Χαρακτηριστικά ηλεκτρικών μοτέρ

  Καταστήματα
  Κεντρική σελίδα
  Αρθρα
  Links
  Σύλλογοι
  Γιατί αυτή η σελίδα;

WWW Aeromodelling GR

Aeromodelling GR - IBabylon ThemeClassic YaBB SE ThemDelta TPNetBiz TPOmega TPSMF Default Theme

[nickboul]

Άνοιξα αυτό το θέμα μιας και δεν βρήκα κάτι αντίστοιχο που να εξηγεί λεπτομέριες των ηλεκτρικών κινητήρων.

Η ερώτησή μου:
Πού επηρεάζει λειτουργικά το πόσους πόλους έχει κάποιο ηλεκτρικό μοτέρ; Τί χαρακτηριστικά προσδίδουν οι περισσότεροι ή λιγότεροι πόλοι;

[0 teo]

Πολύ καλές ερωτήσεις που δηλώνουν πως ο νεοεισερχόμενος στο hobby δεν θέλει να πετάει κάτι αλλά να ξέρει τί πετάει και γιατί πετάει έτσι.

Τα ερωτήματα θα μπορούσαν να επεκταθούν στα...
Ποιά η διαφορά ενός outruner από ένα inruner μοτέρ και πότε χρησιμοποιούμε το ένα ή το άλλο;
Τί σημαίνουν τα 4 ψηφία που χαρακτηρίζουν ένα μοτέρ; (π.χ. 35-42)
Πως μετράμε τον στάτορα για να βγάλουμε αυτά τα νούμερα;
Τί επηρεάζει η μεταβολή του μήκους σε σχέση με την διάμετρο του στάτορα; (δηλαδή γιατί να πάρω ένα 35-36 μοτέρ και όχι ένα 35-48)
Πώς επηρεάζει τον αριθμό των στροφών που μπορεί να δεχθεί ένα μοτέρ (kV) σε σχέση με τον αριθμό των πόλων του;
Πώς επηρεάζει το πάχος του νήματος, το πλήθος αυτών που αποτελούν την κάθε φάση του μοτέρ και ο αριθμός στροφών κάθε φάσης σε κάθε δόντι του στάτορα την συνολική κατανάλωση σε Α και άρα την επιλογή κατάλληλου ESC;

και άλλα πολλά...

Μιας κι εγώ είμαι αρχάριος ας βρεθεί κανένας γνώστης του θέματος να μας τα απαντήσει με σιγουριά.

 

[nickboul]

Τί είναι στάτορας;

[modeller2]

Τί είναι στάτορας;

Το τμημα του μοτερ που δεν περιστρεφετε

[fazerdreamer]

Στο μοντελλιστικο διαβα μου παιδευτηκα αρκετα μεχρι να ξεκινησω να μαθαινω να κανω στον εαυτο μου τις σωστες ερωτησεις για να παιρνω τις αναλογες απαντησεις.
Σκεψου μια ερωτηση μου στην ερωτηση σου φιλε gorillas,τι προπελλα χρειαζομαι και τι θελω να κανω με αυτην την προπελλα?
Τοτε αλυσιδωτα θα μου απαντησεις θελω π.χ να το βαλω σε ενα μοτο-ανεμοπτερο ταδε γραμμαρια συνολικο βαρος αρα,χρειαζομαι ενα ταδε μοτερ,ταδε esc,ταδε μπαταρια και ουτω καθ'εξης.

Για να κανεις υπολογισμους τοσο στα ηλεκτρικα setup σου οσο και στις προπελλες σου σου προτεινω αυτο εδω http://www.drivecalc.de/
Το χρησιμοποιω χρονια και ειναι δωρεαν αξιοπιστοτατο και συνεχως αναβαθμιζεται.
Ενας πιο γενικος μικρος οδηγος φαινεται να ειναι αυτος http://www.adamone.rchomepage.com/guide5.htm

Περισσοτερα θα σου προτεινα να εγγραφεις και να ρωτησεις και στο πλεον εξειδικευμενο http://www.wattflyer.com/forums/ ισως την ''μεκκα'' του ηλεκτροκινητου μοντελισμου.

Γεια χαρα και καλες πτησεις φιλε μου.

[vilisdev]

Άνοιξα αυτό το θέμα μιας και δεν βρήκα κάτι αντίστοιχο που να εξηγεί λεπτομέριες των ηλεκτρικών κινητήρων.

Η ερώτησή μου:
Πού επηρεάζει λειτουργικά το πόσους πόλους έχει κάποιο ηλεκτρικό μοτέρ; Τί χαρακτηριστικά προσδίδουν οι περισσότεροι ή λιγότεροι πόλοι;

Ενα μοτέρ με περισσότερους πόλους λειτουργικά είναι πιό χαμηλόστροφο (από ένα αντίστοιχο με λιγότερους πόλους) άρα έχει πιό μεγάλη ροπή και μπορεί να γυρίσει μεγαλύτερη προπέλλα. Αυτό το μοτέρ θα μπεί σε πιό αργά α/π η σε 3D και γενικά όπου θέλουμε δύναμη. Ενα μοτέρ με λιγότερους πόλους είναι ταχύστροφο, θα γυρίσει μικρότερη προπέλλα και θα μπει σε πιό γρήγορα α/π που θέλουμε ταχύτητα.
Και εγώ θα πρότεινα το drivecalc όπως ο φίλος πριν και θα μπορούσες γιά παράδειγμα να ξεκινήσεις με μοτέρ μιάς εταιρείας π.χ. AXI και βάζοντας τα δεδομένα σε διάφορα μοντέλα να δεις τις διαφορές στα αποτελέσματα.

