Elektromotory
Posted: Wed Feb 29, 2012 10:16 amElektromotory
Elektrický pohon si po desať ročia intenzívneho vývoja a zdokonaľovania vydobyl svoje miesto na slnku. S príchodom cenovo dostupných striedavých motorov tiež definitívne odhodil detské plienky a začal prenikať aj do kategórií modelov, ktoré boli doposiaľ doménou spaľovacích motorov.
Aké výhody pohon elektromotorom prináša?
Je tichý čo umožňuje lietať aj na miestach, kde nie je možné prevádzkovať spaľovacie motory. Výkon motora je možno veľmi ľahko plynule regulovať (nie sú tu problémy s prechodmi z nízkych do vysokých otáčok, motor pri prudkom pridaní plynu nikdy nezhasne, motor ide kdekoľvek za letu zapnúť a vypnúť). S nástupom striedavých motorov je elektromotor rovnakého výkonu ako spaľovací motor poznateľne ľahší. Prevádzka je jednoduchá a čistá - odpadá zriaďovanie motora, nákup paliva,
čistenie modelu od spalín… Motory nie sú zdrojom vibrácií a chvenia, čo umožňuje konštruovať modely ľahšie. Samozrejme - nič nie je zadarmo. Je tu stále „prívažok“ vo forme pohonných akumulátorov, ktoré cez všetok pokrok spôsobujú, že model rovnakej veľkosti s odpovedajúcim výkonom motora vychádza so „spaľovákom“ ľahší. Tiež doba letu je spravidla kratšia, ale tento rozdiel sa neustále zmenšuje. Nie je bežné, že motorové vetrone sú aj bez vplyvu termiky spoľahlivé lietať cez 20 minút (Filip 600, Big Swift, Elegant), motorové modely z pôvodných 5-7 minút akrobatického lietania bežne dosahujú 8-10 aj viac minút letu, pričom aj vo vertikálnych manévroch sa
blíži už modelom so spaľovacími motormi (Bonnie, WildCAP).
Predpokladáme, že si zo školskej fyziky aspoň matne pamätáte, ako elektromotor funguje. Zjednodušene povedané, vždy zostáva z dvoch základných častí - statora a rotora. Vždy sú prítomné magnety a vinutie.
Pokiaľ je motor napájaný rovnako smerným prúdom, je rotor opatrený komutátorom a uhlíky, ktoré zaisťujú prívod prúdu do vinutia na rotore. Napájacie vodiče sú vždy dva. Ich zámenou sa obráti zmysel otáčania motora. Aby sa motor otáčal, musia biť uhlíky a magnety statoru v určitej polohe (tzv. časovaním), ktoré sa líši pre oba zmysly otáčania. Ďalej zmenou časovania ide do istej miery ovplyvniť, iba motor má vyššie otáčky a nižší krútiaci moment (použití s prevodovkou), alebo nižšie otáčky, ale vyšší krútiaci moment (pre prední náhon).
Elektromotor napájaný striedavým prúdom komutátora ani uhlíky nemá (preto „brushless“ - bez uhlíkov). Pre zaistenie správneho otáčania musia riadiaci regulátor „poznať“ polohu rotora. K tomu účelu môže mať motor vstavané snímače, čo poznáte podľa ďalších piatich tenkých vodičov vedúcich k motoru - problémom je ale zlúčitelnosť regulátora a motora rôznych výrobcov. Preto väčšina v súčasnosti vyrábaných motorov je v prevedení bez snímačov (sensorless). Veľmi zjednodušené povedané, je to regulátor do vinutia motora vysiela vysokofrekvenčné impulzy a vyhodnocuje ich indukovaný spätný odraz, ktorý závisí na polarite magnetu, lenže je cievke najbližšie. Odhliadneme od ponekiaľ zložitejšieho regulátora, odmenou je nižšia cena motora, iba tri vodiče a vzájomná kompatibilita. Obrátenie smeru otáčania dosiahnete prehodením ktorýchkoľvek dvoch vodičov medzi motorom a regulátorom.
Zvláštnu kapitolu predstavujú striedavé motory s rotačným plášťom. Zásadnou výhodou tejto konštrukcie je, že motor má veľmi vysoký krútiaci moment (aj keď maximálne otáčky sú obmedzené), čo dovoľuje poháňať priamo vrtule veľkých priemerov a stúpania, bez použitia prevodovky. Striedavé motory sú oproti rovnako smerným sa rovnakým výkonom vždy o 30-50% ľahšia a majú až o polovicu vyššiu účinnosť. (Je to tak - pokiaľ v rovnakom modele pracuje rovnako smerný motor s účinnosťou 55% a striedavý s účinnosťou 80%, je účinnosť striedavého o polovicu vyššia!). Významnou výhodou striedavých elektromotorov pri použití priameho náhonu je omnoho priaznivejší priebeh krútiaceho momentu. Zatiaľ čo rovnako smerný motor dobre „tiahne“ len pri otáčkach blížiacich sa maximu, sa striedavým motorom bude dobre navrhnutý model schopný horizontálneho letu na 20 alebo aj menej percent plného výkonu. To všetko znamená výrazné zníženie hmotnosti modelov, zvýšenie výkonu a predĺženie doby letu.
Zdroj : RC SVET
Obrazky:
Technické údaje
* Typ: Striedavý nesenzorový motor s vnútorným rotorom
* Počet pólov: 4
* Napájanie: 2 až 5 článkov LiPol; 6 až 12 článkov NiMH
* Otáčky: 1700ot/min/V
* Rozmery motora: ø39 x 90,5mm
* Priemer hriadele: ø5,0mm
* Dĺžka hriadele: 23mm
* Max. príkon: 1500W
* Účinnosť: 89%
* Najvyššia prevádzková teplota: 100°C
* Hmotnosť: 306g
Elektrický pohon si po desať ročia intenzívneho vývoja a zdokonaľovania vydobyl svoje miesto na slnku. S príchodom cenovo dostupných striedavých motorov tiež definitívne odhodil detské plienky a začal prenikať aj do kategórií modelov, ktoré boli doposiaľ doménou spaľovacích motorov.
Aké výhody pohon elektromotorom prináša?
Je tichý čo umožňuje lietať aj na miestach, kde nie je možné prevádzkovať spaľovacie motory. Výkon motora je možno veľmi ľahko plynule regulovať (nie sú tu problémy s prechodmi z nízkych do vysokých otáčok, motor pri prudkom pridaní plynu nikdy nezhasne, motor ide kdekoľvek za letu zapnúť a vypnúť). S nástupom striedavých motorov je elektromotor rovnakého výkonu ako spaľovací motor poznateľne ľahší. Prevádzka je jednoduchá a čistá - odpadá zriaďovanie motora, nákup paliva,
čistenie modelu od spalín… Motory nie sú zdrojom vibrácií a chvenia, čo umožňuje konštruovať modely ľahšie. Samozrejme - nič nie je zadarmo. Je tu stále „prívažok“ vo forme pohonných akumulátorov, ktoré cez všetok pokrok spôsobujú, že model rovnakej veľkosti s odpovedajúcim výkonom motora vychádza so „spaľovákom“ ľahší. Tiež doba letu je spravidla kratšia, ale tento rozdiel sa neustále zmenšuje. Nie je bežné, že motorové vetrone sú aj bez vplyvu termiky spoľahlivé lietať cez 20 minút (Filip 600, Big Swift, Elegant), motorové modely z pôvodných 5-7 minút akrobatického lietania bežne dosahujú 8-10 aj viac minút letu, pričom aj vo vertikálnych manévroch sa
blíži už modelom so spaľovacími motormi (Bonnie, WildCAP).
Predpokladáme, že si zo školskej fyziky aspoň matne pamätáte, ako elektromotor funguje. Zjednodušene povedané, vždy zostáva z dvoch základných častí - statora a rotora. Vždy sú prítomné magnety a vinutie.
Pokiaľ je motor napájaný rovnako smerným prúdom, je rotor opatrený komutátorom a uhlíky, ktoré zaisťujú prívod prúdu do vinutia na rotore. Napájacie vodiče sú vždy dva. Ich zámenou sa obráti zmysel otáčania motora. Aby sa motor otáčal, musia biť uhlíky a magnety statoru v určitej polohe (tzv. časovaním), ktoré sa líši pre oba zmysly otáčania. Ďalej zmenou časovania ide do istej miery ovplyvniť, iba motor má vyššie otáčky a nižší krútiaci moment (použití s prevodovkou), alebo nižšie otáčky, ale vyšší krútiaci moment (pre prední náhon).
Elektromotor napájaný striedavým prúdom komutátora ani uhlíky nemá (preto „brushless“ - bez uhlíkov). Pre zaistenie správneho otáčania musia riadiaci regulátor „poznať“ polohu rotora. K tomu účelu môže mať motor vstavané snímače, čo poznáte podľa ďalších piatich tenkých vodičov vedúcich k motoru - problémom je ale zlúčitelnosť regulátora a motora rôznych výrobcov. Preto väčšina v súčasnosti vyrábaných motorov je v prevedení bez snímačov (sensorless). Veľmi zjednodušené povedané, je to regulátor do vinutia motora vysiela vysokofrekvenčné impulzy a vyhodnocuje ich indukovaný spätný odraz, ktorý závisí na polarite magnetu, lenže je cievke najbližšie. Odhliadneme od ponekiaľ zložitejšieho regulátora, odmenou je nižšia cena motora, iba tri vodiče a vzájomná kompatibilita. Obrátenie smeru otáčania dosiahnete prehodením ktorýchkoľvek dvoch vodičov medzi motorom a regulátorom.
Zvláštnu kapitolu predstavujú striedavé motory s rotačným plášťom. Zásadnou výhodou tejto konštrukcie je, že motor má veľmi vysoký krútiaci moment (aj keď maximálne otáčky sú obmedzené), čo dovoľuje poháňať priamo vrtule veľkých priemerov a stúpania, bez použitia prevodovky. Striedavé motory sú oproti rovnako smerným sa rovnakým výkonom vždy o 30-50% ľahšia a majú až o polovicu vyššiu účinnosť. (Je to tak - pokiaľ v rovnakom modele pracuje rovnako smerný motor s účinnosťou 55% a striedavý s účinnosťou 80%, je účinnosť striedavého o polovicu vyššia!). Významnou výhodou striedavých elektromotorov pri použití priameho náhonu je omnoho priaznivejší priebeh krútiaceho momentu. Zatiaľ čo rovnako smerný motor dobre „tiahne“ len pri otáčkach blížiacich sa maximu, sa striedavým motorom bude dobre navrhnutý model schopný horizontálneho letu na 20 alebo aj menej percent plného výkonu. To všetko znamená výrazné zníženie hmotnosti modelov, zvýšenie výkonu a predĺženie doby letu.
Zdroj : RC SVET
Obrazky:
Technické údaje
* Typ: Striedavý nesenzorový motor s vnútorným rotorom
* Počet pólov: 4
* Napájanie: 2 až 5 článkov LiPol; 6 až 12 článkov NiMH
* Otáčky: 1700ot/min/V
* Rozmery motora: ø39 x 90,5mm
* Priemer hriadele: ø5,0mm
* Dĺžka hriadele: 23mm
* Max. príkon: 1500W
* Účinnosť: 89%
* Najvyššia prevádzková teplota: 100°C
* Hmotnosť: 306g