Электродвигатель outrunner в воде
p/s/ я думаю ванны будет достаточно…
Как подтвердил эксперимент, маловато будет.
В таком объеме вода разгоняется очень быстро и винт работает практически вхолостую.
Кроме того винт надо погрузить достаточно глубоко, чтобы исключить подсасывание воздуха с поверхности.
А в чём смысл измерения тяги, я ж не разные гребные винты
Так без него вообще ценность эксперимента мала. Только еще раз убедиться, что БК таки работает в воде.
Интересно узнать соотношение оборотов, тяги и потребляемой энергии, чтобы можно было подходить к подбору ВМГ более осознанно.
Да, применительно к конечной цели, желательно экспериментировать не только с менее оборотистым двигателем, но и с малоскоростными, тяговитыми винтами. Тот, что использовали, больше подходит для скоростных моделей. Все таки подводные аппараты работают на очень малых скоростях, но требуют достаточно большой тяги.
Хех, видимо переволновался и забыл даже первоначальный замысел…)
Снял гребной винт, включил в воде - потребляемая мощность около 120W.
Ну, по этому поводу можно сильно не заморачиваться. Нагруженный двигатель, тем более оптимизированный для подводного аппарата (см.выше), будет работать на значительно меньших оборотах и доля потерь на вращение ротора будет тоже гораздо меньше. Я бы пока не стал тратить время на возню с заливкой ротора, есть шанс разбалансировать двигатель и потом потратить еще больше времени на его балансировку. Достаточно закрыть окна с одного торца. Когда не будет проточного потока, внутренний объем воды достаточно быстро разгонится почти до скорости ротора и, с учетом снижения оборотов в нагруженном режиме, этим можно будет пренебречь.
P.S. Да, в Москве гребные винты можно купить в Термике.
Есть трехлопастные, для обоих направлений вращения,
и четырехлопастные.
А можете измерить ток холостого хода до погружения и после погружения, т.е. без винта? С контролированием напряжения питания на батарее. А заодно сообщить KB и сопротивление обмотки мотора.
Снял гребной винт, включил в воде - потребляемая мощность около 120W. Таким образом, 2/3 мощности двигатель расходует на сопротивление вращению в воде, КПД 30%
Обращаю внимание на главную ошибку. в вязкой среде(в воде) сопротивление среды пропорционально кубу скорости(в воздухе квадрату). поэтому большие обороты в погруженном состоянии противопоказаны! У тебя в опыте для KV1000 при 11.1В обороты должны быть порядка 10000, разумеется ни чего хорошего при этом не жди. но на оборотах в 1000-2000 КПД стал бы совсем другой. проверяй, прямо на этом же моторе. попробуй по десятку точек построить зависимость ток/обороты, в погруженном и не погруженном состоянии, то же можно сделать под нагрузкой - винтом,сравним )).
Во всяком случае коллекторный мотор 12в мощностью всего 150 Вт с низким КВ реально крутит в воде трехлопастный пропеллер диаметром 90мм на оборотах 1500-2200(пасп.) при токах 8/15А на этих оборотах и кпд получается совсем другой…
Эдуарду
Вода разгоняется, но изменения при этом энергопотребления двигателя не наблюдается - видимо скорость набегающей воды в эксперименте пренебрежительно мала или вы что-то другое имели ввиду?
Касательно измерения оборотов - согласен, без них исчерпывающей картины не получить…
Касательно низкоскоростных тяговитых безколлекторников - я таких не увидел в инет-магазинах. Если есть двигатели, выдающие несколько киловатт при 40 тыс. оборотов в минуту, то как-то непонятно, зачем брать за почти ту же цену и те же габариты двигатели с KV менее тысячи, развивающие мощность всего в несколько сотен ватт.
Проведенный эксперимент показал, что даже для 1000KV двигателя из его 200 ватт мощности на вращение в воздухе расходуется 20, и еще 100 на преодоление воды. На полезную нагрузку остается лишь 80W, то есть потери 60%
Возникает вопрос - не эффективнее ли оставить вращаться двигатель в воздухе, снабдив его редуктором и герметизацией через торцевое уплотнение либо магнитную муфту. Это в планах. Ну а когда со скоростью и угловым моментом на гребном валу станет яснее, уже буду подбирать винт, чтобы использовать мощность по-максимуму.
За идею заделать отверстия с одной стороны спасибо, вечером отпишусь 😃
Михаилу
Вроде это выше есть. На суше мощность 15W при напряжении 11V, соответственно ток чуть больше ампера.
В воде под нагрузкой напряжение проседает до 10V.
Без лопастей 120W или 12А
С лопастями 200W или 20А
Про мотор написано, что ему требуется регулятор 15-25А, то есть 20А видимо и есть его рабочая граница. Его KV=1000. Как определить сопротивление обмотки - там три провода?
Как определить сопротивление обмотки - там три провода
Через любые два вывода последовательно (по очереди) подаешь заданный разрядный ток (1-3А) от батареи с помощью зарядно/разрядного устройства. Мультиметром измеряем падение напряжения на этих выводах, по закону Ома считаем сопротивление.
