Предел электро ЭМУ-ликбез

Версия 11:57, 18 сентября 2023

статья---автор Книжников ВВ

Пиковый режим связки эд, рх и акку!

Иногда из энерго-мото-установки (ЭМУ) состоящей из цепи преобразований энергии типа электрический аккумулятор,регулятор хода и электромотора требуется вытянуть долговременную максимальную мощность без разрушающих последствий для компонентов ----например воздушный бой или гонка на летающем крыле на средние расстояния до 10-15 км аля формула 1 по видео онлайн или электрический крылатый ракетоплан с вертикальным подъёмом на моторе до полной разрядке акку и потом планирование с высоты в 5-6 км----это режим максимальной потребляемой мощности при полном газу достаточно продолжительное время!

Золотое правило силовой электрики ---эмпирически для медных проводов Iмах(А)=10Sсеч(мм2), площадь пайки Iмах(А)=S(мм2), электрический контакт позолоченного разъёма Iмах(А)=dl(мм2)

Особое внимание надо уделять соответствию заявленному току производителем и реальной площади сечения силовых проводов, площади пятака под пайку и самим штекерам силовых электроразъёмов---например если

1)фазовый провод эд в сечении всего 2 мм2 то максимальный продолжительный ток всего 20А!

2) площадь пятака под пайку фазового провода не менее 5х4 мм2!

3) диаметр штекера 2мм при длине захода в 10мм!

И никогда не ведитесь на силовой рейтинг акку, когда на маленькой батареи массой 100-150 г припаяны провода с сечением меди в 6-10 мм2-----это типичная фейковая уловка недобросовестного сборщика акку!

Пиковый предел тяги электро-вмг

Для связки воздушного авиамодельного винта с золотым соотношением шага к диаметру как ш/д=0.62 и бесколлекторным электромотором типа аутрайнер всегда есть простая зависимость---так как механическая мощность на валу зависит от силы тяги на стопе в степени полтора------Pмех=1.25(Fст)^1.5/D

то соотношение пика тяги на стопе в грамм силы  к массе мотора в граммах 17(Кпок)^2/3!!! смотри статью "силовые электроприводы-ликбез"

например для авиамодели тренера массой 1кг при тяговооруженности 1 или 10Н=1000г силы достаточно электродвигателя 1 поколения массой всего 1000г/17 =60г типа 2213 на полном газу без перекала!!!

Предел эму

Если потребляемую максимальную мощность без вреда для компонентов разделить на суммарную массу бк электромотора, регулятора хода и аккумулятора, то есть массу полной энерго-мото-установки (ЭМУ), то цифра получается всегда 1квт на 1 кг или удельная мощность эму=1квт/кг ----

для моделей 1ватт / грамм при времени максимальной мощности всего в 5- 6 минут или ток не превышает 12-10С для нормальной работы акку ,

тогда минимальная масса для эму бпла мощностью 100 вт равна 100 г, а для одноместного сла 10 квт=10кг! 

Если массу эму принять за 100% то

многолопастый пропеллер фиксированного шага (3--5)%-----1/20

бк мотора с крепёжной рамой (20--25)% --------1/4

регулятора хода с радиатором (5--10)% --------1/10

литьевый акку с проводами (70--65)%----------- 2/3

для увеличения продолжительности полёта нужно увеличивать относительную массу акку и понижать массу вмг, но тогда удельная мощность эму будет менее одного ватта на грамм!

на практике масса аккумулятора должна быть не менее двух масс вмг----

mакку=2mвмг=2(mэд+mрх+mвинт)!!!

например mэд=100г, mрх=40г, mв=10гр то mвмг=100+40+10=150г -----mакку=2х150г=300г

таблица ТТХ современных э-ВМГ

Типичные КПДэд модельной размерности многополюсных аутрайнеров на постоянных магнитах при удельной мощности в 4вт/г---все данные ориентировочные!

