Teplota regulátora v rôznych režimoch: 2. s motormi s nízkym Kv

Motory s vysokým Kv sa používajú väčšinou v modeloch s elektrickým dúchadlom. Avšak väčšina vrtuľových modelov používa motory, ktorých Kv môžeme smelo označiť za nízke.

A tam je priebeh teploty regulátora v závislosti od odoberaného prúdu (a teda aj od otáčok) trochu iný: pri plnom plyne je regulátor paradoxne trochu chladnejší ako pri plyne polovičnom.

Prečo je to tak?

autor: Janko O.

 

Ako hlavného vinníka sme už v predchádzajúcom článku nepriamo označili napäťovú konštantu motora – Kv. Ale v skutočnosti je to skôr fakt, akými otáčkami sa motor bude točiť, čo ovšem vyplýva z hodnoty Kv (a napájacieho napätia) . Motory s nízkym Kv sú v podstate motory nízkootáčkové a motory s vysokým Kv sú vysokootáčkové.

Ale trochu späť do histórie: ešte pred pár rokmi (a niektorí výrobcovia tak robia doteraz) sa v parametroch motorov neudávala napäťová konštanta Kv, ale počet závitov. Tieto čísla (napr. 12z, 8z, …) však nič nehovorili o tom, aké vlastnosti má motor a navyše boli dosť mätúce, pretože po otvorení motora modelár s hrôzou zistil, že je tam závitov oveľa viac .

Potom sa začal používať parameter Kv, ktorý ale našťastie s počtom závitov úzko súvisí: motory s veľkým počtom závitov mávajú nízke Kv a motory s nízkym počtom závitov mávajú vysoké Kv.

Kv (podobne ako „Céčka“ pri LiPolkách) bolo zavedené preto, aby modelárovi pomohli rýchlo odhadnúť otáčky motora.

Príklad: Ak máme motor s Kv = 1000 a pripojíme ho (cez regulátor) na batériu s napätím 11,1 Voltu, tak by teoreticky mohol mať 11 100 otáčok za minútu. Avšak prakticky bude mať otáčky nižšie, pretože motor s vrtuľou bude (samozrejme) odoberať prúd (Im) a ten spôsobí, že na stratovom odpore Rs vznikne úbytok napätia Us (Us = Im x Rs). Ale „vďaka“ tomu bude vlastne na indukčnosti cievky motora napätie nižšie približne o túto hodnotu a teda tam už nebude 11,1 Voltu, ale napr. len 8,5 Voltu, takže motor bude „točiť“ asi 8 500 ot/minútu. Keď použijeme väčšiu vrtuľu, motor bude viac zaťažený, odoberaný prúd (Im) bude väčší a teda Us tiež. Takže na indukčnosti cievky motora (Lm) bude napätie ešte nižšie a motor bude „točiť“ ešte menej.

Podrobne je o problematike motorov, ich Kv, Rs a Lm pojednané v článkoch: Vzťah medzi Kv motora, jeho otáčkami a odoberaným prúdom a Overenie / zistenie parametrov (neznámeho) motora.

Ale stále to nič nehovorí o tom, prečo by sa regulátory motorov s nízkym Kv mali viac hriať pri polovičnom plyne, ako pri plyne plnom. Poďme to „klbko“ pomaly rozmotávať:

Pripomeňme si zásadnú vec:

V modelárskych regulátoroch sa otáčky/veľkosť prúdu ovláda pomocou PWM, teda rýchlym zapínaním a vypínaním (kvazi-plného) prúdu. A práve pri vypínaní prúdu (prúdu tečúceho „do motora“) dochádza na indukčnosti motora k naindukovaniu napätia a cez substrátové diódy spínacích tranzistorov potom tečie rekuperačný prúd („z motora“) do kondenzátora v regulátore a tiež naspäť do napájacej batérie. Bližšie je tento dej popísaný v článku Ťažký „život“ kondenzátorov v striedavých regulátoroch.

