Гибридный мультикоптер (ДВС-электро)

Air_Seller
Gapey:

если с двигателя снимать 2600 ватт , то с генератьра уже не больше 2000 ватт …
значит нужно делать так чтобы оно висело на ~1000 ватт …
при хороших моторах/пропах висение будет где то 10 грамм на ватт , те общая масса на более 10 кг …
бензомотор 2-3 кг , генератор будет столько же , + буферный аккумулятор LiFePo (про конденсаторы/ионисторы можно сразу забыть) + рама/моторы/пропы + горючего на 2 часа работы … и на полезную нагрузку уже просто ничего не остается …

Согласен. Нужно увеличивать мощность ДВС и/или снижать его массу.
Почему именно LiFePo? Не поплохеет ему разве от быстрых и частых зарядов/разрядов очень большими токами?
Также остаётся открытым вопрос по генератору.

Gapey

правильные LiFePo обеспечивают как очень большие токи разряда , так и заряда (порядка 10С) … это для отбора лишней мощности с генератора … особенно с неуправляемого генератора (такого как электромотор) … можно конечно поискать и LiPo с большими зарядными токами , но они тоже стоят недешево …
кстати у LiFePo есть еще один плюс (и одновременно минус) , при разряде напряжение на банках практически сразу падает до 3,3 вольт (номинал) и держится почти не падая почти до самого разряда . это с одной стороны минимизирует колебания бортовой сети , с другой не даст возможности контролировать остаток заряда по просадке напряжения под нагрузкой . придется ставить датчик тока и считать миллиамперчасы залитые/слитые в батарею за время полета .

представЪте , у вас какойто маневр с подЪёмом вверх, соответственно повышенное потребление , в первый момент отбор энергии идет с аккумулятора , дальше раскручивается генератор и берет всю или почти всю нагрузку на себя … следом идет маневр спуском вниз , потребление сильно падает , а генератор раскручен и напряжение на генераторе сильно подскакивает . если у нас именно генератор , то мы можем сбросить ток в обмотке возбуждения и быстро снизить выходную мощность , в случае же с бесколлекторником нам придется сбрасывать газ и ждать пока упадут обороты , а в это время избыток энергии нужно кудато сливать … боюсь что даже при использовании LiFePo придется городит балласт в виде галогенок для сброса мощности …

в идеале нужен легкий бензиновый двигатель с генератором на одном валу , чтобы избавиться от лишних ссоединений … но такое найти оч трудно …
с бесколлекторного мотора вы снимите где то треть той мощности на которую он рассчитан в качестве мотора … также не забывайте что модельные бесколлекторники рассчитаны на охлаждение набегающим потоком воздуха , те генератор еще нужно будет как то охлаждать …

SergejK
Gapey:

в идеале нужен легкий бензиновый двигатель с генератором на одном валу

Я тут давече баловался:
В пике снимал около 600Вт. Общий вес железа около 700г.

Air_Seller
SergejK:

Я тут давече баловался

Картинка не отображается

Gapey
SergejK:

Я тут давече баловался:
В пике снимал около 600Вт. Общий вес железа около 700г.

а что за моторы ???
ну и если можно хотябы несколько замеров обороты/напряжение/ток …

Air_Seller:

www.krohpit.ru/2013/11/hybrid...ation-rus.html Нелетающее воплощение задумки.

аж прочитал …
было интересно , но …
не получил самой главной информации , сколько удалось в конце концов выжать из генератора ??? хотябы на аквастаре …

SergejK
Air_Seller:

Мне видится оптимальным вариантом - БК мотор от того же самолёта/вертолёта типа Turnigy CA80-80, после него установить трёх-фазный диодный мост

Думаю это наиболее оптимальный вариант, в паре с буферными аккумуляторами. Донорский мотор для генератора по моим приблизительным прикидкам можно выбирать из расчета 200-250г массы мотора на 1кВт пиковой мощности. Тоесть на 2кВт пиковой мощности на мой взгляд вполне подойдет мотор массой грамм 500.

Air_Seller:

Какое напряжение будет на выходе этого авиа-двигателя в режиме генератора?

Напряжение будет исходя из рабочих оборотов и КВ генератора. Но при нагрузке на буферные аккумуляторы максимальное напряжение будет не намного больше, чем напряжение полностью заряженых буферных аккумуляторов.

Air_Seller:

Какое напряжение нужно моторам коптера с общим весом примерно 5-8кг?

Зависит от того, какие моторы вы поставите на него. Соответственно под это нужно будет подбирать и генератор.

Air_Seller:

Хватит ли вообще такого ДВС, чтобы поднять всю конструкцию

Если все верно подобрать, то должно хватить. Видео рабочих конструкций уже есть в сети.

