WIRTUALNY KLUB MODELARZY RC

Przykład wstępnych obliczeń silnika 3F o mocy ok. 60-70W.
Założenia:
- moc ok. 60-70W,
- zasilanie pakiet lipo 2-3S (7-11V)
Przeróbka z użyciem tokarki, na bazie statorów z dysku twardego 12-to biegunowego – 2szt o łącznej grubości 5mm i średnicy 25,5mm.

1. Dobór magnesów – dobrym punktem wyjścia jest przyjęcie 10mm^3/1W mocy silnika – w naszym przypadku będzie to ok. 600-700mm^3 .
Dostępne magnesy (posiadane przeze mnie) to 5*4*1 i 5*5*1 i możliwe wykorzystanie to 16 magnesów 5*4*2 daje objętość 640mm3 (kaskadowanych po 2szt z magnesów 5*4*1), lub 14 magnesów 5*5*2 dających objętość 700mm^3 (kaskadowane z magnesów 5*5*1 lub z gotowych magnesów 5*5*2 – patrz katalog Enes-u).

2. Dobór uzwojenia – wyliczeń dokonuję dla dolnego zakresu napięć czyli dla 7V.
Przyjmuję, że maksymalna sprawność tej wielkości silnika to ok. 75%, wówczas straty silnika to 25%, zakładam, że przy nominalnej sprawności straty te dzielą się po połowie na niezależne od uzwojenia (głównie mechaniczne - opór łożysk, powietrza) i straty na rezystancji uzwojenia. Czyli w naszym przypadku straty to 0,25*70=17,5W, 50% z tego to 8,75W i takie straty zakładam na rezystancji uzwojenia. Z wzoru na moc wydzielaną na oporniku P=I^2 * R (P-moc, I – prąd, R- rezystancja) możemy wyliczyć (po przekształceniu powyższego wzoru) wymaganą rezystancję uzwojenia R=P/I^2 , gdzie P=8,75W, I=10A (moc silnika 70W, napięcie zasilania 7V; P=I*U), czyli R=0,0875Ohm (8,75/100). Zakładam, że uzwojenie połączone jest w gwiazdę, wówczas rezystancja jednego uzwojenia powinna wynosić połowę powyższej wartości – czyli 0,044Ohm – jest to wartość która posłuży do wyliczenia średnicy drutu i ilości zwoi.
Uzwojenie będę nawijał wielokrotnym drutem, w moim przypadku jest to drut 0,38 bo taki posiadam, w takim silniczku można użyć drutu w granicach 0,25-0,55mm większa średnica nie pozwoli na nawinięcie wystarczającej ilości zwoi (przynajmniej 5-6), mniejsza średnica powoduje że emalia na drucie zaczyna zajmować znaczną objętość. Najpierw nawijam próbnie do oporu drut na dwóch sąsiednich zębach i liczę ile weszło zwoi, w moim przypadku było to 40zwoi i jeszcze kilka dałoby się upchnąć, czyli można przyjąć 20zw na ząb lub 10zw drutu podwójnego lub 7 zw drutu potrójnego. Długość uzwojenia to obwód 1 zwoju (można zmierzyć długość nawiniętego próbnie drutu i podzielić przez ilość zwoi – ja zapomniałem tego zrobić) przyjmuję że 1 zw zajmuje 25mm drutu. Przypuszczam, że pojedynczy drut dla obciążenia 10A to za malo dlatego wyliczeń dokonam dla podwójnego i potrójnego drutu. Dla podwójnego drutu przekrój poprzeczny S=n*D^2*Pi/4 (S – przekrój drutu, n - ilość drutów, D – średnica drutu, Pi – 3,14… )
S=0,227mm^2 (2*0,38^2*3,14/4) dla 2 drutów i długość uzwojenia to 1m (10 zw*4 ramiona *25mm=1000mm)
S=0,340mm^2 (3*0,38^2*3,14/4) dla 3 drutów i długość to 0,7m
Opór uzwojenia to R=rw*L/S (rw – rezystancja miedzi o przekroju 1mm^2 i długości 1m, rw=0,0178, L – długość uzwojenia w metrach, S – przekrój uzwojenia w mm^2 )
R=0,0784 Ohm dla 2 drutów i 10ciu zwoi (0,0178*1/0,227) i
R= 0,0366 Ohm dla 3 drutów i 7 zwoi (0,0178*0,7/0,340)
Z naszych poprzednich wyliczeń wynika, ze rezystancja ta powinna wynosić 0,044Ohm, czyli bardziej prawidłowe będzie nawinięcie potrójnym drutem 7zwoi na ząb.

