Сборная информация про электромоторы

[Evgen_Jr]

Что означают показатели:

"Макс.мощность: W, об./вольт "
Тут автор темы смешал два параметра, это мощность двигателя и его частоту вращения.
Мощность двигателя определяет работу, которую двигатель может выполнить в единицу времени. В случае модельного двигателя - это комбинированный параметр, позволяет получить общее представление о применимости мотора в данном конкретном случае. А вообще - зная мощность можно прежде всего определить максимальную нагрузку которую может держать двигатель, по простой формуле - мощность(ватт) = напряжение питания(вольт) * сила тока(ампер).
Напряжение питания вещь в общем довольно стандартная, поэтому зная мощность можно подобрать аккумулятор и регулятор по макситмальной силе тока, получаемой из упомянутой формулы.

"Максимальная нагрузка, А"
То напряжение, которое способен без повреждения переварить двигатель, ну и заодно - которое способен пропустить через себя регулятор. В идеале регулятор должен быть рассчитан на напряжение как минимум на 5 ампер превышающее это начение для двигателя, а аккумулятор - способен отдать как минимум на 5 ампер больше чем регулятор. Это гарантирует долгую и спокойную жизнь мотоустановке. Это режим критический для мотора и как правило рядом указывается еще и время, в теение которого мотор способен в нем прожить. Обычно - 15-30 секунд.

"Диаметр вала двигателя, мм"
Тут все просто, это именно диаметр вала. Позволяет правильно подобрать переходник - цангу для фиксации пропеллера на валу.

"Обороты, об/В, оно же - kV"
Важный параметр, указывает скорость вращения вала двигателя в зависимости от питающего напряжения без нагрузки на валу. по этому параметру можно подобрать применение мотора, аккумулятор и пропеллер. Так, моторы с kV больше 2000 как правило применяют на вертолетах, либо на скоростных моделях, мотор с высоким kV можно использовать с батарее из меньшего количества банок, и он более эффективен с пропеллером с меньшим шагом. Моторы этого класса чаще используют на летающих крыльях.
Моторы с меньшим kV позволяют ставить больше банок, таким образом несколько набирая вес, но увеличивая продолжительность полета - не за счет емкости, а за счет снижения максимальных токов при той же работе выполняемой мотором, и в целом позволяет системе при большой мощности существовать в более комфортных силовых условиях. Для метра с кепкой актуально kV 900-1200.

"Рекомендуемые пропеллеры"
Это пропеллеры, которые не перегрузят мотор и в то же время позволят снять с него максимальную тягу. Больше диаметр и меньше шаг - больше тяги в статике и меньше скорость полета, меньше диаметр и больше шаг - меньше тяги в статике и больше скорость полета. Первые винты выгоднее для силового - 3d - пилотажа, так как дают больше обдув рулевых поверхностей и позволяют "подвесить" самолет на винте, вторые - для классического пилотажа, где нужна скорость. Новичку пожалуй актуальнее чтото среднее - это позволит выдеруть самолет из критической ситуации и в то же время достаточно быстро разгонит его, чтобы он летел как самолет.

"Максимальная эффективность, %"
КПД. То количество энергии которое мотор переводит непосредственно в полезную работу а не в сотрясание континуума. Чем выше - тем лучше. Снижают КПД плохие подшипники, плохая пайка, лишние шестеренки и неудачно подобранные винты. Чем все это "правильнее" тем большую длительность полета можно выжать из того же аккумулятора.

"Рабочая нагрузка, А"
Количество ампер длительно и без перегрузки перевариваемое мотором при номинальном напряжении. В целом позволяет посчитать сколько вреени проживет ваш аккумулятор в паре с этим мотором.

"Ток при максим. нагрузке А"
То же, что описано как "Максимальная нагрузка"

"Напряжение питания: В"
Напряжение, к которому приспособлен двигатель. Определяет количество банок аккумулятора, которое можно использовать с мотоустановкой. При превышении резко уменьшается время жизни мотора.

"Максимальный ток А\секунд."
то же, что максимальная нагрузка.