[vilisdev]

Ποιά η διαφορά ενός outruner από ένα inruner μοτέρ και πότε χρησιμοποιούμε το ένα ή το άλλο;
Τί σημαίνουν τα 4 ψηφία που χαρακτηρίζουν ένα μοτέρ; (π.χ. 35-42)
Πως μετράμε τον στάτορα για να βγάλουμε αυτά τα νούμερα;
Τί επηρεάζει η μεταβολή του μήκους σε σχέση με την διάμετρο του στάτορα; (δηλαδή γιατί να πάρω ένα 35-36 μοτέρ και όχι ένα 35-48)
Πώς επηρεάζει τον αριθμό των στροφών που μπορεί να δεχθεί ένα μοτέρ (kV) σε σχέση με τον αριθμό των πόλων του;
Πώς επηρεάζει το πάχος του νήματος, το πλήθος αυτών που αποτελούν την κάθε φάση του μοτέρ και ο αριθμός στροφών κάθε φάσης σε κάθε δόντι του στάτορα την συνολική κατανάλωση σε Α και άρα την επιλογή κατάλληλου ESC;

Σε ένα outrunner μοτέρ γυρνάει το εξωτερικό περίβλημα ενω σε ένα inrunner γυρνάει το εσωτερικό μέρος (Τα πηνία είναι στο περίβλημα σταθερά και γυρνάει ο άξονας στον οποίο είναι προσαρμοσμένοι οι μαγνήτες. Ενας απλός λόγος που γενικά τα inrunner είναι ταχύστροφα είναι ότι δεν χωρούν πολλοί μαγνήτες γύρω από τον άξονα.
Η ονομασία των μοτέρ δεν είναι στάνταρ. Αυτή που αναφέρεις γιά παράδειγμα (35-42) αφορά εξωτερική διάμετρο 35mm και εξωτερικό μήκος 42mm (του περιβλήματος ενός outrunner). Μερικές εταιρείες (π.χ. AXI, Scorpion κλπ) ονομάζουν τα μοτέρ τους με τις διαστάσεις του εσωτερικού τους (στάτορ). Για παράδειγμα το AXI 2820 έχει διαστάσεις εξωτερικές 3548.
Το μεγαλύτερο μήκος σε ίδια σειρά μοτέρ αφορά μεγαλύτερη τάση (Volts), μεγαλύτερη ισχύ αρα και δύναμη. Το 3548 θα το βάλουμε σε μεγαλύτερα α/π και θα έχει μεγαλύτερη δύναμη (αφού το τροφοδοτούμε με περισσότερα volt) από το 3536. Βέβαια θα έχουμε και μεγαλύτερη ισχύ κατανάλωσης.
O αριθμός των πόλων και οι στροφές απαντήθηκε σε προηγούμενο post.
Το πάχος του σύρματος που θα κάνουμε τις σπείρες εξαρτάται από τα ρεύματα (Amperes) που σχεδιάζουμε να περάσουν από το μοτέρ. Οι σπείρες εξαρτώνται από την τάση (Volts). Το πάχος και οι σπείρες υπολογίζονται εύκολα από ένα πρόγραμμα (π.χ. motor-wire calculator)

[vilisdev]

 Και κάτι που παρέλειψα πριν είναι η χρήση των outrunner και inrunner μοτέρ. Λόγω της κατασκευής τα outrunner μοτέρ ψύχονται καλύτερα (συνήθως το ίδιο το περίβλημα το οποίο περιστρέφεται έχει πτερύγια που στέλνουν τα ίδια αέρα στο εσωτερικό του μοτέρ) και έτσι κρατούν χαμηλότερη θερμοκρασία και έτσι έχουν μεγαλύτερη απόδοση (efficiency) γι' αυτό και χρησιμοποιούνται σχεδόν σε όλα τα α/π.
 Η θερμοκρασία είναι το χειρότερο γιά ένα ηλεκτρικό μοτέρ. Οταν είναι κρύο μπορεί να έχει efficiency π.χ. 85% (δηλαδή δίνουμε ενέργεια 100 και το 85% γίνεται ωφέλιμο έργο) και όταν αυτό το μοτέρ ζεσταθεί λόγω κακής ψύξης η υπερβολικής λειτουργίας το efficiency μπορεί να πέσει π.χ. στο 55%.
 Τα inrunner μοτέρ χρησιμοποιούνται μόνο σε κάποιες σπάνιες εφαρμογές όπως pylon racers (εκείνα τα μικρά μοτο-ανεμοπτεράκια που βγάζουν για πλάκα 300-350χλμ/ω, βλέπε sokol, voodoo κλπ). Επίσης χρησιμοποιούνται μαζί με πλανητικούς μειωτήρες (gearbox) προσαρμοσμένους στο εμπρός μέρος και περιστρέφουν μεγάλες αναδιπλούμενες έλικες σε μεγάλα μοτο-ανεμόπτερα (βλέπε kontronik, hacker κλπ). Και βέβαια τα inrunner μπαίνουν σε όλες τις φάννες στα ηλεκτρικά τζετάκια.

["PAPPY"]

Παραθέτω δύο άρθρα τα οποία είχα γράψει πριν μερικά χρόνια για τα μοτέρ.
Ελπίζω να βρείτε κάποιες πληροφορίες ...



Bασική Λειτουργία των Brushed & Brushless Μοτέρ.