Ako už bolo spomínané v predchádzajúcom článku: „Spínacie tranzistory (minimálne ich je šesť, ale väčšinou oveľa viac) v striedavých regulátoroch nemôžu byť trvalo zopnuté ani vtedy, keď je páka plynu na plno (na rozdiel od regulátorov jednosmerných motorov), pretože aj vtedy musia vhodným spínaním a rozpínaním z jednosmerného prúdu "vyrobiť" prúd striedavý a navyše trojfázový.“

Spínacie tranzistory v regulátore sú „ohrievané“ týmito faktormi:

  • priamo úmerne od veľkosti pretekajúceho prúdu (prúdu „do motora“, teda úmerne od otáčok motora)
  • priamo úmerne od počtu zopnutí a rozopnutí spínacích tranzistorov (tým vzniká prúd „z motora“) (pri nižších otáčkach je zopnutí-rozopnutí viac ako pri plnom plyne)

A práve od pomeru „váhy“ týchto dvoch faktorov závisí, aký bude priebeh teploty regulátora v závislosti od prúdu (otáčok). Pri motoroch s vysokým Kv prevláda prvý faktor, pretože pomer počtu zopnutí a rozopnutí pri menšom plyne a plnom plyne je nižší ako pri motoroch s nižším Kv. Pri polovičnom plyne napr. 8 zopnutí a rozopnutí za 1 otáčku motora a 2 zopnutia a rozopnutia za 1 otáčku motora pri plnom plyne.

Pri motoroch s nízkym Kv prevláda druhý faktor, pretože pomer počtu zopnutí a rozopnutí pri menšom a plnom plyne je vyšší ako pri motoroch s vyšším Kv. Pri polovičnom plyne napr. 48 zopnutí a rozopnutí za 1 otáčku motora a 2 zopnutia a rozopnutia za 1 otáčku motora pri plnom plyne.

Je to dané tým, že spínacia frekvencia je konštantná, napr. 8 kHz, ale frekvencia rotujúceho magnetického poľa je pri motoroch s nižším Kv nižšia ako pri motoroch s vyšším Kv.

Či je to naozaj tak, sme overovali na regulátore a motore s relatívne nízkym Kv (okolo 400). Postup merania bol podobný ako pri meraní s motorom s vysokým Kv. Nastavovali sme rôzne otáčky/prúdy a merali teplotu regulátora. V závere sme na striedačku dávali polovičný a potom plný plyn (niekoľkokrát dookola) a merali teplotu regulátora. V závislosti od odoberaného prúdu/otáčok/polohy plynu sme dostali približne takýto priebeh teploty chladiča regulátora:

Len na porovnanie, s motorom s vysokým Kv bol priebeh takýto:

Keby sa použil motor s vhodným Kv, tak by bolo možné dosiahnuť taký stav, že by sa teplota motora pri polovičných a pri plných otáčkach nemenila:

Bol by to taký vzácny stav, kedy by priebeh ohrievania regulátora prúdom „do motora“ bol inverzný k priebehu ohrievania regulátora prúdom „z motora“. Napr. pri polovičnom plyne by ohrievanie regulátora prúdom tečúcim cez spínacie tranzistory („do motora“) bolo síce polovičné (ako pri plnom plyne), ale ohrievanie prúdom tečúcim cez substrátové diódy („z motora“) spínacích tranzistorov by bolo dvojnásobné (ako pri plnom plyne).


 


 


 

 

 


<Staršie | tento článok | Novšie>

Napísané: 14. 8. 2014, 14:30 | Prečítané: 2176x | Kategórie: Elektronika | Napísal: admin |
Komentáre: 0

Zatial tu nieje žiaden príspevok, môžeš začať ty:-)

Pridaj komentár
Meno
Web
Mail
Kontrola Zadajte číslo päť
Text

:-)
:-D
:-(
|-/
:-[]
;-)
8-|
8-o
Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz
  • 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:-)
správca | ICQ-Vaše ICQ | Podpora miniRS | Styl LazyDays | Sk preklad by beekeeper | Veľkosť databázy: 32597.36 kb