А почему, всего при 12А, проседает напряжение на батарее? Точнее бы ток измерить.
не эффективнее ли оставить вращаться двигатель в воздухе, снабдив его редуктором и герметизацией через торцевое уплотнение либо магнитную муфту.
Вот картинка для размышления
Планетарный редуктор для э/моторов типа “400” с валом 4 мм
Редукция - 3,8:1
Ценник в столице в розницу -400р … и пользуй в свое удовольствие дешевые моторы с высоким КV
Проведенный эксперимент показал, что даже для 1000KV двигателя из его 200 ватт мощности на вращение в воздухе расходуется 20, и еще 100 на преодоление воды. На полезную нагрузку остается лишь 80W, то есть потери 60%
Есть несколько новостей:
Первая 200 Ватт мощности ограничено еще и тем что это ограничено теплом которое рассеивается корпусом. Погруженный в воду мотор имеет отличную теплоотдачу в воду и не только корпусом но и напрямую обмотками. значит есть возможность подать ему на вход в двое-трое больший ток и получить соответственно не 200, а все 400-600 ватт или более.
вторая 10,20,40 тыс. оборотов. зачем они нужны на подводном судне? или желаете изготовить торпеду?
Есть смысл пойти как то вот таким путем использовали ровно подобный же мотор 1000KV и того же примерно габарита/мощности.
задача та же.
И очень не плохо было бы мотор перемотать, проводом потоньше, и витков побольше, либо если провод как обычно намотан пучком то мотать меньшим количеством… KV уменьшится сильно, в разы. главное не гнаться за оборотами в погруженном состоянии. 2000-4000 об/мин для погружного устройства - потолок.
Я с работы пишу с телефона, вечером на посты отвечу, вопросам и предложениям всегда рад 😃
Касательно измерения оборотов, единственное что нашел в Москве, это датчик оборотов, цепляющийся к спектрумовскому модулю телеметрии. Но он и стоит 920 руб. и самое главное, мне приемник с модулем телеметрии из вертолета вытаскивать придется, а это морока.
В идеале нужна платка, подключаемая в разрыв проводов на двигатель и отображающая обороты на встроенном табло. Никто ничего подходящего не видел?
В личке ссылка на тахометр… и ничего не надо вытаскивать ниоткуда… правда он оптический (не в разрыв)
Я брал на ХК такую приблуду.
единственное что нашел в Москве, это датчик оборотов, цепляющийся к спектрумовскому модулю телеметрии. Но он и стоит 920 руб. и самое главное, мне приемник с модулем телеметрии из вертолета вытаскивать придется, а это морока.
остается взять ардуинку или любой из совместимых контроллеров подать одну фазу с мотора на счетный вход, через делитель и посчитать “в лоб” от нескольких герц и до 13МГц примерно все нормально считается.
А заодно сообщить KB и сопротивление обмотки мотора.
Мультиметр показывает между любыми тремя проводами сопротивление 0,3 Ома (поправку на собственное сопротивление прибора сделал).
попробуй по десятку точек построить зависимость ток/обороты, в погруженном и не погруженном состоянии
Пока нет тахометра, попробую сделать зависимость “ток/отклонение стика”, у меня пульт умеет цифровое значение канала показывать, спасибо за идею.
Планетарный редуктор для э/моторов типа “400” с валом 4 мм Редукция - 3,8:1
Маловато будет, надо от 38:1 😃 Спасибо
2000-4000 об/мин для погружного устройства - потолок.
Я тоже так вначале думал, потому и начал с проектирования магнитной муфты в удалённой ныне теме. Но решил опытным путём расставить все точки над i. В видео - я его раньше встречал, но не понимаю разговорный английский…
В личке ссылка на тахометр… и ничего не надо вытаскивать ниоткуда… правда он оптический (не в разрыв)
Как я понимаю, там есть отражающая полоска, которую я наклею на бок двигателя. Вроде бы должен сработать и для случая, когда двигатель под водой. Ну и ссылку вряд ли кто сочтёт рекламой бренда - пусть будет hobby-park.ru/…/lazernyj-cifrovoj-tahometr-dt-2234… инструменты это важная часть эксперимента. Договорился, что сегодня заберу около 21 часа.
остается взять ардуинку или любой из совместимых контроллеров
В этом у меня опыта ещё нет, к сожалению. Если оптический не будет работать, куплю датчик от спектрума и вытащу из вертолёта приёмник с модулем телеметрии. Надеюсь связываться с улиткопочтой России не придётся. Спасибо за ссылку.
Завтра я в отпуск на две недели уезжаю, сегодня попробую построить кривую и завтра утром успеть купить и испытать оптический тахометр.
Оптический тахометр купил, замерил кривую обороты/мощность в воздухе.
В воде мерить тяжело, пока придумал как, посадил батарейку. Завтра утром две кривые выложу. Из хороших новостей - двигатель выдаёт больше 10 тыс оборотов в минуту в воздухе, как и должно быть.
скоро и мои движки приедут- уже сортировку покинули - ух поэкспериментируем.