Σε ένα τυπικό κοινό DC μοτέρ που στην γλώσσα μας ονομάζεται «καρβουνιάρικο» υπάρχουν μόνιμοι μαγνήτες εξωτερικά και μία περιστρεφόμενη κατασκευή (αρματούρα) εσωτερικά. Οι μόνιμοι μαγνήτες έιναι σταθεροί και γι αυτό το λόγο και ονομάζονται στάτορας. Η εσωτερική κατασκευή με τις περιελίξεις περιστρέφεται γι αυτό και ονομάζεται ρότορας.
Η εσωτερική λοιπόν αυτή κατασκευή περιέχει ηλεκτρομαγνήτες οι οποίοι  αποτελούνται από τον πυρήνα τους και τις περιελίξεις. Όταν υπάρχει ροή ρεύματος σε αυτή την εσωτερική κατασκευή (ρότορα) τότε αυτός ως γνωστόν από την φυσική δημιουργεί μαγνητικά πεδία στον ρότορα ο οποίος έλκει ή απωθεί τους μαγνήτες του στάτορα. Έτσι ο ρότορας περιστρέφεται 180 μοίρες. Για να μπορέσουμε όμως να επιτύχουμε την πλήρη περιστροφή και αυτή να ολοκληρωθεί στις 360 μοίρες πρέπει με κάποιο τρόπο να αλλάξει η πολικότητα των ηλεκτρομαγνητών. Τα brushes λοιπόν ή αλλιώς καρβουνάκια αναλαμβάνουν αυτή την εναλλαγή της πολικότητας. Είναι συνδεδεμένα με δύο περιστρεφόμενα ηλεκτρόδια που έχουν την δυνατότητα να περιστρέφονται και να κρατούν την επαφή με τα καρβουνάκια ακόμα και σε μεγάλες στροφές τα οποία είναι συνδεδεμένα με τον ρότορα και αλλάζουν την μαγνητική πολικότητα όσο οι ηλεκτρομαγνήτες περιστρέφονται!!!
Αυτός ο τύπος μοτέρ είναι πολύ απλός στην κατασκευή του αλλά έχει και κάποια μειονεκτήματα!
1. Τα καρβουνάκια σιγά σιγά τρώγονται
2. Επειδή είναι μηχανική η σύνδεση τους δημιουργείται σπινθήρας και ηλεκτρικός θόρυβος
3. Τα καρβουνάκια είναι το βασικό μειονέκτημα της χαμηλής ταχύτητας του μοτέρ.
4. Λόγω του ότι οι ηλεκτρομαγνήτες είναι στο κέντρο δυσκολεύει την ψύξη του μοτέρ.
5. Χρησιμοποιώντας καρβουνάκια περιορίζουμε τον αριθμό των πόλων που μπορεί να φέρει ο ρότορας.
Ωστόσο η τεχνολογία ευτυχώς για μας τους μοντελιστές εξελίχθηκε και με την χρήση των ολοκληρωμένων δόθηκε η δυνατότητα να αντιστρέψουμε ένα μοτέρ.
Δηλαδή να φέρουμε τα μέσα έξω!!!!!!!!!!! Κυριότερο όμως κατόρθωμα είναι το ότι εξαλήφθηκαν τα ......καρβουνάκια!!! Στα brushless μοτέρ λοιπόν αντιστρέφοντας μπήκαν οι μόνιμοι μαγνήτες στον ρότορα και μετακινήθηκαν οι ηλεκτρομαγνήτες στον στάτορα. Στην συνέχεια και με την χρήση κυκλώματος και όχι τα καρβουνάκια δημιουργούνται οι εναλλαγές που προείπαμε από τρανζίστορ υψηλής και έτσι δημιουργείται η πλήρης περιστροφή!! Ο λόγος λοιπόν που στο μοτέρ μας πάνε 3 καλώδια είναι γιατί δεν παίρνει μόνο την τάση από το ESC αλλά και την διαφορά φάσης για να αντικατασταθούν τα καρβουνάκια. Όλη λοιπόν αυτή η διάταξη προσφέρει τα εξής πλεονεκτήματα :
1. Λόγω του ότι το ESC ελέγχει το μοτέρ αντί για τα μηχανικά καρβουνάκια η ρύθμιση είναι
    ακριβής!! Συμπληρωματικά στους υπολογισμούς που κάνει το ESC μπορεί να προσθέσει
    και την ταχύτητα περιστροφής στον αλγόρυθμο ελέγχου του μοτέρ και συνεπαγωγικά το
    μοτέρ μας να γίνει ακόμα πιό ακριβές και πιό αποτελεσματικό!!!
2. Δεν υπάρχει πιά σπινθηρισμός και συμπερασματικά λιγότερος θόρυβος και μειωμένη
    θερμότητα που παράγεται από τον σπινθήρα αυτό.
3. Το μοτέρ δεν υπόκειται στις συνέπειες της φθοράς από τα καρβουνάκια που τρώγονται.
4. Με τους ηλεκτρομαγνήτες στον στάτορα, είναι πολύ πιο εύκολη η ψύξη τους.
5. Και το πιο βασικό....... μπορούμε να έχουμε σαφώς περισσότερους ηλεκτρομαγνήτες στον
    στάτορα για πιο ακριβή έλεγχο και απόδοση  πχ μοτέρ με 12 περιελίξεις!!



Μικρά μυστικά για τα ηλεκτρικά μοτέρ!!


