2016. június 5., vasárnap

Helikopteres szótár - Motor és szabályzó

A mai helikoptereket már korszerű, nagy teljesítményű kefe nélküli motorok azaz Brushless motorok hajtják. Még a legkisebb helikopterek között is van olyan ami igen erős motorokkal vannak szerelve gyárilag. Vegyük példának a Blade 180 CFX, gyári Blade motorját, 11,1Volt hajtja (3 cella), maximális fordulatszáma 44.000 ford./perc persze minél nagyobb egy helikopter annál kevesebbet forog a motorja és ez által a rotorja is. A T-Rex 500 esetében, 22,2Volt hajtja a motort és maximális fordulata 35.500 ford./perc, gyári motor esetében.

A rotor fordulata merőben függ az áttételezés megválasztásától, amit egyetlen alkatrésszel állíthatunk be, a pinionnal.
Mi is az a pinion? Meg is van a mai szótár első szava.


Pinion: A motor főtengelyére kerülő fogaskereket jelenti, amivel a rotorfordulatot tudjuk megválasztani. Példának okául van egy 11T pinionunk ami azt jelenti, hogy 11 foga van a fogaskeréknek, amennyiben kevésnek találjuk a fej/rotor sebességét akkor cserélhetünk 12T vagy akár 13T-re és máris emelkedni fog a sebesség. Gyárilag minden helikopterhez van egy intervallum amit, azért érdemes betartani és nem érdemes alá vagy fölé állítani a rotor sebességet.

Rotor fordulat kiszámolása:
Képlet: KV érték*Feszültség*0,9 veszteség*áttétel
Példa 1: 3700KV*11,1*0,9*[13/150]= 3203 rotor fordulat/perc egy 450-es heli esetében 13T-vel

Példa 1: 3700KV*11,1*0,9*[12/150]= 2957 rotor fordulat/perc egy 450-es heli esetében 12T-vel

A két példára azért volt szükség, hogy érezhető legyen mennyit számít az egy fog a pinionon. Jelen esetben 250 fordulatot jelent percenként.

Egy Brushless motor specifikációiban a következő adatokat találhatjuk (maradunk a T-Rex 500 gyári motorjánál RCM-BL500MX):

Input voltage:DC11.1V-25.2V 3-6cell Li-Po
Max continuous current:75A/110A(5sec)
Max output power:1600W/2300W(5sec)
KV value:1600KV
Dimension: spindle Φ5xΦ40.9x46.5mm
Weight: 197g (prox.)

Nézzük csak sorjában mit is jelentenek a fent leírt adatok:

Bemeneti feszültség: 3-6 cellás líthium polymer akkumulátor az akkukról még lesz szó bővebben, külön téma az egész, most csak előjáróban annyit, hogy 1 cella 3,7 Volt, tehát ha ezt a motort 6 cellával hajtjuk akkor az 6x3,7 Volt=22,2 Volt (a cella teljes töltöttséggel 4,2 Volt így jön ki a 25,2 Volt). Minden esetben cellában adják meg a bemeneti feszültséget!

Maximális áramfelvétel: maximális teljesítmény mellett a motor pontosan mennyi ampert vesz fel, ebben az esetben 75A a folyamatos áramfelvétel, illetve extrém terhelések esetén előfordulhat 110A is amit maximum 5 másodpercig tud produkálni. A szabályzó kiválasztásánál ennek az adatnak nagyon nagy szerepe van. Ha ezt a motor egy 50-60 Amperes szabályzóról kezdenék hajtani, nem lenne meg sokáig a szabályzónk mivel a motor jóval több áramot venne fel mint amit az le tud adni.

Maximális teljesítmény: a wattban megadott maximum teljesítménye a motornak, lényeges a gép méret kiválasztásakor.

KV érték: talán ez a legérdekesebb, ezt sokan keverik vagy éppen nem is igazán értik mit is jelent, de most rendbe tesszük a dolgot. A KV érték a motor voltonkénti fordulatszámát adja meg, azaz ha egy motor 1000kv és 1 cellával hajtom akkor azt tudom, hogy 3700 fordulatot fog megtenni percenként. A példa motorunk 1600kv így jön ki a 6 cella esetén a 35.500 ford./perc. Szintén nagyon fontos az áttétel megválasztásakor, természetesen minden géphez van gyári ajánlás érdemes betartani.

Az utolsó két paraméter már csak a motor méreteit illetve a súlyát írja le, gondolom ez különösebb magyarázatot nem igényel amennyiben mégis, keressetek meg!
Térjünk át a szabályzóra, közelítőleg itt is hasonló adatok vannak melyek rossz megválasztás esetén a hajtás rendszerünk károsodásához vezethet.



Nézzük meg egy átlagos 450-es kategóriájú gép szabályzóját:

Max Cont Current: 40A
Max Burst Current: 50A for 10 seconds
Input Voltage: 2-6 cells li-XX or 6-16 Ni-MH/Ni-Cd battery
BEC: 5.5V/5A Switching BEC
PWM: 8~16 KHz
PCB Size: 50x25x12mm
Weight: 43g (including wires)


Maximális és folyamatos áramerősség leadása: azt a terhelést jelenti amit folyamatosan képes tartani a szabályzó. Ebben az esetben 40 Amper a folyamatos áramerősség. Amennyiben erre szabályzóra egy 60 Amperes motor kötünk akkor a szabályzónkat biztosan el fogjuk veszíteni.

Maximális pillanatnyi áramerősség: mint ahogyan a motornál is láthattuk itt is van egy csúcs érték amit végső esetekben a szabályzó is képes leadni de ezeket a csúcsokat csak nagyon kis ideig tudja tartani, Jelen esetben 50 Amper-t és maximum 10 másodpercig.

Bemeneti feszültség: ahogyan a motornál itt is meg van az a feszültség amin képes működni az egység, esetünkben (szintén cellában megadva), 2-6 celláig működik, illetve nem csak lipo cellában hanem Nikkel akkumulátor cellában is meg van adva.

BEC: a helikopter többi elektronikáját a BEC látja el, a szabályzónak egy leválasztott külön áramköre ezért ennek szintén két fontos paramétere van a leadott feszültség, 5,5Volt és az áthaladó áram erőssége 5 Amper, némely típusoknál változtatható a feszültség értéke 4,8-8,0 Volt között.

PWM frekvencia: A PWM jel impulzussorozatból áll, amelynek frekvenciáját úgy kell megválasztani, hogy az a gyakorlatban ne látszódjon. Ha a frekvencia túl alacsony lenne, azt látnánk mintha a szabályzó lökdösné a motort. A motorról lehúzzuk az egyik fázist hasonló jelenséget tapasztalhatunk, szinte csak ide-oda rángatózik. A frekvencia állandó, és viszonylag nagy 8-16 kHz közötti. Ezzel tulajdonképpen azt vezérli a szabályzó, hogy a motor, mennyi ideig lesz feszültség alá helyezve.

A további adatok itt is csak a méreteit és a súlyát írják le.


Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése