Krátké vysvětlení zkratek u střídavých motorů s postupem výpočtu výkonu.
Příklad údajů na motoru: BL 2830/11 1000kV
BL = anglická zkratka brushless, čili bezkartáčový motor (on to ve skutečnosti vlastně ani není střídavý motor, ale stejnosměrný bezkomutátorový motor, kde komutátor je nahrazen elektronickými FET spínači).
2830 = průměr železné kotvy statoru 28mm a její délka ve směru osy 30mm.
/11 = 11 závitů drátu na jednom pólovém nástavci.
Kv = 1000 anglická zkratka "Konstant velocity", udává počet otáček/min. na 1Volt indukovaného elektromotorického napětí, prakticky udává teoretické maximální otáčky nezatíženého motoru při zanedbání mechanických a elektrických ztrát. V tomto případě k dosažení indukovaného napětí 1V je potřeba 1000ot/min. Pokud bude motor napájen 12V, tak se ten motor naprázdno roztočí maximálně na 12000 ot/min.
Jinak správně se píše jako Kv, tedy velké "K" a malé "v" jako index, pokud se to napíše "kV" tak by se to mohlo plést s kilo-Volty. Přípustné je i označení KV.
rpm/V = Revolutions per minute/V, otáčky za minutu na Volt = to je to samé co Kv
Volba vhodného motoru
Odvíjí se v první řadě od výkonu (resp. příkonu, pokud předpokládáme jistou účinnost). Výpočet není samozřejmě zcela přesný ale poskytne velmi dobré vodítko pro návrh motoru.
Výkon je dán ve Wattech a je součinem napětí a proudu. Např. 10 V x 10 A = 100 W.
Poznámka: Napětí je dáno počtem článků, proud je dán zejména průměrem vrtule a jejími otáčkami.
Vhodná velikost příkonu závisí zejména na hmotnosti modelu a na požadovaném způsobu letu:
100-140 W na kg ... minimální výkon vhodný pro modely typu slow a park flyer
140-180 W na kg ... modely s malým přebytkem výkonu: trenéry, pomalé makety
180-220 W na kg ... modely pro základní akrobacii, rychlé makety
220-260 W na kg ... modely pro akrobacii, rychlé modely
260-300 W na kg ... modely pro 3D akrobacii, dmychadla
300-400 a více W na kg ... modely pro neomezenou akrobacii
... jedná se ovšem o hrubé odhady (zdroj: www.modelflight.com.au)
Příklad orientačního výpočtu
Model Super Zoom 4D od firmy Hacker, celková předpokládaná letová hmotnost (včetně baterie) cca 500 gramů. Požaduje dimenzování motoru pro 3D akrobacii.
Předpokládejme výkon v úrovni minimálně 260 W na kg = modely pro 3D akrobacii:
Příkon je tedy 0,5 kg x 260 W/kg = 130 W
Volba motoru se odvíjí od volby vrtule. Let je zprostředkován VÝHRADNĚ vrtulí, ničím jiným !!! Informace typu "mám tam motor xx a xx baterek" jsou jistě zajímavé ale v tomto pohledu nejsou primární. Podstatná je volba průměru vrtule a jejích otáček.
Pro tento typ modelu můžeme zvolit maximální otáčky do cca 10 000 ot/min. Tomu bude odpovídat motor s cca 1000 ot/Volt a napájecím napětím cca 10V - takže baterie LiPol 3S.
Taková zjednodušená volba vrtule na základě zkušeností většinou dobře vyhoví. Pokud máte speciální požadavky nebo si rádi pohrajete s čísly, můžete použít k volbě vrtule fungující prográmek z našich stránek.
Na základě tohoto výsledku můžeme zvolit například motor z tabulky Xmotor řady 2830, který nabízí špičkový příkon až 200W.
Pokud tedy zvolíme baterii LiPo 3S, můžeme počítat s napětím cca 10V.
Protože příkon je součin napětí a výkonu, snadno zjistíme potřebný proud:
130 W / 10 V = 13 A.
Tato hodnota je v rámci specifikace motorů Xmotor 2830, jedná se dokonce o proud pro nejlepší účinnost motoru.
Zbývá zvolit přesný typ motoru v rámci řady 2830. Tady už záleží spíše na citu a individuálních požadavcích. Pro daný model dobře vyhoví typ 2830CA12 s otáčkami 980 ot/V. Velikost proudu bude záviset na průměru vrtule, patrně dobře vyhoví vrtule GWS 9x5. Velikost proudu je třeba změřit, závisí zejména na průměru vrtule a také na jejím typu.
Otáčky vrtule můžeme očekávat v rozmezí cca 8500 - 9000 ot/min.
Průměr vrtule tedy zvolíme podle povoleného proudového zatížení motoru.
Stoupání vrtule zvolíme podle rychlosti modelu. Protože na rychlost modelu, resp. na její rozsah mohou být odlišné nároky, nezbude než experimentovat.
Vzhledem k tomu, že známe i velikost proudu, můžeme nyní zvolit i typ a velikost baterie. Pro zatížení proudem 13 A vyhoví baterie DualSky Xpower 1300-3S.
Je třeba dodat, ze všechny předchozí úvahy platí pro "plný plyn" motoru.
Poznámka: "Netechniky" snad překvapí, že výpočty nejsou přesné, že leckde píšeme "cca" atd. To je ale v technických výpočtech zcela běžné a jinak to ani nejde. Když ovšem známe řešení s přesností na řekněme 10 - 20% je to už velmi cenná informace. Takový výsledek má už velkou vypovídací hodnotu a můžeme ho dál upřesňovat.
Další alternativou je totiž jen to, že neznáme nic.
Poznámka: Asi se zdá, že jsme opomenuli "stoupání" vrtule. Není tomu tak.
Stoupání je parametr vrtule, který musí být sladěn s otáčkami a rychlostí letu. Na odebíraný výkon během letu má jen zprostředkovaný vliv.
Při případném měření na zemi (při nulové rychlosti modelu) stoupání vrtule jistý vliv můžete najít ale jednak se nedá dost dobře definovat a jednak se vrtule u modelů obvykle jako ventilátor nepoužívá. Nás zajímají poměry během letu.