Χρησιμοποιώντας εδώ και αρκετό καιρό ηλεκτρικά μοτέρ για τα τηλεκατευθυνόμενα μοντέλα μου θέλησα να ψάξω λίγο παραπάνω για την θεωρία που διέπει την λειτουργία τους. Αρκετές φορές έχω αγοράσει μοτέρ τα οποία ενω οι κατασκευαστές τους δήλωναν ότι ήταν υψηλών επιδόσεων εγώ βάζοντας τα στα μοντέλα μου παρατήρησα ότι μετά πό λίγο καιρό ή καίγονταν ή έχαναν τις επιδόσεις τους. Σε αυτό το σημείο να πω ότι πάντα προσπαθώ να τηρώ αυτά που οι κατασκευαστές προτείνουν στα Manuals για να αποφύγω άσχημες καταστάσεις. Παρόλα ταύτα μερικά από αυτά κάηκαν ή έφτασαν στο σημείο λίγο πριν να καούν.
Μελετώντας λοιπόν διάφορα εγχειρίδια και άρθρα αλλά και ψάχνοντας λίγο στην θεωρία το internet και την βιβλιογραφία μου κατέληξα ότι η εντύπωση για τις εσφαλμένες περιελήξεις των μοτέρ εν μέρει είναι μύθος. Οχι ότι αυτές κατασκευαστικά δεν αστοχούν αλλά κατα την γνώμη μου άλλος είναι ο λόγος που τα μοτέρ φτάνουν να υπερθερμανθούν και να έχουν σαν αποτέλεσμα καμένες περιελήξεις.
Σε μεγάλο βαθμό πιστεύω ότι η ποιότητα των μαγνητών ευθύνεται σε μεγάλο βαθμό για την καλή λειτουργία και τις επιδόσεις ενός μοτέρ. Πριν όμως εξηγήσω ακριβώς τι συμβαίνει θα αναφέρω λίγο από την θεωρία των μαγνητών που χρησιμοποιούνται στα Brushless μοτέρ για να καταλάβει ο αναγνώστης την σπουδαιότητα τους στις επιδόσεις του. Αυτό θα πάρει λίγο καιρό μέχρι ο αναγνώστης να το διαβάσει και να το κατανοήσει αλλά όταν όλα αυτά κατανοηθούν θα έχετε μία πιό ολοκληρωμένη εικόνα για το πως ένα μοτέρ δολεύει και πως η δύναμη ενός μοτέρ η θερμοκρασία και και οι μαγνήτες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
Οι μαγνήτες οι οποίοι χρησιμοποιούνται στα brushless μοτέρ μας είναι κατασκευασμένοι από κεραμικό υλικό το οποίο είναι κράμα Νεοδυμίου Σιδήρου και Βορίου (το τελευταίο είναι μεταλλο με μεγάλη σκληρότητα ) και συνήθως στην βιομηχανία κατασκευής αυτοί οι μαγνήτες αναφέρονται με τα αρχικά των στοιχείων από τα οποία αποτελούνται δηλαδή μαγνήτες τύπου NdFeB .  Το Βόριο δε επειδή είναι αρκετά τοξικό μετά την κατασκευή των μαγνητών επιχρωμιώνεται για να σφραγιστεί. Η επιχρωμίωση των μαγνητών εξυπηρετεί από την άλλη 3 σκοπούς.
1.   Να προστετέψει τους χρήστες των μοτέρ από την έκθεση στο Βόριο
2.   Να προστατέψει τους μαγνήτες για να μην απορροφήσουν υγρασία και οξειδωθούν και να χάσουν την μαγνητική τους ιδιότητα και...
3.    Να ενισχύσει τους μαγνήτες που σαν κεραμικό υλικό βασικά είναι αρκετά ευαίσθητο σε γρατζουνιές.

Οι μαγνήτες τώρα έχουν 2 βασικές ιδιότητες, την μαγνητική δύναμη που εκφράζεται σε μονάδες MegaGauss-Oerteds, και την διαβάθμισή τους ανάλογα με την θερμοκρασία η οποία εκφράζεται με ένα γράμμα στην τιμή μονάδων μαγνητικής δύναμης.
Η δύναμη των NdFeB μαγνητών ποικίλει από την χαμηλή τιμή περίπου των 28MGO μέχρι την υψηλή των 50 MGO. H πλειοψηφία των γνωστών επώνυμων εταιριών, χρησιμοποιεί μαγνήτες ανάμεσα στα 45 με 50 MGO.
Το μόνο αρνητικό των μαγνητών NdFeB είναι ότι συγκρινόμενοι με άλλου κράματος μαγνήτες όπως Σαμαρίου Κοβαλτίου για να αποδώσουν τα μέγιστα πρέπει να λειτουργούν σε χαμηλή θερμοκρασία. Η πλειοψηφία των μαγνητών που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή μοτέρ έχουν σαν maximum θερμοκρασία λειτουργίας τους 100C ή 212F. Λειτουργία σε θερμοκρασίες άνω της προαναφερόμενης δημιουργεί μόνιμη και μη αναστρέψιμη απόλεια της μαγνητικής τους ικανότητας. Η απώλεια της μαγνητική ικανότητας χάνεται όσο η θερμοκρασία ανεβαίνει και μόλις φτάσει στα όρια των 310 C κελσίου όλη η μαγνητική ικανότητα χάνεται ολοκληρωτικά.
Οι μαγνήτες NdFeB είναι διαθέσιμοι σε διάφορους τύπους με διαφορετικό εύρος θερμοκρασίας. Το εύρος θερμοκρασίας σε διάφορα μοτέρ εκφράζεται με ένα κώσικα γραμμάτων μετά από την τιμή της μαγνητικής τους ιδιότητα.
Οι παρακάτω είναι μερικοί ενδεικτικοί  κωδικοί μαγνητών :
80C - χωρίς αλφαριθμητικό σύμβολο
100C - M
120C - H
150C - SH
180C - UH
200C - EH
Θεωρητικά όσο ή της μαγνητικής δύναμης ενός μαγνήτη ανεβαίνει τόσο η ιδανική θερμοκρασία λειτουργίας του μοτέρ αυτού κατεβαίνει σημαντικά.

