Назрела у меня мысль о том, что раз возникают некоторые спорные ситуации по поводу этого параметра бесколлекторных двигателей для коптеров, то нужно в этом разобраться поконкретней. Хотя мои знания термеха, электротехники и теории воздушных винтов и куча всего другого позволяли мне до недавнего времени самостоятельно и на уровне интуиции понимать процессы, протекающие в силовых установках моделей (хотя это понимание пришло не сразу).
Итак, основа силовой установки - винт! Он создает тягу. Тяга зависит в основном от диаметра винта и оборотов этого же винта, еще шаг также влияет на тягу (на одних и тех же оборотах винта, тяга будет больше у того, у которого шаг больше, но не столь значительно), но в основном он определяет скорость потока воздуха от винта. НО! Винт с меньшим шагом будет создавать бОльшую максимальную тягу при одной и той же мощности мотора.
Все это актуально для статики, т.е. когда скорость аппарата равна нулю, например для режима висения. Мощность винта в этом режиме равна нулю, так как нет скорости.
Для вращения винта необходимо подвести мощность от мотора, которая напрямую зависит от оборотов винта, его диаметра и еще многих параметров, а в общей сложности от сопротивления, которое создает винт на заданных оборотах.
И какая разница, какой мотор, с большим KV или меньшим, справиться с этим лучше? Разве мощность мотора в этом случае не будет являться первоочередным параметром?
Вывод очевиден: для создания потребной тяги на винте нам нужен мотор соответствующей мощности. Мощность бесколлекторных моторов зависит от тока и напряжения, подаваемого регулятором.
Внимание, вопрос:
Какая разница между моторами, которые работают на одной и той же мощности, создавая на одинаковых винтах одну и ту же тягу? Кто из них быстрее “сожрет батарейку”?
Ответ: разницы никакой!
Создать мощность в 100Вт можно током 10А и напряжением 10В. А можно сделать то же самое током 5А и напряжением 20В.
Это в свою очередь отражается на положении ручки газа на передатчике в режиме висения: для моторов с меньшим KV при одинаковом винте и одинаковой тяге ручка газа будет отклонена больше, чем на моторах с большим KV. У моторов с большим KV запас по тяге на винте будет также больше, и максимальная мощность выше, токопотребление выше, и нагрев мотора и проводов больше. Но, тут уже нужны расчеты.
Я не сказал еще о мощности потерь - тоже очень важный параметр. Но и так много букафф!
Вот сделал расчет для движков одной серии с RCTime в MotoCalc
Вот ссылка на альбом, можно увеличить поболее picasaweb.google.com/lh/…/rrco0G-sO-wn0OuB_KknYg?f…
Для меня параметр KV определяет диапазон напряжения для двигателя и примерные диаметры винтов, которые я могу использовать с ним. Другими словами, параметр KV мотора, является для меня отправной точкой для выбора двигателя к уже подобранному винту.
P.S. Как-то так я понимаю все это… Критика приветствуется! Если я понимаю что-то не так, прошу поправьте, буду благодарен!
Comments
Электрические потери зависят от силы тока и сопротивления системы. Поэтому стараются значение тока уменьшить за счёт более высокого напряжения.
С последним абзацем согласен.
Виктор, примерно такие мысли, только более подробно, освещал “Collapse” в своей теме и статье - rcopen.com/forum/f20/topic171881
Если этот пост о мультикоптерах, для там вроде как все ясно, и та картинка это потдверждает, что 750 кв - это оптимум для винтов 10-12 дюймов. Особенно учитывая 4S батареи, которые более эффективны. Я бы даже сказал для винта 12 кв 750 и 4S чуть многовато, ибо при резкой даче газа токи по 15-20А на регуле.
В расчете использована батарея 3S 3000, так как считаю именно их самым оптимальным вариантом для коптера от 1 до 1,5 кг веса. Батарея 4S даст те же параметры для таких же движков на заданной тяге, что и 3S, только максимум тяги на винте будет гораздо выше, да и время полета также будет выше за счет увеличения емкости батареи.
освещал “Collapse” в своей теме и статье
я очень благодарен ему за эту статью, с нее я начинал изучение RC моделей, однако в статье рассказано о выборе силовой установки для самолета, где скорость полета и другие динамические параметры являются важнейшими. Для коптеров важна именно статика.
Практика показывает, что при прочих равных параметрах, силовая часть, использующая повышенное напряжение, эффективнее.
У меня есть три различных двигателя для 450-го вертолета: на 3S, 4S и 5S. Ну и аккумуляторы для всех этих систем с примерно одинаковым весом: 3S 2200 А/ч, 4S 1800 А/ч, 5S 1800 А/ч. (какие были доступны на ХС). На 5S летает намного бодрее, чем на 3S, несмотря на то, что вертолет тяжелее на 60 грамм.