3. Obroty silnika są wynikową przyjętych założeń, z moich doświadczeń praktycznych przybliżony wzór na obroty silnika wygląda następująco:
Kv[obr/V]=3,2*10^6/(n*s*d*t) , gdzie n- ilość zwoi, s-szerokość ramienia na którym nawijane jest uzwojenie [mm], d- średnica statora [mm], t- przełożenie magnetyczne silnika dla 14 magnesów=7, dla 16-tu magnesów=8
W naszym przypadku s=2,5mm i będzie to
Kv=1024obr/V dla 14-tu magnesów i
Kv=895obr/V dla 16-tu magnesów
Oczywiście wyliczenia obrotów mogą być obarczone dużym błędem, a także gotów jestem na wszelką polemikę, jak i weryfikację przyjętego współczynnika, jak i założeń.

kursywą zaznaczone poprawki w tekscie

_________________
Pozdrawiam Tomek
Biore udzial w akcji "Chce pisac poprawnie"

Przykłąd jest bardzo dobry, czekam na realizację silnika, wówczas właczę się do dyskusji co i jak wyszło i dlaczego. Czekam z niecierpliwością na zakręcenie śmigłem

_________________
Pozdrawiam, Marcin vel Skazoo
gg:620606

Produkcja jest w toku, trochę się ślimaczy z braku czasu

_________________
Pozdrawiam Tomek
Biore udzial w akcji "Chce pisac poprawnie"

Bardzo ladnie to ujales TomekR, sadze ze watek bardzo sie przyda wiekszosci osob robiacych wlasne silniki 3F, dzieki. Mozna by sie jeszcze pokusic o przeliczenie parametrow w druga strone, wiedzac juz ze ma to byc drut potrójny i znajac jego teoretyczna rezystancje. Dla mnie najciekawsza bedzie konfrontacja wyliczen teoretycznych z wynikami uzyskiwanymi praktycznie

_________________
Przemysław, k.63
Biorę udział w akcji "Chcę pisać poprawnie"

Stajesz się Tomku powoli moim guru w temacie przeróbek Z wielkim zainteresowaniem czytam Twoje posty. Jako, że przede mną kolejne przeróbki, Twoje informacje będą mi bardzo pomocne w doborze magnesów i drutu.

_________________
Pozdrawiam
Jarek
Hitec OPTIC 6 k. 67
gg 1724426

Wreszcie miałem trochę czasu i wystrugałem jeden korpus silniczka. Srednica statora 25mm, grubość 3,8mm, średnica zewnętrzna 30,6mm. Zdjecia poniżej, jak wkleję magnesy i uzwoję zobaczymy co wyjdzie, na razie to co na zdjeciach waży ok. 16g, dojdą jeszcze magnesy 4g i uzwojenie też ok. 4g, powinien wyjśc w granicy 26-27g z mocowaniem.


W produkcju jest jeszcze jeden silnik podobny wymiarami tylko grubość pakietu to 5mm.
Pewnie krzysiek Boogiee się ucieszy, jeden z nich będzie dla niego

_________________
Pozdrawiam Tomek
Biore udzial w akcji "Chce pisac poprawnie"

Oj ucieszy sie, ucieszy. Pakiet wlasnie sie "grzeje", a model konczy swoj zywot na desce montazowej i chce przejsc do nastepnej fazy

_________________
Pozdrawiam, Krzysiek

Przewinałem właśnie swój silnik, ale wyniki są niezadowalające, pomyliłem ilośc zwoi - uzwojenie jednej fazy miało za dużo o 1 zwój, drugiej za mało o 1 zwój. Korekta uzwojenia nie dała pożądanych efektów - prad jałowy 2,3A przy pakiecie 2S to troche za dużo. Równiez obroty dużo wyższe niż szacowane ok. 17tys/min - widocznie we wzorze trzeba koniecznie uwzględnić grubość statora i szczelinę (rozproszenie pola magnetycznego na krawędzi). W efekcie uzwajam jeszcze raz, tym razem 2*0,32 po 10zwoi, a było 2*0,38 po 7zwoi (nawiasem szacunki co do możliwej ilości zwojów do nawinięcia też były mocno przesadzone). Krzysiek nawinął swój drutem 2*0.4 po 7zwoi (ABCABC 16 magnesów), silnik na biegu jałowym pobiera ok. 1A, obroty jałowe ok. 15,5tys/min na pakiecie 2S troche rozladowanym, po podładowaniu pakietu na śmigle 7*3,5 GWS kręci ok. 12,5tys/min i pobiera ok. 8,5A - wynik wydaje się dosyć przyzwoity ok. 400g ciągu przy niecałych 30g wagi silnika.

_________________
Pozdrawiam Tomek
Biore udzial w akcji "Chce pisac poprawnie"

W tym miejscu chcialbym bardzo Tomkowi za to podziekowac. Silnik chodzi naprawde ladnie. Jutro jade po smiglo, a dzisiaj koncze mojego yaka (170g docelowa masa do lotu). Oblot najprawdopodobniej we wtorek.

_________________
Pozdrawiam, Krzysiek