Τα μοτέρ τα οποία «ΔΕΝ» έχουν κωδικό που και οι οποίοι είναι για λειτουργία 80C χρησιμοποιούν συνήθως μαγνήτες στην κατηγορία των N48 με Ν50 εύρος.
Ετσι οι Μ για 100C είναι σε Ν45-Ν48
Οι  Η για 120C είναι σε Ν42-Ν48
Οι SH για 150C είναι σε Ν38-Ν42
Οι UH για 180C είναι σε Ν30-Ν35
Και οι ΕΗ για 200C είναι σε Ν280-Ν33
Προχωρόντας λοιπόν η τεχνολογία επώνυμες εταιρίες κατάφεραν να φτιάξουν Ν50 μαγνήτες οι οποίοι όμως να μπορούν να λειτουργούν καλά χωρίς προβλήματα σε θερμοκρασίες 200C. (πράμα που τα φθηνα κινέζικα δεν μπορούν να φτάσουν!!!!!)
Ετσι λοιπόν επώνυμες εταιρίες προχώρησαν και έφτιαξαν Ν50ΕΗ μαγνήτες οι οποίοι μπορούσαν να ξεπεράσουν τις θερμοκρασίες των 150C χωρίς πρόβλημα!!!
Ρωτώντας έναν μοντελιστη που ασχολείται αρκετά χρόνια με τα ηλεκτρικά θα σας πει σίγουρα:
-Ποτέ δεν έκαψα τους μαγνήτες!! Συνήθως οι περιελήξεις αρπάζουν!!!!
Αυτό που δεν καταλαβαίνουν όμως αυτοί αλλά και όλοι μας πιστεύω είναι ότι οι περιελήξεις άρχισαν να αρπάζουν επειδή οι ΜΑΓΝΗΤΕΣ άρχισαν να απομαγνητίζονται!!Οταν ένα μοτέρ καίγεται επειδή καίγονται οι περιελήξεις του στις περισσότερες των περιπτώσεων αυτό οφείλεται στο ότι οι μαγνήτες υπερθερμάνθηκαν. Αλλά ας εξηγήσουμε καλύτερα τι συμβαίνει:
Οταν ένα μοτέρ λειτουργεί υπό τάση, αυτό δεν λειτουργεί μόνο σαν μοτέρ αλλά και σαν γεννήτρια η οποία παράγει τάση ΠΡΟΣ την πηγή που το τροφοδοτεί!!
Για αυτό και ένα μοτέρ τραβάει πολύ λιγότερο ρεύμα όταν είναι σε λειτουργία παρά όταν το κρατάμε και το κοντράρουμε εμείς με το χέρι. Εδώ θα αναφέρω ένα παράδειγμα για να γίνει πιό κατανοητό:
Ας υποθέσουμε ότι έχουμε ένα μοτέρ που κάποια δεδομένης στιγμή λειτουργεί με 10V και έχει 1000KV και είναι αντίστασης 0,1 Ohms. Σε ιδανικές συνθήκες αν βάλουμε 10V σε αυτό το μοτέρ αυτό θα γυρίζει με 10000 στροφές (KVA x Volts).
Φυσικά ξέρουμε ότι θα γυρίζει με πολύ λιγότερες στροφές λόγω τριβών στα ρουλεμάν του άξονα τον αέρα μέσα στο μοτέρ και άλλους παράγοντας που επεισέρχονται. Ας πούμε λοιπόν χάριν ρεαλισμού ότι αυτό στην πραγματικότητα περιστρέφεται με 9800 στροφές. Τώρα αφού όπως είπαμε το μοτέρ συμπεριφέρεται ΚΑΙ σαν γεννήτρια, για κάθε 1000KV θα παράγει 1V.
Σε αυτή λοιπόν την περίπτωση το μοτέρ μας δέχεται 10V γυρνάει με 9800 στροφές άρα θα παράγει 9,8V. Η διαφορά των τάσεων αυτών (τάση λειτουργίας – παραγόμενη τάση) είναι 0,2V. Αν τώρα διαιρέσουμε αυτή την τάση διά της Ωμικής αντίστασης του μοτέρ που περιγράψαμε πιό πάνω (δηλαδή) 0,1 Ohms Αυτό μας δίνει το ρεύμα λειτουργίας του μοτέρ μας χωρίς φορτίο από την έλικα!!
(αυτός είναι ένας απλός τρόπος υπολογισμού που χρησιμοποιούν τα διάφορα προγραμματάκια υπολογισμού μοτέρ και άλλων δεδομένων από διάφορους και εμφανίζονται κατα καιρους στο Internet αλλά βοηθά στην επεξήγηση και κατανόηση). Οταν εμείς τώρα αρχίζουμε να προπελιάζουμε το μοτέρ και να του βάζουμε φορτίο, το μοτέρ μας επιβραδύνει την περιστροφή του και σαν αποτέλεσμα δημιουργεί λιγότερη τάση σαν γεννήτρια που είπαμε ότι λειτουργί (εκτός από μοτέρ)!!!!!!!!!!!!!!

Ας πούμε τώρα ότι το μοτέρ μας με την έλικα αυτή τη φορά περιστρέφεται με 9000 στροφέςμε τα 10V λειτουργίας που του παρέχονται . Με ους παραπάνω υπολογισμούς βλέπουμε ότι τώρα το μοτέρ μας παράγει 9V σαν γεννήτρια, οπότε τώρα η διαφορά αυξάνεται στο 1V. ΑΝ τώρα ξαναδιαιρέσουμε με την ομική αντίσταση του μοτέρ που είναι 0,1 Ohms θα δούμε ότι τώρα το μοτέρ μας τραβάει 10A!!!!!!!!!!!!!!! Αν το προπελίασουμε με μεγαλύτερη προπέλα και επιβραδύνουμε την περιστροφή στις 8000 στροφές θα τραβάει 20A κοκ!!!!!!!!!!
Ετσι κατανοούμε γιατί το μοτέρ μας τραβάει περισσότερα αμπέρ όσο το φορτίο από την έλικα αυξάνεται. Γενάται όμως το εξής ερώτημα:
Πως αυτό έχει σχέση με το κάψιμο των μαγνητών ?
ΟΡΙΣΤΕ Η ΕΞΗΓΗΣΗ:
Η θερμοκρασία η οποία αναπτύσεται μέσα στο μοτέρ είναι ανάλογη προς το τετράγωνο του ρεύματος αφού ο αλγευρικός τύπος για την ισχύ είναι P= I x I x R
όπου Ρ είναι ή δύναμη (ή θερμοκρασία στην περίπτωσή μας), Ι το ρεύμα που διατρέχει το μοτέρ μας, και R η Ωμική αντίσταση του μοτέρ μας (στην δική μας περίπτωση το 0,1O hms). Κάθε μοτέρ έχει μία μεταλλική μάζα (κατασκευή) τον ΣΤΑΤΟΡΑ ο οποίος αποτελεί ένα μεγάλο μέρος της κατασκευής και του ΒΑΡΟΥΣ του μοτέρ μας. Επειδή ο στάτορας είναι σε άμεση επαφή με τις περιελήξεις αποροφά και ζεσταίνεται από τα νήματα της περιέλιξης.
Για όσους τώρα έχουν παρατηρήσει τα μοτέρ επιδόσεων (brushless) οι μαγνήτες βίσκονται σε απειροελάχιστη απόσταση μακρυά από τον στάτορα. Οσο λοιπον αυτός ζεσταίνεται μεγάλο μέρος αυτής της ζέστης περνά και στους μαγνήτες αφού αυτοί βρίσκονται τόσο κοντά!!
Το ποσό της θερμοκρασίας που μπορεί να αντέξει ένα μοτέρ ποικίλει ανάλογα με το μέγεθός του αλλά ένας γενικός εμπειρικός κανόνας λέει ότι ένα μοτέρ μπορεί να αντέξει με ασφάλεια 100Watts ισχύος ανα 30 γραμμάρια βάρου μοτέρ. Μερικά μπορούν να αντέξουν με ασφάλεια περισσότερο και άλλα λιγότερο αλλά ρωτώντας διάφορους μοντελιστές βρήκα ότι αυτός είναι ένας μέσος κανόνας.
Για το παράδειγμα μας λοιπόν ας πούμε ότι το μοτέρ που χρησιμοποιούμε ζυγίζει 105 γραμμάρια, και έτσι μπορεί να αντέξει 300Watts ισχύος. Με 300 βαττ ισχύ στα 10V το μοτέρ θα τραβάει 30Α ρεύματα. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιώντας τα νούμερα που υπολογίσαμε προηγουμένως, για να τραβίξει το μοτέρ μας 30Α θα παράξει 7V. Τα 7V παραγόμενα από το μοτέρ-γεννήτρια είναι 3V λιγότερα από τα 10V της παροχής. Η ωμική του μοτέρ είναι 0,1.
3V λοιπόν διαιρούμενα δια του 0,1 είναι 30Α και αφού το μοτέρ είναι 1000KVA θα πρέπει να γυρνάει στις 7000 στροφές.
Ειμαι σίγουρος ότι σας ζάλισα αλλά αν μπορείτε να ακολουθήσετε το παράδειγμα μπορείτε να δείτε πως η τάση V τα KVA οι στροφές και τα ρεύματα αλληλεπιδρούν όσο αλλάζει το μέγεθος και κατα συνέπεια το φορτίο της προπέλας στο μοτέρ αλλάζει.