Причиной всему более высокий КПД при повышенном напряжении: выше напряжение -> меньше ток -> меньше потери в проводах и обмотках.
На 5S летает намного бодрее
Это явно видно из любых расчетов, так как у двигателя есть большой запас по оборотам, максимальное напряжение большое, следовательно и запас тяги больше, и отклонение стика газа на обороты воздействует сильнее - диапазон регулируемого напряжения гораздо выше. КПД играет роль, но не так сильно, как кажется Вам.
Из моих расчетов видно, что для создания одной и той же тяги на 12х4,5 винтах разным моторам требуется разный процент газа!!! КПД СУ будет меньше ненамного у движка 1300КВ, что сказывается на времени полета, но незначительно. Если разделить полученное время на четыре движка коптера, то разница получиться меньше минуты с движками в 750КВ
И еще, какое напряжение использовать для аппарата я не рассматривал, я рассматривал движки с разными КВ. Исходными данными для расчета были: винт 12х4,5; потребная тяга на винте 500 грамм. Необходимо определить: мощность двигателя для создания потребной тяги (напряжение и ток); положение ручки газа для данного режима; время работы на 3S 3000 батарее деленное на 4 (для квадрокоптера весом в 2 кг).
Все это на разных по КВ движках.
Это явно видно из любых расчетов, так как у двигателя есть большой запас по оборотам, максимальное напряжение большое, следовательно и запас тяги больше, и отклонение стика газа на обороты воздействует сильнее - диапазон регулируемого напряжения гораздо выше. КПД играет роль, но не так сильно, как кажется Вам.
Из моих расчетов видно, что для создания одной и той же тяги на 12х4,5 винтах разным моторам требуется разный процент газа!!! КПД СУ будет меньше ненамного у движка 1300КВ, что сказывается на времени полета, но незначительно. Если разделить полученное время на четыре движка коптера, то разница получиться меньше минуты с движками в 750КВ
Ну как бы не совсем явно. Не забывайте, что двигатель на 5S имеет значительно меньшее kV по сравнению с двигателем на 3S. В итоге обороты вала двигателя 5S будут равны оборотам двигателя 3S при равных значениях управляющего сигнала с приемника. И запас по оборотам будет идентичен. Так что только КПД играет роль, и эта роль существенна. А если просто поставить аккумуляторы 3S, 4S и 5S для питания одного двигателя и смотреть, какой режим лучше, то получится ерунда. Каждый двигатель должен работать в оптимальном режиме, т.е. при скважности импульса 0,8-0,9.
Насколько я знаю, вертолет - это сложная техническая система! У мультикоптера все проще: шаг винта фиксированный, мощность на дополнительный винт не отбирается, механических частей, редукторов -нет, ну и так далее. О вертолетах в классическом понимании - я пас, ибо самолетчик. Для мультикоптеров подходит теория самолетных движков в статических режимах.
В данном случае не важно вертолет это или квадракоптер. Вопрос лежит в области электропривода.
Для коптера важна приемистость двигателей (скорость реакции при изменении управляющего воздействия), поэтому продвинутые контроллеры скорости в качестве управляющей шины используют I2C и т.д. С точки зрения электропривода чем выше момент на валу двигателя, тем быстрее будут меняться обороты двигателя. При повышенном напряжении этот момент выше.
Виктор, опыт моих полетов подсказывает, что для коптера важен не только момент висения, но и запас двигателей по мощности. И рассматривая графики вижу, что мотор 750кв такого запаса мощности при равных винтах не имеет. И это очень проявляется когда вешаешь на коптер необходимый фотовидео груз, улетаешь метров на 50 вверх, а потом приземляешь его с дрожью на руках, что никогда толком не зная, успеет он затормозить у поверхности или нет 😃 поэтому при равных энергозатратах моторов серии 2830 я бы взял не 750, а 850kv (тем более для винтов 10x4.7), а кому то может 1000kv пригодится, так как многое зависит от окончательного вида коптера и требований к нему в плане грузоподьемности. А по батареям 3S, 4S все верно.
Когда я начал заниматься коптером с движками 1050КВ и винтами 10х4,5, то для меня было, мягко говоря дико, когда при даче газа ближе к середине коптер срывался вверх. Интуитивно (по самолетному) я убавлял газ, и коптер мчался вниз, я опять чуть газу, и он опять вверх. И так продолжалось до грубого приземления. Видео мое на пыльном поле тому свидетельство. Потому новичку не советую брать моторы с большим КВ на легкие коптеры - тяжело учиться, тем более переучиваться с самолетов. Когда речь заходит о тяжелых, да еще и с полезной нагрузкой, то здесь КВ лучше побольше, и естественно винт побольше, и мотор по мощнее и все отсюда вытекающее…
Да, еще не затрагивалась тема про легкие и тяжелые моторы - с разным КВ и разной мощностью движка - вот тут все еще интереснее, так как потребная тяга на аппаратах будет разная, обороты, винты и еще много всего…
по поводу трудности управления газом коптера тот тут рецепт один - настроить в аппе кривую газа, и коптер становится зависабильным как надо и можно сместить взлетный момент коптера с 2/3 стика на 1/2 хотя бы. Я сейчас летаю на квадрике 700kv с пропеллерами APC 11x4.7, (с 10x4.7 вообще не тянет и ест амперы ложками), хочу гексик построить, но для него как раз 10x4.7 хочу, поэтому буду брать скорее всего больший kv (850 скорее всего).
