Un ghid simplu pentru modelatorii RC - Partea 2

Articol de Andrew Gibbs

alegeți

Controler electronic de viteză (ESC)
Acum să alegeți ESC. Am decis deja că actualul țintă în acest exemplu este de 33 Amperi. Merită să aveți o capacitate ESC de rezervă semnificativă și vă recomand un ESC cu o capacitate de minimum 25% mai mare decât curentul așteptat. Capacitatea ESC de rezervă va face ca ESC să funcționeze mai rece și poate fi de așteptat să fie și mai fiabil decât unul care funcționează chiar la limita capacității sale.

Există un merit în alegerea unui ESC cu o capacitate de exces de până la 50%, deoarece acest lucru permite creșterea curentului motorului dacă, din orice motiv, se dorește să funcționeze sistemul la o putere mai mare decât se anticipase inițial. În acest caz, atunci, ratingul ESC ar fi de minimum 42A (33A x 1,25 = 42A), dar ratingul ESC preferat ar putea ajunge la 49 Amperi. (33A x 1,5 = 49,5A). În acest caz, atunci vom alege un ESC capabil să funcționeze pe 3 celule și capabil să manipuleze cel puțin 49 Amperi.

Întrebare ESC - ar trebui să utilizați sau nu un BEC?
Un alt lucru pe care trebuie să îl decideți este dacă este necesară o funcție BEC (circuit de eliminare a bateriei) pentru alimentarea cu energie a echipamentului dvs. RC. Pentru un model mic, un BEC este, în general, o idee bună, deoarece va ajuta în special la menținerea greutății modelului în jos.

Motorul și prop
În cele din urmă, este timpul să ne gândim la motor și elice. Aceasta este probabil cea mai complexă parte a procesului.

Curentul nominal al motorului
Știm deja că avem nevoie de un motor capabil să funcționeze pe o baterie 3S și să solicite un curent de aproximativ 33 Amperi. Motoarele care sunt acționate aproape de limita capacității lor tind să funcționeze ineficient, în timp ce motoarele cu o mulțime de performanță de rezervă vor avea o eficiență mult mai bună și vor dura mai mult. Deci, este o idee deosebit de bună să alegeți un motor cu o capacitate de rezervă mare. Aș sugera o marjă de cel puțin 33%, ceea ce înseamnă că, deși planificăm doar să tragem 33 Amperi, vom căuta un motor capabil să aibă cel puțin 44 Amperi de curent continuu (33A x 1,33 = 43,9A, rotunjit în sus la 44).


Este o idee minunată să alegeți un ESC cu o capacitate semnificativ mai mare decât minimul necesar (faceți clic pe imagine pentru a reveni la dimensiunea originală).


Alegerea unui motor cu capacitate de rezervă va ajuta foarte mult la menținerea acestuia în funcțiune rece și eficientă (faceți clic pe imagine pentru a reveni la dimensiunea originală.)

Motor Kv
Kv-ul unui motor este rpm per volt la care va roti motorul, fără o elice montată. De exemplu, un motor cu un Kv de 1.000 se va roti la 8.000 rpm când este furnizat de o baterie de 8 volți. Atunci când motorul întoarce un prop, sarcina impusă de propion va face ca rpm să cadă. Rpm-ul va scădea, în general, între 80% și 85% din valoarea Kv a motorului. Deci, în acest caz, atunci când motorul întoarce un element de propulsie, rpm va fi undeva la 6.500 rpm sau cam așa ceva.

Elica contează
Pentru orice combinație de motor și baterie dată, elica este cea care determină curentul necesar. Cu cât este mai mare propulsorul, cu atât curentul va fi mai mare. Toate celelalte fiind egale, cu cât este mai mare Kv-ul motorului, cu atât ar trebui să fie mai mic accesoriul pentru a evita o cerere excesivă de curent.

Diametrul și pasul
Accesoriile sunt menționate prin referire la diametrul și pasul lor. De exemplu, o elice cu un diametru de 10 inci și un pas de 7 inci s-ar numi „10 pe 7”, scris 10x7. Diametrul este dimensiunea de la un vârf la altul. Înălțimea este, de asemenea, dată în inci și se referă la distanța în care propulsoarele se mișcă înainte cu fiecare rotație completă. Un pas de 5 inci înseamnă că recuzita va încerca să se tragă înainte cu 5 inci cu fiecare rotație completă în zbor, în timp ce un pas de 8 inci va încerca să se miște 8 inci. În practică, distanța reală va depinde în principal de cât de multă tracțiune are modelul.