...................

["PAPPY"]

Συνεχίζοντας λοιπόν με το μοτέρ μας να γυρνάει στις 7000 στροφές και να τραβάει 30Α βάζουμε 300W ισχύος.Πόσο όμως από την ισχύ μας μετατρέπεται σε θερμοκρασία???
Αφού είπαμε ότι ο αλγευρικός τύπος για την ισχύ είναι P= I x I x R
όπου Ρ είναι ή δύναμη (ή θερμοκρασία στην περίπτωσή μας), Ι το ρεύμα που διατρέχει το μοτέρ μας, και R η Ωμική αντίσταση του μοτέρ μας στην δική μας περίπτωση θα είναι 30 x 30 x 0,1 Που ισούται με 90W.
Αυτό δηλαδή σημαίνει ότι από τα 300W ta 90 είναι θερμότητα και τα 210 είναι τα διαθέσιμα για να γυρίσουν το μοτέρ μας.Συνεπαγωγικά αυτο σημαίνει ότι το γνωστο σε όλους μας efficiency του μοτέρ είναι 210/300 δηλαδή 70%.
Αφού λοιπόν καταστήσαμε το μοτέρ μας σε μέγιστο βαθμό λειτουργίας, μπορούμε να δούμε πως η θερμοκρασία επηρεάζει του μαγνήτες (ζητούμενο μας και από την αρχή!!!!!!!!) !!Προσδιορίσαμε ότι το μοτέρ μας χρησιμοποιεί 300W ισχύος από τα οποία 90 μετατρέπονται σε θερμότητα!! Για να καταλάβετε πόσο είναι τα 90 watts θερμότητας, προσπαθήστε να κρατήσετε μία λάμπα 100W που είναι αναμένη για αρκετά λεπτά!! ΔΕΝ ΧΡΕΙΑΖΕΤΕ ΝΑ ΤΟ ΚΑΝΕΤΕ ΦΥΣΙΚΑ!!!!!!!!!!! Σίγουρα όμως η γυναίκα σας σας ζήτησε να αλλάξετε μία φορά και σεις ακουμπώντας την χοροπηδάγατε από την ζέστη!!!!!!!χεχεχεχεχεχε
Ενας γλόμπος έχει 10% ικανότητα (efficiency) να μετατρέπει το ρεύμα σε φώς και το υπόλοιπο 90 πάει στην θερμότητα!!!Αυτό είναι και ποσό της θερμοκρασίας που ο στάτορας του μοτέρ μας πρέπει να αποβάλλει όταν λειτουργεί!!!!!!!!!!!!!!!!
Ευτυχώς για μας τα μοτέρ μας είναι σε τέτοια θέση (στερεωμένα στο Nose του αεροπλάνου μας) και πετάει στο αέρα με μέση ταχύτητα από 50χλμ/ωρα έως μπορεί και 120χλμ/ωρα και έτσι περισσότερη από την παραγόμενη θερμότητα φεύγει από το cowling εφόσον φυσικά υπάρχει η κατάλληλη ροή αέρα μέσα στο cowling μας. Επιστρέφοντας στην αρχή του άρθρου μας ας υποθέσουμε ότι το μοτέρ μας χρησιμοποιεί μαγνήτες Ν50 που είναι για 80C κελσίου.Για το παράδειγμα μας τώρα ας πούμε ότι στο μοτερ μας που περιστρέφεται με 300W ισχύ η θερμοκρασία του στάτορά μας είναι 70C. Σε αυτή την θερμοκρασία ακόμα οι μαγνήτες του μοτέρ μας δουλεύουν μιά χαρα αφού το όριο είναι 80C πριν αρχίζουν να τα παίζουν!!!!!!
Μια μέση θερμοκρασία δωματίου είναι ας πούμε 25C. με τα 300W ισχύος που εισέρχονται στο μοτέρ μας είναι τώρα 45C ζεστότερο από ότι ήταν στην αρχή της λειτουργίας του και αφού υπάρχουν 90W υπό την μορφή ζέστης που διαπερνά τον στάτορα, αυτό σημαίνει ότι για καθε 2W ισχύος που πρέπει να αποβάλλει αυτός η θερμοκρασία θα ανεβαίνει 1 βαθμό C. Με αυτή την τιμή μπορούμε να υπολογίσουμε την θερμοκρασία του στάτορα για κάθε διαφορετική τιμή ρεύματος που τραβάει το μοτέρ.

