела от 20 до 40км/ч
В МК он несколько ниже, однако автор дает данные для outrunner без редуктора, потерь на цепном приводе и т.д. 
Было бы интересней сравнить КПД этих узлов в сборе.
Также непонятен вопрос по рекуперации при исп. внешнего движка с редуктором - она возможна или нет?

И главное - потребительские качества. Если бы у меня был выбор ТС более тяжелого, но бесшумного, по сравнению с более легким (на 3-4кг?), но с заметным жужжанием редуктора, ... то мой выбор был бы в пользу 1-го, пусть даже имеющего чуть более низкий КПД, что частично компенсируется рекуперацией.

PS на мой взгляд, модернизированный ашанбайк отличный донор для электровела, именно из-за стальной прочной рамы. Задний амортизатор легко меняется на более продвинутый воздушный, а стальные дропауты вилки практически вечные, даже не требуют укрепления. Правда и амортизирует она неважно, но можно установить МК назад, а родную вилку заменить на воздушку с большим ходом...

Babylon4

Цитата: Cappy от 11 Дек. 2010 в 01:58
По сути вентильный двигатель, он же бесколлекторный является синхронным двигателем с постоянными магнитами в роторе.
Так же можно назвать двигателем постоянного тока с электронным коллектором.
Цитировать
И вот тут мы подходим к сравнению модельных аутраннеров и мотор колёс. Видел аутраннеры с заявленным КПД 92%. Сомневаюсь, но допускаю такую возможность. Не видел мотор-колёс с КПД выше 85%. Габаритная мощность тоже не сопоставима... В чём причина?
Нужно уточнить в часности КПД90-93%имеют двигатели аутранеры с КВ(обороты на волт) больше3500об/в.
это двигатели без магнитной редукции используются в основном в небольших вертолётах 250-400 класса , двигатели с КВ 900(есть даже200) до 2500 имеют так называемую магнитную редукцию и КПД соответственно 78-83%.
[/quote]
И ещё вопрос. Кто знаком с модельными ESC. Регулятор тока к примеру на 70 А на этом токе включает токоограничение или просто начинает готовиться к преждевременной кончине? Насколько я понимаю велосипедные контроллеры ток именно ограничивают.
[/quote]

  Токоограничения в недорогих точно нет я свой 70А Jetti при подборе пропелера грузил до 90А ограничения не было, поэтому ограничение (наврено с возможнотью регулеровки) нужно будет самому добавлять, я думаю это сделать будет не сложно.  

По поводу длинных проводов, в модельных обратня связь в основном снимается с самых обмоток большие токи, сравнительно выше частоты, помехи от комутации , отрицательно повлияют на работу регулятора а увеличение длины проводников от регулятора к двигателю может превити к неправильному определению положения ротора и выходу регулятора из строя.
   В МК как правило используются датчики хола(есть правда и бездатчиковые но с редуктором) которые точно определяют порядок комутации обмоток.
 

Cappy

ЦитироватьНужно уточнить в часности КПД90-93%имеют двигатели аутранеры с КВ(обороты на волт) больше3500об/в.
это двигатели без магнитной редукции используются в основном в небольших вертолётах 250-400 класса , двигатели с КВ 900(есть даже200) до 2500 имеют так называемую магнитную редукцию и КПД соответственно 78-83%.
Не уверен насчёт КВ (оно больше зависит от конструкционного исполнения двигателя), но в целом согласен, поскольку чем ниже скорость вращения, тем больше у него число пар полюсов. А увеличение этого самого числа пар, ухудшает характеристики двигателя.

ЦитироватьМне кажется, что вопрос нагрева/охлаждения МК  не является особой проблемой, по сравнению с внешним движком.
Для внешнего движка это тоже не проблема (специализированного, соответствующего исполнения). В нашем случае - да но на халяву я особо и не расчитываю ....
Занизив мощность в 3-4 раза появляется надежда на жизнестойкость модельного моторчика, но как обеспечить контроль температуры и (или) достойное охлаждение без грязи - пока вопрос.

