Гибридный мультикоптер (ДВС-электро)

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.

5yoda5
SergejK:

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

Без каких-либо цифр сложно что-либо сказать. В лучшем случае, что имеется - это ток висения. Но я его не знаю. К примеру, на моем коптере ток висения был 13-16 ампер. А когда подобрал другой акк - стал 7-9 ампер.
Какой кондер тут требуется - я не могу рассчитать. Но думаю что будет полегче аккумулятора. Даже супер-пупер автозвуковые кондёры на 1 ФАРАДУ весят в районе килограмма. А тут всего лишь цель - сгладить пульсации питания?
Кстати, в том топике звучал совет использовать капы.

SergejK:

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.

На Ё-мобиле отказались от акков из-за того, что при рекуперации возникали большие мгновенные токи, и акки неспособны были быстро всосать эту энергию.
Проблема Ё-мобиля в том, что не было четкого Т.З., а надо было чтобы “всё было супер-пупер”.

И тут я тоже пока не вижу никаких цифр.

SergejK:

Полететь то он полетел, но низенько низенько и очень не долго.

Насколько я понял, товарищ то ли продал свой коптер два года назад, то ли продает его до сих пор… Но никаких новостей за два года так и не было.

SergejK
5yoda5:

И тут я тоже пока не вижу никаких цифр.

В сети например есть сравнение плотности энергий:
“Плотность энергии ионисторов пока ещё в несколько раз меньше возможностей аккумуляторов. Например, плотность энергии ионистора BCAP3000 3000Ф x 2,7В массой 0,51 кг составляет 21,4 кДж/кг. Это в 7,6 раз меньше плотности энергии свинцовых электролитических аккумуляторов, в 25 раз меньше литий-полимерных аккумуляторов, но в десятки раз больше плотности энергии электролитического конденсатора.”
Плюс если глянуть на цену этого ионистора, то вопросы вообще мне кажется отпадают. Но самое главное аккумулятор позволит гораздо лучше стабилизировать напряжение на выходе генератора.

Gapey

вопрос о сглаживании не стоит … там частота будет достаточно высокой, да еще и три фазы … думаю хватит кондеров в регулях …
задача буферной батареи компенсировать резкие скачки потребления при маневрах …
с резким увеличением потребления аккумуляторы справятся легко , а вот с резким уменьшением намного хуже …
но тут ситуация не так критична как в автомобиле , нам нужно кратковременно слить энергию с раскрутившегося генератора , пока он не сбросит обороты … ну может еще моторы чутка подкинут если они будут с рекуперацией …
в авто при рекуперации выделяется ну очень много энергии и значительно большее время …
ИМХО для гибрида коптера лучше всего подойдут LiFePo A123 …
банки 26650 даже при 1С обеспечат аварийную посадку аппарата при выходе из строя силовой установки , а также смогут перехватывать ток до 26 ампер с генератора без ущерба для себя … думаю что и резкие скачки до 50-60 ампер полсекунды-секунду они выдержат …

5yoda5
SergejK:

сравнение плотности энергий

Плотность энергии - суть хранение и последующее использование запасенной заранее электроэнергии.
У нас задача - просто сгладить пики по питанию, которые получаются на выходе генератора. Почему-то для сглаживания того же РССИ ставим RC фильтр именно с конденсатором, а не с ионистором и тем более не с аккумулятором. Да, при этом не преследуется цель запасти энергии РССИ сигнала 😃 а преследуется цель сгладить скачки.
То же и тут. Мы летать в конечном итоге хотим на акке или всё-таки на генераторе от бензина?


Пожалуй, я соглашусь с вами. Просто режимы работы будут меняться достаточно сильно, и какой-то штатный фильтр питания подобрать будет сложно. И аккумулятор с этой задачей должен справиться, при условии что токи зарядки не будут превышены.

Но повторюсь ещё раз, это всё умозрительно, пока не будет известен характер питания.

Gapey:

задача буферной батареи компенсировать резкие скачки потребления при маневрах

Я тоже об этом подумал, поэтому согласился.