Καταλαβαίνω ότι από την αρχή για να φτάσουμε μέχρι εδώ κάναμε ολόκληρο ταξίδι Πειραιά Σύνταγμα μέσω Λαμίας!!!!!!!! Χεχεχεχεχε
Αλλά τώρα μπορούμε να δούμε πως όλα αυτά συνδέονται μεταξύ τους και αρχίζει να ξεκαθαρίζει το τοπίο!!! Ας υποθέσουμε ότι πετάγαμε το αεροπλάνο μας με μία 10x6 !Ολα ωραία και καλά και στην προσγείωση από έναν απότομο ουραίο άνεμο βρίσκει κάτω και σπάει η προπέλα!!!! Ολα οκ το μοντέλο δεν έπαθε τίποτα αλλά έσπασε η προπέλα!!! Πάτε στο κασελάκι σας και ψάχνετε για άλλη 10x6. Αλλά τι κρίμα!!!! Δεν έχετε!!! Έχετε όμως μία 11x6!!! ΟΚ!! Κανένα πρόβλημα!! Τι 10 τι 11!!το ίδιο είναι ....σχεδόν!!! Την βάζτε και απογειώνεστε ξανα!!! Από την στιγμή αυτή αρχίζει μία αλυσιδωτή αντίδραση που με μαθηματική ακρίβεια οδηγεί στην καταστροφή του μοτέρ σας!! Αν γλυτώσει θα είναι από καθαρή τύχη ή γιατί δεν κρατήσατε το γκάζι τέρμα για περισσότερο από 10 δευτερα!! Ας δούμε όμως γιατί .......
Το ποσό της οπισθέλκουσας δυνάμεως που ασκήται στο μοτέρ μας είναι αυτό που το διαβάζουμε στα fora συνήθως σαν Prop Load Factor!! Αυτό το Prop Load Factor είναι ανάλογο με την διάμετρο επί το τετράγωνο του Pitch της προπέλας.
Ετσι έχουμε για προπέλα 10x6 Prop Load Factor  10 x 10 x 6=6000!
Για την αντίστοιχη 11x6 είναι 11 x 11 x 6=7986 δηλαδή 33% μεγαλύτερο από το προηγούμενο!!!!  Εφόσον το ρεύμα που τραβάει το μοτέρ είναι ανάλλογο με το load factor της προπέλας, μπορούμε να εκτιμήσουμε την κατανάλωση ρεύματος βασισμένοι στο load factor. H 10x6 με load factor 6000 τραβάει 30Α για το μοτέρ.Αυτό σημαίνει ότι για κάθε 200 μονάδες load factor το μοτέρ θα τραβάει 1Α. Χρησιμοποιώντας το ίδιο κλάσμα η 11x6 με Load factor 7986 θα κάνει το μοτέρ να τραβάει 39.93Α που είναι 33% πιό αυξημένο ρεύμα!!
Ας δούμε όμως τι επιφέρει αυτή η κατάταστα ση στο μοτέρ.
Αφού η ισχύς που διαχέεται στον στάτορα ισσούται με I x I x 0,1ohms (Αντίσταση μοτέρ) η καινούργια τιμή ισχύος που θα απελευθερώνεται στο στάτορα ισούται με 39,93 x 39,93 x 0,1 που όλο αυτό ισούται με 159,4Watts.
Ετσι τώρα αντί το μοτέρ να τραβάει 300W, με 90W ισχύ που μετατρέπεται σε θερμότητα, τραβάει 399,3W από τα οποία 159,4 διαφεύγουν σαν θερμότητα. Αυτό αφήνει έτσι μόνο 239,3W εξωτερικής ισχύος για κίνηση στο Μοτέρ και efficiency 239,9/399,3=60%. Ετσι το efficiency του μοτέρ από 70% που ήταν έπεσε στο 60% και η θερμότητα από 90W ανε΄βηκε στα 159,4W.

Αν θυμόσαστε πιό πάνω σε αυτό το άρθρο υπολογίσαμε ότι γι αυτό το μοτέρ και για
2W ισχύος που μετατρέπεται σε θερμότητα στον στάτορα αυτό θα έχει σαν αποτέλεσμα αύξηση της θερμοκρασίας κατά 1 βαθμό C. Αν αυτό το μετατρέψουμε σε βαθμούς C είναι 79,7C και αφού είπαμε ότι τη μέρα που πετάμε είναι 25C τότε το μοτέρ μας ανέβασε θερμοκρασία 104,7 βαθμών. Δηλαδή μία φαινομενικά απλή κίνηση να αλλάξουμε από 10x6 σε 11x6 έλικα άλλαξε 34,7 ολόκληρους βαθμούς την εσωτερική θερμοκρασία του στάτορα μας και κατα συνέπεια όλου του μοτέρ φτάνοντας το πάνω από τα όριά του!!!
Και κάποιος λογικά θα κάνει την εξής ερώτηση:
-Και τι επιρρεάζει ρε παιδιά αυτό τις περιελήξεις του μοτέρ?
-Είναι πολύ πιθανόν το μοτέρ να έχει διαβάθμιση 120C ή ακόμα και 150C και
 σίγουρα αυτό δεν θα βλάψει ουσιαστικά τις περιελίξεις!!!
Οπως αναφέραμε νωρίτερα το ουσιαστικό πρόβλημα ΔΕΝ είναι η περιέλιξη (που ωστόσο μπορεί να καεί μετά από απότομη αύξηση της θερμοκρασίας) ΑΛΛΑ ο μαγνήτης που θα αρχίσει να χάνει τις μαγνητικές του ιδιότητες.
Ετσι τώρα οι μαγνήτες λόγω των αυξημένων θερμοκρασιών όπως περιγράψαμε δεν είναι πιά σε κανονική λειτουργία αφου είχαν όριο τους 80C και ο στάτορας που είναι μόλις μερικά χιλιοστά του χιλιοστού μακρυά είναι στους 104C.
Σε αυτό το σημείο ξεκινά η μή αναστρέψιμη βλάβη των μαγνητών. Αρχίζουν να χάνουν μέρος από την μαγνητικής του ικανότητα-δύναμη γιατί έχουν αρχίσει να θερμαίνονται πέραν του επιτρεπόμενου ορίου λειτουργίας. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα 2 επιζήμια φαινόμενα:
1.   την ελαφριά αύξηση των KV στο μοτέρ
2.   τον περιορισμό του μοτέρ να λειτουργεί και ως γεννήτρια.
Σε αυτό το σημείο αν συνεχιστεί η λειτουργία σε αυτό το επίπεδο το μοτέρ θα καταλήξει να αυξάνει θερμοκρασία και σιγά σιγά θα περάσει και στις περιελίξεις και θα καεί ολόκληρο αυξάνοντας το φαινόμενο με ρυθμό μόνιμο που αυξάνεται αλγορυθμικά.