"коллекторный" "бесколлекторный"
Определяет принцип строения двигателя. Вращение любого электродвигателя происходит за счет последовательного включения и отключения нескольких обмоток либо за счет изменения полярности одной или нескольких обмоток. Для того, чтобы обеспечить эти явления используются механические либо электронные коммутаторы. Коллектор - механический коммутатор - стоит непосредственно на валу ротора двигателя, обмотки вращаются вместе с валом и коллектором, переключение происходит за счет того, что каждая обмотка имеет пару выводов - ламелей на коллекторе, расположеных на противоположных его сторонах, напряжение на ламели подается скользащими контактами - щетками.
В бесколлекторном моторе обмотки неподвижны, ротор представляет из себя многополюсной постоянный магнит, а переключение обмоток происходит за счет относительно сложной электронной схемы - регулятора.
Каждый тип мотора имеет свои достоинства и недостатки. У бесколлекторника, правда, достоинств больше.
Коллекторному мотору в простейшем варианте регулятор скорости не нужен вообще - подали напряжение -крутится, сняли-не крутится. Увеличили-крутится быстрее, уменьшили-медленнее. Короче, в качестве спидконтроллера можно вообще переменный резистор с сервой поставить. Бесколлекторник без специального регулятора не запустится в принципе.
Коллекторный мотор остается одинаково эффективным под нагрузкой и без нагрузки, независимо от того, насколько тормозится ротор. Это актуально например в машинах, где ударные нагрузки на колеса могут подтормаживать ротор сильно и на короткие промежутки. У бесколлекторника в такой ситуации бегущая волна опередит вращение ротора, он "сорвется" с фронта как неудачливый серфер, и затормозится, пусть ненадолго, но провалив мощность. Эта проблема решена в датчиковых бесколлекторниках, в которых положение ротора постоянно отслеживается, и соответственно электроника притормаживает или ускоряет фронт бегущей волны. Но эти моторы относительно дороги, и их применение в авиации неосмысленно, так как классический спидконтроллер бездатчиковового бесколлекторника тоже способен следить за положением ротора, но это происходит менее четко, поэтому при плавном нарастании все в порядке, а при резком ударном - происходит упомянутое явление. Кроме того в такой ситуации резко скачут токи в обмотках и они могут просто сгореть, или перегрузить регулятор, или сотворить чтото еще подобное. Кому интересно, как выглядит такой срыв волны - можете рукой слегка притормозить вращающийся на самых малых мотор. Без пропеллера естественно
Бесколлекторники бывают инраннеры и аутраннеры - с внутренним и с наружным вращением ротора. У внутреннего ротор вращается между обмотками, у наружного - соответственно вокруг обмоток. Первые проще крепить, так как нет наружных подвижных частей, хватай хомутом за любое место и готово. Но они менее мощные, менее эффективные и более оборотистые. Вторые крепятся только за торец, но имеют больший диаметр - а следовательно плечо- а следовательно момент на валу, более медлительные и пригодны для прямого привода пропеллера. Кроме того они луче охлаждаются. Бывают еще псевдоинраннеры, где аутраннер заключен в легкий кожух, теоретически сочетают достоинства тех и других, но появились относительно недавно. Посмотрим
Огромное достоинство бесколлекторников - практически вечная жизнь, износу подвергаются только подшипники, а их можно менять.
Коллекторный двигатель умирает вместе со смертью коллектора. Чтобы это происходило медленнее их обкатывают перед использованием и протацивают и шлифуют коллектор в процессе. Трущихся частей в бесколлекторнике меньше, поэтому меньше потерь, выше кпд. ну и в целом при тех же размерах больше мощность.

"с редуктором"
Для большинства выпускаемых винтов оптимум оборотов лежит гдето вокруг 10000. Но вот не все моторы способны адекватно себя вести при таких оборотах. Редуктор - или понижающая передача - используется для того, чтобы подогнать характеристики мотора под ситуацию. Это актуально для небольших моторов, которые имеют большое kV. Ну или для недорогих коллекторных моторов. В такой ситуации используется простой редуктор из двух шестерен- маленькой на валу мотора (еще её называют пиньоном) и большой на валу винта. Но на самом деле проще подобрать аутраннер с подходящим kV и крутить винт напрямую. От таких редукторов проблем больше чем достоинств. Последнее единственное- дешевизна.
Более актуальны планетарные редукторы, которые используются в сочетании с инраннерами и позволяют разместить мощный бесколлекторник в тонком и тесном носу планера, или в копийной мотогондоле. Они используют сложную систему шестерен с внутренней и наружной резьбой, и знамениты соосностью "входа" и "выхода". А вообще - если есть возможность от редуктора отказаться - надо отказываться. Редуктор снижает КПД - увеличивается количество трущихся частей, снижает отказоустойчивость системы и усложняет обслуживание - поскольку частей становится просто больше.

В общем идеальный мотор для большинства самолетчиков - бесколлекторный аутраннер с прямым приводом винта.

[LevSur]

Полезная информация. Спасибо!