Jednoduchý návrh elektro-pohonu pre modely
Vraj nič moc: 4kg a aspoň 25% prebytku výkonu.
A tak sme začali len tak mimochodom odhadovať a kalkulovať, ako to bude s tým elektro-pohonom a či mu bude LiPol batéria 5s 3000 mAh , ktorú má, stačiť.
autor: Janko O.
Ešte niekedy pred niekoľkými rokmi náš kamarát Bohdan v jednom článku na svojom webe zverejnil svoj sen o "malom" modeli.
Z čoho sme vychádzali?
Hmotnosť 4kg a mierny prebytok výkonu 25% znamená ťah (zatiaľ aspoň statický) 5kg.
Praktickými meraniami sme dospeli k empirickému vzťahu, že pre dobre navrhnutý vrtulový pohon vychádza na každý spotrebovaný Watt elektrického príkonu ťah vrtule asi 5 gramov. Pre EDF je to len asi 2 gramy.
Ak budeme od modelu požadovať vyššiu rýchlosť, budeme sa museť zmieriť s tým, že tieto "konštanty" budú nižšie, čo znamená, že pohon bude menej efektívny.
Pre Bohdanov model nám z toho vychádza príkon rovný jeden kiloWatt. Pre batériu o piatich člankoch (18,5 Voltu) vychádza prúd 54 Ampérov. Takže hneď je jasné koľko C musí mať LiPolka (aspon 20, čo nie je problém).
A ako dlho bude taký model letieť na danú batériu?
Nám to vychádza asi 3 minúty na plný plyn. No a keďže sa na plný plyn stále nelieta, tak ekonomické polietanie bude tak do 10 minút, mierna divočina tak 7, a akrobacia 4 až 5 minút od štartu po pristátie.
To bol približný výpočet. Ale keďže modelári majú radšej rôzne utilitky, ktoré to v počítači vyrátajú za nich, skúsme to pomocou nich. Jednou takou celosvetovo uznávanou je DriveCalculator od Christiana Perssona, ktorú si môžeme stiahnuť na http:/www.drivecalc.de.
Autor ju pravidelne aktualizuje, takže tam nájdeme aj komponenty (vrtule, motory, regulátory a batérie), ktoré väčšinou máme aj my, teda aj z Číny. Tento program nám poskytne množstvo údajov potrebných pre náš návrh elektropohonu. Dovolí nám na základe požadovaného ťahu (Static Thrust) zvoliť tú správnu vrtuľu (Propeller) a motor. Podľa zvoleného napájania (Power Suply) ukáže odoberaný prúd (Current) a ešte ďalšie parametre.
Ale z nich nás budú momentálne zaujímať len tieto dva: maximálna rýchlosť pohonu (Vopt) a účinnosť ťahu (Thrust Efficiency). Vopt je rýchlosť, pri ktorej bude ťah nulový. Takže rýchlosť modelu bude od tejto hodnoty nižšia v závislosti od jeho aerodynamického odporu (túto hodnotu pre svoj model zoženiete len veľmi ťažko, preto sme rýchlosti modelov radšej merali ako počítali). Thrust Efficiency je ťah získaný z každého spotrebovaného Wattu. To je programom presne spočítaná hodnota, ktorú sme v predchádzajúcom odstavci nazvali empirickou. Spomínate?: "Praktickými meraniami sme dospeli k empirickému vzťahu, že pre dobre navrhnutý vrtulový pohon vychádza na každý spotrebovaný Watt elektrického príkonu ťah vrtule asi 5 gramov. Pre EDF je to len asi 2 gramy."
Žiaľ, DriveCalculator sme "objavili" až po krvopotnom získaní týchto empirických hodnôt.
Pri experimentovaní s DriveCalcom si po čase všimneme, že veličiny Vopt a Thrust Efficiency stoja na "opačných stranách barikády". Buď može byť vysoká jedna hodnota alebo druhá. Nikdy nie obidve súčasne. Modelár sa musí vo vnútri sám so sebou dohodnúť, čo chce. Či inklinuje k rýchlemu "nenažrancovi", alebo úspornému "pomaloletu". Nedeľná chvíľka teórie: u rýchlych modelov sa energia nikde nestráca. Pri rovnakom príkone "rýchlika" aj "pomaloletu" je hybnosť (súčin hmotnosti a rýchlosti) urýchleného vzduchu rovnaká. Len v jednom prípade je menšie množstvo vzduchu urýchlené viac a v druhom je väčšie množstvo vzduchu urýchlené menej. Tu schopnosti DriveCalculatoru v tomto smere končia a ďalej musíme postupovať sami. Ale hodnoty, ktoré nám poskytol, sú neoceniteľné.