Скока понаписали то, KV двигателя надо подбирать в сответствии с количеством элементов в батарее те напряжением, соответсвенно подбираются винты чтобы нормально нагрузить двигать.
Я бы рассчитывал на 100% газе, чтобы элементарно ничо не сгорело ,при обычных полетах будет запас
О, Дима приветствую!
Ты своего коптера сильно на 100% газе мучаешь?
Виктор, ты помоему давал ссылочку на упрощенный калькулятор типа мотокалка, только в интернете, можешь повторить?
хочу гексик построить, но для него как раз 10x4.7 хочу, поэтому буду брать скорее всего больший kv (850 скорее всего).
Батарея то какая?
Можно вопрос перефразировать так.“звезда” или “треугольник”
"Обычно модельные бесколлекторные моторчики имеют три обмотки, соединенные “звездой” или “треугольником”, которые уложены в пазы статора. При соединении “звездой” получаем мотор с более высоким крутящим моментом и меньшими оборотами, а при соединении “треугольником” получаем более высокие обороты и меньший момент на валу. "
В треугольнике больше потерь уходящих в тепло,а значит меньше времени полёта,если я не ошибаюсь.
{"assets_hash":"a8b26fa7f6e768b07a72c8c9aadb9422","page_data":{"users":{"4149f6603df9550077793ab7":{"_id":"4149f6603df9550077793ab7","hid":4504,"name":"boroda_de","nick":"boroda_de","avatar_id":null,"css":""},"41b31a363df9550077792f62":{"_id":"41b31a363df9550077792f62","hid":5226,"name":"P_33","nick":"P_33","avatar_id":null,"css":""},"4683d68c3df9550077783119":{"_id":"4683d68c3df9550077783119","hid":24868,"name":"HATUUL","nick":"HATUUL","avatar_id":null,"css":""},"49c50dd23df9550077770492":{"_id":"49c50dd23df9550077770492","hid":45716,"name":"Maximus43","nick":"Maximus43","avatar_id":null,"css":""},"49ee64553df955007776ef40":{"_id":"49ee64553df955007776ef40","hid":47203,"name":"AlcoNaft43","nick":"AlcoNaft43","avatar_id":null,"css":""},"4a78aa473df955007776b6fe":{"_id":"4a78aa473df955007776b6fe","hid":51771,"name":"vlad_den","nick":"vlad_den","avatar_id":null,"css":""},"4c21b7183df955007775f5cf":{"_id":"4c21b7183df955007775f5cf","hid":68022,"name":"zvuk_Irkutsk","nick":"zvuk_Irkutsk","avatar_id":null,"css":""},"4d2ed4283df9550077757835":{"_id":"4d2ed4283df9550077757835","hid":78182,"name":"Covax","nick":"Covax","avatar_id":null,"css":""}},"settings":{"blogs_can_create":false,"blogs_mod_can_delete":false,"blogs_mod_can_hard_delete":false,"blogs_mod_can_add_infractions":false,"can_report_abuse":false,"can_vote":false,"can_see_ip":false,"blogs_edit_comments_max_time":30,"blogs_show_ignored":false,"blogs_reply_old_comment_threshold":30,"votes_add_max_time":168},"entry":{"_id":"4dc6c86a9970730077102b1a","hid":11767,"title":"Большое KV или маленькое? Каждый решает сам!","html":"<p>Назрела у меня мысль о том, что раз возникают некоторые спорные ситуации по поводу этого параметра бесколлекторных двигателей для коптеров, то нужно в этом разобраться поконкретней. Хотя мои знания термеха, электротехники и теории воздушных винтов и куча всего другого позволяли мне до недавнего времени самостоятельно и на уровне интуиции понимать процессы, протекающие в силовых установках моделей (хотя это понимание пришло не сразу).<br>\nИтак, основа силовой установки - <strong data-nd-pair-src=\"**\">винт</strong>! Он создает <strong data-nd-pair-src=\"**\">тягу</strong>. Тяга зависит в основном от <strong data-nd-pair-src=\"**\">диаметра</strong> винта и <strong data-nd-pair-src=\"**\">оборотов</strong> этого же винта, еще шаг также влияет на тягу (на одних и тех же оборотах винта, тяга будет больше у того, у которого шаг больше, но не столь значительно), но в основном он определяет скорость потока воздуха от винта. НО! Винт с меньшим шагом будет создавать бОльшую максимальную тягу при одной и той же мощности мотора.<!--cut</p>-->\n Все это актуально для статики, т.