Αυτό που συμβαίνει έιναι ότι οι εξασθενημένοι μαγνητες δεν μπορούν να παράγουν πιά αρκετό ρεύμα. Από τους παραπάνω υπολογισμούς ξέρουμε ότι το μοτέρ μας τραβάει 39,93A, μετά δούλευε μόλις πάνω από τις 6000 στροφές και παρήγαγε 6.007V.
Με τους μαγνήτες λοιπόν εξασθενημένους ας υποθέσουμε ότι τώρα παράγει μόνο 5,5V. Αυτό σημαίνει ότι τώρα το μοτέρ θα τραβάει 45Α που με την σειρά του θα ανεβάσει την θερμοκρασία σε Watt (πάνω από 200W) και αυτό με την σειρά του ανεβάζει την θερμοκρασία στο μοτέρ σε 125C. Τότε Οι μαγνητες απομαγνητίζονται ακόμα πιό πολύ και τότε το μοτέρ θα παράγει σαν γεννήτρια 5V και το ρεύμα ανεβαίνει στα 50A.Τώρα η θερμοκρασία που δημιουργείτε αυξάνεται κι αλλο στα 250W και ο στάτορας ανεβάζει θερμοκρασία στους 150C.
Σε αυτό το σημείο τώρα πιά οι μαγνήτες έχουν δεχθεί πραγματικό πλήγμα και τωρα δεν μπορούν να παράγουν ρεύμα παραπάνω από 4V, το ρεύμα που τραβά ανεβαίνει στα 60A, η θερμοκρασία σε watts στα 360W και η θερμοκρασία στο στάτορα στους 205C……και μετά.......ώπα!!!! Η μόνωση στις περιελήξεις άρχισε να λιώνει!!!!!!!!!!!!!! Το μοτέρ άρχισε να βγάζει τον γνωστο μπλέ καπνό!!!! Και με την σειρά του το Speed Control που βλέπει βραχυκύκλωμα είναι σίγουρο ότι κι αυτό θα α΄ρχίσει να βγάζει τον ΜΑΓΙΚΟ μπλέ καπνό!!!!! Φυσικά εάν η βλάβη οφείλετω σε ένα ολοκληρωμένο τύπου FET που βραχυκύκλωσε τότε χαιρετίσματα ........ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΜΠΑΤΑΡΙΑ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Αυτός είναι ο ακριβής τρόπος με τον οποίιο ένα μοτέρ καίγεται αν το πιέσουμε στα άκρα του!! Τελικά οι καμένες περιελήξεις έκαψαν το μοτέρ .....ναι ....φυσικά!!!! Αλλά η βαθύτερη αιτία είναι οι μαγνήτες οι οποίοι χάνοντας την μαγνητική τους ικανότητα οδήγησαν στην .....απώλεια!!!!!

Καταλήγοντας λοιπόν υπάρχουν κάποιες συμβουλές οι οποίες μπορούν να βοηθήσουν όλους τους φίλους μοντελιστές να αποφύγουν τέτοιες καταστάσεις!!
Τα κινέζικα συμφωνώ ότι είναι φθηνότερα!!! Λόγω όμως όλων των προαναφερθέντων μπορούμε να σιγουρέψουμε μερικά πράγματα!!!
Με καλό throttle alignment μπορούμε να αποφύγουμε τέτοια φαινόμενα!!
Παρατεταμένο full Throttle πρέπει να αποφεύγεται αν δεν είμαστε σίγουροι για το setup μας ή εν γνώσει μας έχουμε πουσάρει το όλο σετάρισμα.
Όταν πάρουμε στα χέρια μας ένα καινούργιο κινέζικο μοτέρ θα ήταν προτιμότερο να αγοράσουμε και ένα σπρέι για περιελίξεις και να περάσουμε 2-3 χέρια πριν το θέσουμε σε λειτουργία και αφου το αφήσουμε ολονυχτίς να στεγνώσει!!
Στο σημείο που θα το αναρτήσουμε στο αεροσκάφος να βεβαιωθούμε ότι αερίζεται πλέον του δεόντως και αν δεν υπάρχουν αεροθυρίδες καλό είναι να δημιουργήσουμε εμείς μερικές!!!

Φυσικά το καλύτερο απ’ όλα θα είναι να επιλέγουμε μοτέρ στα οποία ξέρουμε και τα παραπάνω στοιχεία. Τα επώνυμα δίνουν τέτοια στοιχεία και επιπλέον εγγύηση αρκετών μηνών για την λειτουργία τους. Πιστεύω ότι αν καταφέρουμε να στείλουμε κάποιο email στην εταιρία μπορούμε να ενημερωθούμε για την ποιότητα των μαγνητών.

Αυτό το άρθρο ίσως να ήταν λίγο μεγάλο αλλά σίγουρα πιστεύω ότι κατανοώντας όλα τα παραπάνω θα είμαστε σε θέση να καταλάβουμε καλύτερα κάποια πράγματα και να επιλέξουμε καλύτερα τον εξοπλισμό μας!!!



http://www.aeromodelismos.gr/index.php/topic,2045.0.html
http://www.aeromodelismos.gr/index.php/topic,2041.0.html

Θάνος