Pri ďalšom postupe treba na základe elektrotechnických výpočtov získať ďalšie hodnoty (potrebnú kapacitu batérie, jej "Céčka", dobu behu motora). Ale keďže modelársky národ výpočty všelijakého druhu neobľubuje, narýchlo sme "zbúchali" drobnú utilitku (jednoduchý počítačový program), ktorá zvyšok urobí za nás.
V sekcii Download je aj jej novšia verzia s názvom: BatElPoh.exe - Program pre výpočet času behu motora podľa kapacity bateriek.
A obe samozrejme k tomuto textu prikladáme.
Predchádzajúci text v prevažnej časti riešil problematiku vrtuľového pohonu, hoci sa v našej komunite nachádza už dosť modelárov tzv. EDF-pozitívnych. Problém je v tom, že sa nám zatiaľ nepodarilo získať podobný program ako DriveCalculator, ktorý by sa zaoberal elektrickými dúchadlami (akýsi EDF-Calculator). Zvyšné elektrotechnické výpočty, vrátane nami ponúkanej utility, sú spoločné pre oba pohony. Ak sa nám v blízkej dobe podarí prekonať svoju vrodenú lenivosť, pokúsime sa stvoriť utilitu, ktorá by tesnejšie nadväzovala na program DriveCalculator a zahŕňala by aj elektrotechnické výpočty pre elektro-dúchadlá (EDF).
___________________________________________________________________________________________
Tu sa pôvodný článok v podstate skončil. Zdá sa, že sa nám vrodenú lenivosť prekonať podarilo a tak krátko na to vznikla ďalšia utilita, ktorá zahŕňa už aj elektrodúchadlá. Má slúžiť nie ako striktný návod, ale skôr ako orientácia v problematike elektropohonu. Súbor je k dispozícii opäť v sekcii Download pod názvom: NavrhElektroPohonu4p.exe - Program pre jednoduchý návrh elektropohonu - 2.verzia.
___________________________________________________________________________________________
V našich úvahách alebo výpočtoch sme predpokladali, že batérie majú stále také Céčka, ako je na nich napísané. Ale že to tak nie je, o tom pojednáva článok Céčka a vnútorný odpor LiPo akumulátorov. Aké Céčka vaše LiPol batérie skutočne majú môžete bez aj bez špeciálnych meracích prístrojov jednoducho zistiť, tak ako to popisuje článok Zistenie skutočných Céčok batérie bez špeciálnych prístrojov. Pre bežného modelára je toto zrejme najlacnejšia a najschodnejšia cesta, ako zistiť "kondíciu" pohonných batérií, ačkoľvek na našej Web stránke uvádzame aj návod na výrobu Merača vnútorného odporu LiPol batérií.
Zistenie skutočných Céčok batérie bez špeciálnych prístrojov
Účinnosť ťahu elektropohonu - čo to je?
Programy pre návrh vrtuľového aj EDF elektro pohonu modelu
Pokles ťahu pohonnej jednotky počas letu modelu
Zmena elektropohonu na pohon inou LiPol batériou
Porovnanie výkonov dvojlistých vrtulí s vrtuľami viaclistými
Návrh elektropohonu - jednoduché príklady
Poznámka:
Na základe reakcie modelárov bola vytvorená nová verzia programu - pozrite si článok Návrh elektropohonu - jednoduché príklady a článok Nové programy pre návrh elektropohonu modelu.
The simple design of electro-drive for models Il design semplice di modelli elettro-drive per Den enkla konstruktionen av elektro-enhet modeller för El diseño sencillo de los modelos de tracción electro-para Простая конструкция электро-привод для моделей O design simples dos modelos de unidade de electro- Prosta konstrukcja z napędem elektro-do Den enkle utformingen av elektro-drive modeller for Das schlichte Design von Elektro-Antrieb für Modelle Az egyszerű design-elektro-meghajtó modellek Het eenvoudige ontwerp van elektro-aandrijving modellen voor La conception simple des modèles électro-entraînement pour Yksinkertainen rakenne elektro-aseman malleja Det enkle design af elektro-drev modeller forتصميم بسيط من نماذج الكهربائية للمحرك העיצוב הפשוט של מודלים כונן אלקטרו עבור
Staršie | tento článok | Novšie>
Napísané: 3. 3. 2021, 08:05 | Prečítané: 16562x | Kategórie: Pohony | Napísal: admin |
Komentáre: 4
Pridaj komentár
- Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
- HTML znaky budú prevedené na entity.
- Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
- Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)