Правда вся идея эта весьма специфичная… Шум, вибрациии… Очень все нужно продумать хорошо, чтобы оно вообще летало, не говоря уже о выигрыше, по сравнению с чистым электричеством.

Gapey:

а что за моторы ???
ну и если можно хотябы несколько замеров обороты/напряжение/ток …

Мотор Evolution 10GX, генератор - перемотаный Foxtech 5010.
Точных замеров не проводил, обкатывал мотор, пробовал настройки иглы, пока не переехал. Теперь шуметь негде. Но в общем и целом цеплял 7S аккумуляторы, на оборотах 12-14тыщ получал до 20-25А тока отдачи.

Gapey

а нелетающий товарищ похоже всетаки не остановился в своих изысканиях
www.krohpit.ru/2015/05/load-test-rus.html
он уже сделал еще 2 важных компонента для набортной энергоустановки -

  1. нагрузочные модули , он ими собрался тестировать генератор , но они также пригодятся для сброса излишней мощности генератора при резком уменьшении потребления , чтобы не гробить аккумуляторы.
  2. синхронный трехфазный выпрямитель , поможет сильно уменьшить потери …

из полезной для меня информации в предыдущей статье было то что для пуска нужно использовать автомобильный , а не самолетно/вертолетный регулятор … ну и на всякий случай с большим запасом по напряжению … регулятор не выходит из строя когда двигатель переходит в режим генератора …
также понравилось крепление генератороа к мотору … я бы пытался использовать штатные крепления , ято было-бы намного хуже …

SergejK:

Донорский мотор для генератора по моим приблизительным прикидкам можно выбирать из расчета 200-250г массы мотора на 1кВт пиковой мощности. Тоесть на 2кВт пиковой мощности на мой взгляд вполне подойдет мотор массой грамм 500.

те из SK3-6374 как у автора статьи , массой 850 грамм можно выжать в пике ту же мощность что он способен отдавать как мотор , 2700 ватт ???

SergejK:

перемотаный Foxtech 5010.

те из мотора реально выжать в пике его максимальную мощность …
а все кричали что только порядка 1/3 …

SergejK
Gapey:

а нелетающий товарищ похоже всетаки не остановился в своих изысканиях

Мне тоже понравилось, толково подходит к теме. Вы случайно не знакомы с этим автором?

Gapey:

те из SK3-6374 как у автора статьи , массой 850 грамм можно выжать в пике ту же мощность что он способен отдавать как мотор , 2700 ватт ???

Мне кажется вполне, при достаточной мощности приводного мотора. Греться будет конечно как кипятильник, но это все же пиковые мощности, на них и не нужно постоянно крутить.

Gapey

нет , с автором к сожалению не знаком …

SergejK:

это все же пиковые мощности, на них и не нужно постоянно крутить.

в коптеростроении оптимальным считается когда висим на ~50% …
похоже для генераторной установки придется сохранять тот-же принцип …
буферный аккум только сглаживает резкие скачки мощности и позволяет сесть при отказе генератора …

SergejK
Gapey:

в коптеростроении оптимальным считается когда висим на ~50% …
похоже для генераторной установки придется сохранять тот-же принцип …

Минимально возможная нагрузка на приводной мотор очень важна, во первых с точки зрения приемлемого расхода топлива. Если система будет жрать не в себя, то и смысла никакого от перехода на бензин не будет. Во вторых нагрузка влияет на ресурс - после двух полетов менять/перебирать мотор тоже смысла нет.

Gapey

итого , если брать за основу генератор на SK3 - 6374-192kv то получаем 2750/2 = 1375 ватт … поскольку у нас бензин который расходуется и потребление энергии уменьшается то вполне можно закладывать 1500 ватт в начале полета , соответственно 15 кг взлетный вес .
остается подобрать двигатель который без ущерба для своего ресурса может выдавать 1500ват …
вот теперь какой двигатель под него брать ???
максимальные обороты 8500 и более , пиковая мощность ~3000 вт
естественно бензин , только вот 2х или 4 тактный ???

SergejK
Gapey:

вот теперь какой двигатель под него брать ???
максимальные обороты 8500 и более , пиковая мощность ~3000 вт
естественно бензин , только вот 2х или 4 тактный ???

На том же хоббикинге есть несколько подходящих моторов. Масса в районе 1,5-2 кило.