ЦитироватьГораздо интересней вопрос КПД для типичных скоростей вела от 20 до 40км/ч
В МК он несколько ниже, однако автор дает данные для outrunner без редуктора, потерь на цепном приводе и т.д. 
Было бы интересней сравнить КПД этих узлов в сборе.
Также непонятен вопрос по рекуперации при исп. внешнего движка с редуктором - она возможна или нет?
Для данных скоростей частота вращения колеса  26" лежит в пределах ~160-320 rpm. У выбранного мной движка при максимальной напруге частота вращения 6290 rpm. Реально такая напруга (37В) при разумном подборе аккумулятора ожидает его достаточно недолго, поэтому для стабильного движения со скоростью ~40Км/ч я целюсь на 32В Феррофосфатных аккумов (приблизно) при этом получаем скорость вращения 5440 об/мин либо передаточное отношение 17. На первый взгляд достаточно много. Но предполагая 2-х ступенчатую передачу с первой ступенью на вульфовском редукторе, с передаточным отношением 3,16 а второй ступенью цепной, на которую по хорошему остаётся 17/3,16 = 5,4 не вижу ничего нереального. Суммарный КПД передачи составляет ~ 0,95 на редуктор и ~0,92 на цепь а в сумме 0,87.... не спорю - не айс. Вместе с КПД моторчика пусть 0,8 получаем общий КПД =>69% при пиковой механической мощности 2,3КВт и массе около 2Кг. Сэкономленные килограмы можно "забить" батарейками и совсем не проиграть в запасе хода.
Вопрос рекуперации в первую очередь зависит не от типа передачи а от способностей контроллера, но меня больше привлекает реализация хотя-бы электрического торможения (надоело колодки менять), а его хоть и через Ж... можно реализовать мимо любого контроллера.
А вот шум... тут да, есть серьёзные опасения, но во всём надо искать плюсы, хоть прохожие раньше замечать будут, а то замотали с перепуга под колёса прыгать  :an
Фотку донора на днях выложу, на самошипованной резине и без щитков он даже напоминает что-то достойное.


GreyK

Цитата: Cappy от 13 Дек. 2010 в 02:08
[/quote]
.... с первой ступенью на вульфовском редукторе, с передаточным отношением 3,16 ....
[/quote]

Можно ссылку на редуктор и его характеристики?
TZDZ2(350W)+LiFePO4_36v5Ah

Cappy

Редуктор от некоего Российского вульфа, видел в местном магазине стройматериалов по кускам (но куски есть все), передаточное отношение посчитано из соотношения числа зубьев. Посадочный диаметр ведущей шестерни 10мм ну прям как вал моторчика, хотя многое зависит от 10+мм или 10-мм ну если плотной посадки не получится будем колхозить :) ещё придётся в калёном валу точить паз под шлиц.
Ведомая шестерня с одной стороны на шарикоподшипнике, с другой на подшипнике скольжения,  эт не очень хорошо, но весь комплект вместе с корпусом стоит ~15$ На выходной вал с резьбой М14 планируется установка переходника под стандартную звезду 11Т (думаю нескончаемый запас звёзд я насобираю по знакомым :) )
Пока жду моторчик :) примерять буду по месту (там есть различные варианты от разных производителей.)

ZeGauss

Приветствую всех! :)

Я, кстати, тоже заказал авиамодельный двигатель. :) http://hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=5141
Доставка благополучно приехала с хоббикинга - теперь встали вопросы:
1) какой же собственно брать контроллер?(какой порекомендовали бы или как его правильно выбирать?)
2) к этому мотору LiFePo4 батареи встанут? (Я собирался заказать 36штук таких батареек, правда не сразу а по 16... :) http://www.evassemble.com/index.php?main_page=product_info&cPath=2&products_id=151)
3) Не совсем понятны величины при заказе контроллеров у некоторых сайтов 1C... 2C... 5C... 10С... какой же должна быть эта цифра?

Peoner

Цитата: ZeGauss от 14 Дек. 2010 в 00:27
... 36штук таких батареек, правда не сразу а по 16... :) а?
по 16 это 32 а не 36 :)
Раньше я выбирал самый короткий путь, а теперь - где меньше ям. http://forum.simbike.ru

ZeGauss

Цитата: Peoner от 14 Дек. 2010 в 03:45
Цитата: ZeGauss от 14 Дек. 2010 в 00:27
... 36штук таких батареек, правда не сразу а по 16... :) а?
по 16 это 32 а не 36 :)
Мда, уже путаюсь сколько надо  :bu:  :bj: да, правильно, столько, исходя из плановой 48V32AH.

GreyK

Жду пока "Turnigy 80-100-B 130Kv Brushless Outrunner" пройдет таможню и двинется по РФ  :)

Присмотрел вот такой котроллер:
http://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=31&t=17191

Вот ссылка на тест:
http://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=28&t=22333
TZDZ2(350W)+LiFePO4_36v5Ah

ZeGauss

Цитата: GreyK от 14 Дек. 2010 в 09:59
Жду пока "Turnigy 80-100-B 130Kv Brushless Outrunner" пройдет таможню и двинется по РФ  :)

Присмотрел вот такой котроллер:
http://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=31&t=17191

Вот ссылка на тест:
http://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=28&t=22333
В характеристиках указано 48в вольт максимум, почему выбран именно 74вольтовый контроллер? ))
Я чтото пропустил? ))

илс

Указанный по ссылке контроллер будет и от 48 вольт работать, только следует иметь ввиду, что 6кВт он не потянет.

В принципе, более мощные контроллеры, которые умеют работать без датчиков Холла на рынке есть, только стоят оч. дорого:(