масса эд----1пок---2пок---3пок-------Kv----банок,n------С,Ач-----рх,А----э-ВМГ+акку---DхН,дюйм---тяга,Н---обор/сек---Vмах,м/с----режим

детские игрушки полётной массой до 70г
 до 3г------60%----62%----64%----до 20000----1sLIPO-------0.25-----2------(5+7)г---------2**х1------0.35----600--------15--------хобби 
 до 5г------62%----64%----66%----до 15000----1sLIPO-------0.35-----3------(8+9)г---------2.5*х1.5---0.7-----450--------16--------хобби 
 до 7.5г----64%----66%----68%----до 10000----1sLIPO-------0.5------4------(12+13)г-------3*х2-------1-------360--------18--------хобби

нанодрон-зальник до 150г----до Н=2n
1) до 10г---66%----68%----70%----до 4200----2sLIPO-------0.5------5------(15+25)г--------4*х2.5----1.5-----300--------18----------хобби 
3) до 15г---67%----69%----71%----до 3000----2sLIPO-------0.7------8------(23+35)г--------5*х3------2-------220--------18----------хобби    
2) до 20г---68%----70%----72%----до 2400----2sLIPO-------1-------10------(30+50)г--------6*х4------3-------180--------18----------хобби

микродрон-паркфлаер до 1000г----до Н=1.6n

4) до 30г---69%----71%----73%----до 1800----3sLIPO-------1.3------15------(45+100)г------7х4-------5---------200------20----------спорт

5) до 40г---70%----72%----74%----до 1500----3sLIРO-------2--------20------(60+150)г------8х5-------7---------170------21----------хобби
6) до 60г---71%----73%----75%----до 1200----3sLIРO-------2.6------25------(85+200)г------9х6-------8---------140------22----------хобби  
7) до 80г---72%----74%----76%----до 1000----4sLIРO-------3--------30-----(110+300)г------10х6------12--------150------23----------хобби

8) до 120г---73%----75%----77%---до 840-----5sLIPO-------3.2------35-----(160+400)г----(11-10*)х7-----20------155-----28----------спорт

минидрон-средние до 3кг и большие авиамодели до 10кг----до Н=1.25n
9) до 160г--74%----76%----78%----до 660----6sLION------15-------40-----(0.2+1.5)кг----(12-11*)х7------30------170-----30----------профи
10)до 240г--75%----77%----79%----до 540----7sLION------20-------50-----(0.3+2.4)кг----(13-12*)х8------40------160-----32----------профи    
11)до 320г--76%----78%----80%----до 450----8sLION------25-------60-----(0.4+3.4)кг----(14-13*)х9------50------150-----34----------профи
12)до 480г--77%----79%----81%----до 360----9sLION------30-------70-----(0.6+4.5)кг----(16-14*)х10-----60------140-----35----------профи

13)до 640г--78%----80%----82%----до 300----10sLIPO-----7-------80-----(0.8+2)кг-------(18-16*)х10------80-----130-----33----------спорт

мидидрон-гигантские авиамодели до 30кг----до Н=1n         
14)до 960г--79%----81%----83%----до 240----11sLION----40-------90-----(1.2+7)кг-------(20-18*)х11-----100-----120-----33----------профи                                                                
15)до 1280г--80%---82%----84%----до 200----12sLION----50-------100----(1.6+10)кг------(22-20*)х12-----140-----110-----33----------профи
16)до 1920г--81%---83%----85%----до 160----14sLION----60-------130----(2.4+14)кг------(26-24*)х14-----200-----100-----35----------профи 

17)до 2500г--82%---84%----86%----до 130----16sLIРO----20-------170----(3+8)кг---------(28-25*)х16-----280-----90------36----------спорт 

примечание----дана сетка воздушных винтов приближённо с "золотым сечением" Кв=0.6 для двухлопастных пропеллеров-D-----------для трёхлопастных-D*-----для четырёхлопастных-D**

режимы эксплуатации-----"спорт" это весь полёт на полном газу----"профи" это взлёт на полном газу и весь полёт в полгаза (эконом-режим для БПЛА)---"хобби" это смешанный для игр!

тяга пропеллера на стопе с плосковыпуклым профилем лопасти для э-ВМГ---------- Fст=(0.09двух---0.11трёх) D Н (D Uакку Kхх)^2! где Кхх=Kv/60

сила тока на стопе для самолётного винта --------Iст=(0.08двух---0.1трёх)(D Кхх)^3(H Uакку)^2