Gapey

посмотрел по + - 2 и 4 тактных …
поскольку планируется долголет , то из за экономичности придется ставить 4х тактный …
ну из того что на ХК вобщем и выбирать особо нечего -
hobbyking.com/…/__46082__NGH_GF38_38cc_Gas_4_Strok…
из плюсов - более удобная для нашего случая система крепления …
3,8 лс = 2.8 киловат на максимуме …
по генератору можно будет сократиться до SK3 - 6364-245kv , заодно напряжение бортсети будет поменьше …
если перематывать то лучше оставить 6374 …

SergejK
Gapey:

из за экономичности придется ставить 4х тактный …

Интересный кстати вопрос… например этот 55 кубовый при том же весе имеет заметно большую макс мощность, в среднем работать должен вообще как налегке. Я вот не уверен, который будет потреблять меньше при этом. По ресурсу так он думаю точно выиграет.

Air_Seller
Gapey:

посмотрел по + - 2 и 4 тактных …
поскольку планируется долголет , то из за экономичности придется ставить 4х тактный …
ну из того что на ХК вобщем и выбирать особо нечего -
www.hobbyking.com/hobbyking/s...ke_Engine.html
из плюсов - более удобная для нашего случая система крепления …
3,8 лс = 2.8 киловат на максимуме …
по генератору можно будет сократиться до SK3 - 6364-245kv , заодно напряжение бортсети будет поменьше …
если перематывать то лучше оставить 6374 …

Какой примерный ресурс у модельных ДВС? Тут же на форуме встречал данные о десятках часов.
Считаю, что генерат должен быть равным и большим по мощности относительно ДВС. Иначе будет постоянно работать в предельных режимах.
Для совместной работы с ДВС от бензокосы должен подойти SK3 - 6374-192kv

Gapey

генератор должен просто не перегреваться … если перегреть , поплывут магниты и можно выкидывать … а так его ресурс практически ограничен ресурсом подшипников …
с двигателем все сложнее … там ресурс зависит от очень многих факторов …

гибрид делается ради увеличения времени беспосадочного полета …
чем больший запас по мощности двигателя , тем больше он весит и тем больше энергии будет уходить на то чтобы его таскать , соответственно нужно больше топлива … но , чем больший запас мы закладываем ( в разумных пределах) тем в более экономичном режиме он будет работать …

сколько ваша коса сможет проработать выдавая в среднем 1,5 кВт мощности ??? какие при этом обороты и какие максимальные обороты ??? сколько она будет потреблять топлива ??? без этого трудно что то даже примерно посчитать …

SergejK
Air_Seller:

Какой примерный ресурс у модельных ДВС?

Часто обкатку моторов оценивают в литрах полтребленного топлива - а это уже многие часы работы. Думаю бензиновые 30-50кубовые модельные моторы не сильно уступят (если уступят вообще) по ресурсу тем же бытовым.

Air_Seller:

Считаю, что генерат должен быть равным и большим по мощности относительно ДВС.

Думаю это лишнее. Как уже тут сказали, важно лишь чтобы он не перегревался.

Air_Seller:

Для совместной работы с ДВС от бензокосы должен подойти SK3 - 6374-192kv

А вот тут не все так просто. Очень важно в данном случае чтобы оптимальные обороты двигателя совпадали с оптимальной мощностью на выходе генератора. Отсюда важен подбор КВ генератора. Вполне возможно что в данном случае более моментные 4хтактники будут более универсальны, предъявляя меньше требований к точному подбору генератора. Но поскольку вся система всеравно будет работать в весьма узком диапазоне оборотов, то подобрав генератор к двухтактнику на оптимальных оборотах можно получить ту же мощность при заметно меньшем весе. Кроме того, есть еще другие вопосы, как сильные шум и вибрации, которые нужно будет серьезно демпфировать. А это опять дополнительный вес. Вобщем, как я уже и сказал, все нужно очень хорошо продумывать, чтобы оно вообще полетело. Просто так, взяв мотокосу из гаража скорее всего получится примерно так:

www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1806453&p…
Полететь то он полетел, но низенько низенько и очень не долго.

Gapey

тут либо перематывать генератор под то что нужно , и возможно придется не один раз , либо подгонять бортсеть под готовый генератор …
сначала делаем силовую установку , смотрим что у нас получается по питанию подбираем буферный акк и только потом выбираем пары мотор/проп для коптера …
сразу могу сказать что без перемотки SK3 - 6374-192kv будет не менее 8S ,

5yoda5
Gapey:

буферный акк

Или большой кондёр? Помнится мне, при разработке Ё-мобиля отказались от использования акков в пользу капов.

SergejK
5yoda5:

Или большой кондёр?

Думаю ответ именно в слове БОЛЬШОЙ. А ведь оно еще и летать должно в данном случае.

5yoda5:

Помнится мне, при разработке Ё-мобиля отказались от использования акков в пользу капов.

Там вообще много чего планировали… На автомобиле лишние пара-тройка кило веса всетаки не так страшны, как на летающем аппарате, зато кондеры проще, с лучшими характеристиками заряд/разряд и ресурс у них больше.