Pasul, diametrul și puterea absorbită
Înălțimea și diametrul recuzitei sunt factori importanți care trebuie luați în considerare. Diametrul în special are un efect mare asupra puterii absorbite de elementul de propulsie la o anumită rotație. Înălțimea are, de asemenea, un efect semnificativ, dar este mult mai puțin semnificativă decât efectul de diametru.

Puterea absorbită de o recuzită este doar o parte a poveștii. De asemenea, este important ca înălțimea și diametrul ales să corespundă nevoilor aeronavei.

Raportul pas/diametru
Raportul pasului cu diametrul (raportul p/d) este un alt factor important de luat în considerare atunci când vă gândiți la cât de potrivit ar putea fi un accesoriu pentru o anumită aplicație. De exemplu, un element cu un diametru de 12 inci și un pas de 6 inci are un raport p/d de 0,5. În schimb, un prop 8x8 are un raport p/d de 1,0. Modelele care sunt destinate zborului relativ lent (de exemplu, biplane draggy la scară și modelele utilizate pentru zborul 3D și în zbor) sunt cel mai bine echipate cu recuzită cu un raport p/d scăzut, poate chiar mai mic de 0,4 sau cam așa ceva, în timp ce modelele de mare viteză sunt cele mai bune cu un raport ridicat, până la 1,0. Un model sportiv, precum cel pe care îl luăm în considerare aici, ar zbura cel mai bine cu un accesoriu având un raport p/d undeva în jur de 0,7 - 0,8.

Alegerea unei combinații adecvate de motor Kv și prop
În acest moment, știm că avem nevoie de un motor capabil să funcționeze la 44 Amperi sau mai mult pe 3 celule. Cu toate acestea, trebuie să decidem și cu privire la calificarea Kv a motorului și, în același timp, trebuie să alegem o elice adecvată.

Deși este posibil să se calculeze puterea pe care o va solicita o anumită combinație de motor Kv și prop, este un proces foarte complex și nu se pretează la o regulă simplă de tip de calcul. Deci, avem nevoie de ajutor în acest sens.

Metoda 1 - Utilizarea tabelelor de referință
Cea mai ușoară modalitate de a rezolva această problemă (și de a elimina aproape toate lucrările de până acum!) Este utilizarea tabelelor de referință rapidă din Gibbs Guide Power System Solutions. Un exemplu al unuia dintre tabele este prezentat mai jos. Acest tabel este pentru sisteme de alimentare de 350 W și baterii 3S - exact ceea ce avem nevoie în acest exemplu. Tabelul prezintă specificațiile a patru sisteme de alimentare complete.

Observați că sugestiile din tabel se potrivesc aproape exact cu cele la care am ajuns după calculele noastre, plus că necesită toată munca pentru a elabora un motor Kv adecvat și o elice adecvată.

Modelul este un model sportiv destul de rapid, așa că am folosi coloana 3 pentru categoria de viteză medie medie (HI MED). Sistemul sugerat de tabel este următorul: baterie lipo cu 3 celule, aprox. 3.241mAh, un Kv de aproximativ 1.050, un propulsor de 10x7 și un 49A ESC. Accesoriul are un raport p/d de 0,7 și, prin urmare, este probabil să fie potrivit pentru acest model moderat de rapid.

Metoda 2 - Căutare pe site
Dacă nu utilizați tabelele de referință rapidă din Gibbs Guide Power System Solutions, va trebui totuși să alegeți un motor Kv adecvat și o elice adecvată pentru modelul dvs. Cel mai simplu mod este să căutați pe site-urile vânzătorului pentru a găsi date despre performanțele unui motor. Din păcate, nu toți vânzătorii furnizează suficiente informații pentru a face o alegere în cunoștință de cauză, deși această situație se îmbunătățește.