е. когда скорость аппарата равна нулю, например для режима висения. Мощность винта в этом режиме равна нулю, так как нет скорости.<br>\nДля вращения винта необходимо подвести мощность от мотора, которая напрямую зависит от оборотов винта, его диаметра и еще многих параметров, а в общей сложности от сопротивления, которое создает винт на заданных оборотах.<br>\nИ какая разница, какой мотор, с большим KV или меньшим, справиться с этим лучше? Разве мощность мотора в этом случае не будет являться первоочередным параметром?<br>\nВывод очевиден: для создания потребной тяги на винте нам нужен мотор соответствующей мощности. Мощность бесколлекторных моторов зависит от тока и напряжения, подаваемого регулятором.<br>\nВнимание, вопрос:<br>\nКакая разница между моторами, которые работают на одной и той же мощности, создавая на одинаковых винтах одну и ту же тягу? Кто из них быстрее “сожрет батарейку”?<br>\nОтвет: разницы никакой!<br>\nСоздать мощность в 100Вт можно током 10А и напряжением 10В. А можно сделать то же самое током 5А и напряжением 20В.<br>\nЭто в свою очередь отражается на положении ручки газа на передатчике в режиме висения: для моторов с меньшим KV при одинаковом винте и одинаковой тяге ручка газа будет отклонена больше, чем на моторах с большим KV. У моторов с большим KV запас по тяге на винте будет также больше, и максимальная мощность выше, токопотребление выше, и нагрев мотора и проводов больше. Но, тут уже нужны расчеты.<br>\nЯ не сказал еще о мощности потерь - тоже очень важный параметр. Но и так много букафф!<br>\nВот сделал расчет для движков одной серии с RCTime в MotoCalc</p>\n<p><a class=\"attach attach-img attach__m-sm\" href=\"https://rcopen.com/member68022/media/4dc6c9019970730077ba78c8\" target=\"_blank\" data-nd-media-id=\"4dc6c9019970730077ba78c8\" data-nd-image-orig=\"https://rcopen.com/member68022/media/4dc6c9019970730077ba78c8\" data-nd-image-size=\"sm\"><img class=\"attach__image\" src=\"https://rcopen.com/files/4dc6c9019970730077ba78c8_sm\" alt width=\"170\" height=\"150\"></a><br>\nВот ссылка на альбом, можно увеличить поболее<br>\n<a href=\"https://picasaweb.google.com/lh/photo/rrco0G-sO-wn0OuB_KknYg?feat=directlink\" class=\"link link-ext link-auto\" data-nd-link-type=\"autolink\" data-nd-link-orig=\"https://picasaweb.google.com/lh/photo/rrco0G-sO-wn0OuB_KknYg?feat=directlink\" target=\"_blank\" rel=\"nofollow noopener\">picasaweb.google.com/lh/…/rrco0G-sO-wn0OuB_KknYg?f…</a><br>\nДля меня параметр KV определяет диапазон напряжения для двигателя и примерные диаметры винтов, которые я могу использовать с ним. Другими словами, параметр KV мотора, является для меня отправной точкой для выбора двигателя к уже подобранному винту.</p>\n<p>P.S. Как-то так я понимаю все это… Критика приветствуется! Если я понимаю что-то не так, прошу поправьте, буду благодарен!</p>\n","user":"4c21b7183df955007775f5cf","ts":"2011-05-08T16:44:26.000Z","st":1,"cache":{"comment_count":20,"last_comment":"4dc8caf49970730077165740","last_comment_hid":20,"last_ts":"2011-05-10T05:19:48.000Z","last_user":"4d2ed4283df9550077757835"},"views":11642,"bookmarks":0,"votes":0},"subscription":null},"locale":"en-US","user_id":"000000000000000000000000","user_hid":0,"user_name":"","user_nick":"","user_avatar":null,"is_member":false,"settings":{"can_access_acp":false,"can_use_dialogs":false,"hide_heavy_content":false},"unread_dialogs":false,"footer":{"rules":{"to":"common.rules"},"contacts":{"to":"rco-nodeca.contacts"}},"navbar":{"tracker":{"to":"users.tracker","autoselect":false,"priority":10},"forum":{"to":"forum.index"},"blogs":{"to":"blogs.index"},"clubs":{"to":"clubs.index"},"market":{"to":"market.index.buy"}},"recaptcha":{"public_key":"6LcyTs0dAAAAADW_1wxPfl0IHuXxBG7vMSSX26Z4"},"layout":"common.layout"}