если смогу-подцеплю ардуину- посчитаю обороты
C измерением оборотов в воде оптическим тахометром большие сложности. Проведя несколько десятков замеров что-то нарисовал, но это больше является моим предчувствием, как мог бы выглядеть график. Надо искать тахометр, который ставится в разрыв питания двигателя.
На диаграмме синяя линия это мощность в воздухе, значения на правой шкале.
Красная линия - мощность в воде, значения на левой шкале.
Из положительного - двигатель вроде бы развивает 10тыс. оборотов в минуту и под водой.
Поехал отдыхать, продолжение следует.
зависимость “ток/отклонение стика”
боюсь что эта зависимость мало что покажет, больно уж много промежуточных зависимостей.
Из положительного - двигатель вроде бы развивает 10тыс. оборотов в минуту и под водой.
Почему бы ему и не развить их. если нагрузка относительно не велика. все же странно получается, что у тебя в воде мощность потребляется меньше чем на воздухе? либо где то ошибки в замерах?
странно получается, что у тебя в воде мощность потребляется меньше чем на воздухе? либо где то ошибки в замерах?
Пока мы имеем только замер чего то … без осмысления для чего это нужно.
это два графика наложенные друг на друга… ни о чем… ибо масштаб мощности отличается в 10 раз… ну и? из этого следует что рост потребляемой мощности от оборотов носит примерно линейный характер что на воздухе что в воде… вроде это не новость.
Имеет смысл замер токопотребления в режиме мотор в воде/на воздухе, но при условии что в обоих случаях двигатель нагружен на винт погруженный в воду…причем надо еще и контролировать тягу винта, для корректного замера. вот тогда это информация к размышлению.
Поехал отдыхать, продолжение следует.
Отдыхай - не забивай голову )))
…для чего это нужно
Вот самый главный вопрос. А может я что-то пропустил?
Поделюсь своим опытом. Вставил в кулер от Б.П. компа самодельный аутранер ватт на 60, сунул в воду - тяга приличная, для моих целей хватает. Охлажление - сами понимаете - идеальное!А вот, регуль пыхтит и плачет!
Надо бы помощнее, с запасом процентов на 300! А то и более! Пусть КПД падает, зато дёшево и радует.
P.S. Надеюсь, щучка мой катерок не победит!
На отдыхе забивать голову и чистить нос (ковырянием) мне ничего не мешает, это не руками что-то делать…)
Для чего нужно. Моя цель - определиться с приводом подводного аппарата. На настоящий момент есть три варианта:
- Безколлекторный аутранер, погружённый в воду.
- Он же в воздушной капсуле с герметизацией через торцевое уплотнение.
- С герметизацией через магнитную муфту.
Все три варианта имеют разную себестоимость и эффективность. Так как у варианта №1 себестоимость нулевая, решил начать с него. Дополнительный вопрос - сможет ли он долго проработать, в том числе с заменой подшипников качения на подшипники трения и промазки водонепроницаемым лаком всех проводов.
Требуется определить, каковы потери энергии на работу двигателя без нагрузки. Именно сравнением потерь на работу без нагрузки в воздухе и в воде я и занялся. Далее в планах сделать то же самое для торцевого уплотнения и, если ещё будет актуально, для магнитной муфты.
А если попробовать от “печки”? т.е. для начала оценить сам подводный аппарат, его планируемое водоизмещение, длину, желательную скорость движения, прикинуть сопротивление, а потом уже и подбирать мотоустановку, а то станет очевидно, что моторы с KV более 300, просто не нужны, все эти эксперименты в пустую. Просил же измерить сопротивление мотора, нарисовал бы Вам графики для Вашего мотора и в воздухе и в воде. Не бывает абстрактной мотоустановки, она всегда конкретная, под конкретный аппарат и условия движения. Оценочные расчеты можно посмотреть у Сахновского 4 глава, одна таблица (у меня стр.5) всего 3 формулы. Считаем относительную скорость от длины (Фруд), сопротивление через водоизмещение и качество (качество см. график на стр.3, можно принять 20 сильно не ошибемся), и определяем необходимую мощность двигателя. Дальше будем подбирать винт с Ш/Д примерно 0,8-1 и мотор с необходимыми оборотами.
Просил же измерить сопротивление мотора, нарисовал бы Вам графики для Вашего мотора и в воздухе и в воде
Ну так я же измерил - 0.3 Ома (пост 24.05.2013 19:12)
Прикинуть сам аппарат не могу потому, что неясны габариты мотоустановки. То ли это просто двигатель, то ли герметичная капсула с редуктором внутри. Если уж делать редуктор, то с большим передаточным числом, а это тоже габариты.
Наиболее оптимальная (распространённая) форма это центральная капсула с видеокамерой и электроникой, по бокам от неё два маршевых движителя и третий движитель для задирания/опускания носа. Например гном микро www.gnom-rov.ru/products/gnom-baby/
Аппарату надо преодолевать течения (в реках они бывают значительны) и таскать кабель с поверхности. В идеале хорошо, если бы он был достаточно подвижным, чтобы отпустить его недалеко от берега и гонять под водой, пока хватает кабеля. Ну как обычно, лишней мощи не бывает…