În mod ideal căutați rezultatele testelor motorului cu diverse elemente de recuzită. Este esențial ca rezultatele testului să fie obținute cu același număr de celule (de exemplu, 3 celule) pe care doriți să le utilizați. În acest caz, veți căuta un motor care să poată manevra în jur de 43A continuu, dar care a fost testat la aproximativ 33A pentru a vă oferi cei 350 de wați de care aveți nevoie. De asemenea, căutați să verificați raportul p/d al elementului de recuzită va fi aproape potrivit pentru modelul dvs.

Dimensiunile motorului
Un punct evident este să verificați dacă orice motor pe care îl luați în considerare se potrivește spațiului disponibil.

Testarea
Ce metodă folosiți vreodată pentru a decide asupra sistemului dvs. de alimentare, este important să testați la sol orice sistem de alimentare nou și să verificați consumul curent. Acest lucru vă permite să verificați dacă niciuna dintre componente nu funcționează la un curent prea mare și vă permite să fiți siguri de puterea furnizată de sistem.

Merită să ținem cont de faptul că puterea reală și consumul de curent depind de mulți factori, inclusiv motorul real Kv, caracteristicile elementului propus ales, tensiunea bateriei, starea de încărcare și temperatura acestuia. Cu atât de multe variabile, puterea și curentul măsurate sunt puțin probabil să fie exact ceea ce s-a prezis. Acesta este motivul pentru care este important să testăm un nou sistem - dacă nu, nu avem nicio idee reală despre ce se întâmplă.

Amintiți-vă că pentru orice combinație dată de motor, elice și baterie, este în principal elica cea care determină puterea și curentul necesar. Dacă puterea consumată este substanțial mai mare sau poate mai mică decât era de așteptat, poate fi necesară o schimbare a elicei pentru a corecta situația.


Un wattmetru ca acesta este un instrument ideal pentru măsurarea consumului de curent și de energie al unui sistem.


După pornirea motorului, modelul trebuie inspectat cu atenție.

La testarea la sol, asigurați-vă că modelul este bine reținut și poziționați-vă întotdeauna în spatele suportului. Este o idee bună să restrângeți cursele la sol într-o perioadă scurtă, poate nu mai mult de 30 de secunde sau cam așa ceva, deoarece fluxul de aer de răcire va fi probabil mai mic decât atunci când modelul este în zbor. Pentru modelele EDF, mențineți testele la sol foarte scurte, deoarece probabil că nu va exista flux de aer peste baterie sau ESC. Verificați întotdeauna temperatura motorului, bateriei și ESC după testarea la sol a oricărui model.

Testarea în zbor este faza finală a demonstrării unui sistem de alimentare. Este o idee bună să păstrați primul zbor destul de scurt, poate doar câteva minute sau cam așa ceva. După aterizare, inspectați modelul pentru orice semn de problemă cu sistemul său de alimentare. A funcționat ceva liber? Ce temperatura sunt bateria, ESC și motorul? Dacă sunt mai mult decât confortabile, aranjamentele de răcire ar trebui să fie examinate din nou. Dacă totul este bine, reîncărcați bateria și extindeți durata următorului zbor, inspectând din nou modelul după zbor.

Dacă sunteți mulțumit de modul în care zboară modelul și totul este în regulă cu sistemul de alimentare, atunci acesta marchează sfârșitul testării. Cu toate acestea, este posibil să simțiți nevoia să experimentați cu elice diferite. De exemplu, dacă modelul este prea plin de viață pentru confort, atunci un accesoriu cu un diametru sau un pas mai mic ar putea fi demn de luat în considerare. Dimpotrivă, dacă se dorește un pic mai multă performanță, un accesoriu cu un pic mai mare poate oferi câștigurile necesare. Aveți grijă la creșterea diametrului, deoarece creșterile mici ale diametrului pot duce la modificări mari ale consumului curent. De fiecare dată când se schimbă recuzita, mai ales dacă pasul sau diametrul au crescut, merită să testați din nou sistemul de alimentare.

Concluzie
Se poate aștepta ca un sistem de energie electrică bine ales să ofere multe zboruri fără probleme, mai ales dacă au fost alese componente de bună calitate.

Sper că acest articol a fost de ajutor. Dacă doriți mai multe informații despre acest subiect, atunci seria din trei părți despre sistemele de alimentare electrică este o resursă excelentă.