tuning fabrycznego silnika HXT 80-85-A 250Kv

[tomekr]

Właśnie przymusowo zakończyłem próby silnika :evil: :devil: usmażyłem regulator Turnigy 120A-HV. Puściłem silnik bez obciążenia, powoli go rozkręcałem - całkiem ładnie chodził i przy maksymalnych obrotach szarpnęło silnikiem i wyrwało mi go z ręki, zawinął na sobie kable, zwarł coś i usmażył regulator. Silnik ruszył bardzo obiecująco, maksymalny prąd jaki zaobserwowałem to 4,5A (takiego się spodziewałem), czuć było różnicę w "powerze" i przez to wyrwało mi go z ręki. Regulator przy wychyleniu drąga do maksimum przechodzi w tryb maksymalnej mocy, czy obrotów, coś takiego. Zaczyna migać czerwona dioda i silnik dostaje niewielkiego kopa tzn. wcześniej tak było, teraz to wyrwało mi silnik z ręki. Prawdopodobnie zmienia wtedy kąt wyprzedzenia z 0 na ustawiony (tym razem 7,5°), ale na razie tego nie zweryfikuje. Tak podejrzewam, bo sprawność napędu pracującego bez wyprzedzenia jest większa, a wyprzedzenie kąta komutacji (chyba dobrze to nazwałem) ma znaczenie tylko przy pełnej mocy i takie rozwiązanie miałoby sens. Poniżej zdjęcia regulatora od środka:

 

http://rapidshare.com/files/376337014/reg120AHV1.jpg.html

http://rapidshare.com/files/376337015/reg120AHV2.jpg.html

 

Ciekawe, czy mają płytkę z tranzystorami mocy jako część zamienną i ile może kosztować, przelutowanie płytki procesora nie jest specjalnie kłopotliwe. Tranzystorki w nieznanych mi obudowach, może i by je gdzieś wykopał, ale podsmażona płytka jest nie do uratowania, zawsze będzie dawać zwarcie. Na razie wielka :ass:

[Ładziak]

A nie było tak, że silnik wszedł na zbyt duże obroty - bez obciążenia - i regulator się pogubił, czego wynikiem było szarpnięcie?

Taką krowę to bezapelacyjnie trzeba było przykręcić do czegoś na czas testów. Wiem, wiem... też bym pewnie próbny rozruch w łapie robił

[tomekr]

A nie było tak, że silnik wszedł na zbyt duże obroty - bez obciążenia - i regulator się pogubił, czego wynikiem było szarpnięcie?

Taką krowę to bezapelacyjnie trzeba było przykręcić do czegoś na czas testów. Wiem, wiem... też bym pewnie próbny rozruch w łapie robił

Dzięki, że nie potępiasz okrutnie mojej nierozwagi, następne próby na pewno zrobię po przyśrubowaniu silnika do czegoś cięższego i większego. Mogło tak być jak mówisz, ale w rzeczywistości nie trzymałem zbyt mocno silnika, palcami przyciskałem do stolika łapy/krzyżak, tak, że trudno mi ocenić jak mocne było szarpnięcie - mogło to być to co mówisz, ale przy poprzednich próbach, gdzie obroty były sporo wyższe regulator nie pogubił się ani razu, natomiast za każdym razem jak dochodziłem do maksymalnych obrotów silnikiem lekko szarpało, zwiększały się skokowo obroty i zaczynała migać czerwona dioda na regulatorze. Podczas testów przewiniętego silnika wyraźnie czułem, że ma więcej poweru, przy podnoszeniu obrotów silnik bardziej zdecydowanie reagował na nawet delikatne zmiany gazu. Nowe uzwojenie nie dość, że ma więcej zwoi, to jeszcze ma mniejszą rezystancję stare parametry to 6zw/17,8mΩ-faza/11,4mΩ-silnik nowe parametry to 8zw/15,1mΩ-faza/10mΩ-silnik, jest to efekt 70-80% większej ilości miedzi w silniku. Dalsze losy regulatora, który pewnie finalnie zaliczy coś w stylu śmietnika opiszę w poście http://pfmrc.eu/viewtopic.php?t=27064

[tomekr]

Jeszcze na koniec zdjęcie całego przerobionego silnika

 

http://rapidshare.com/files/376679765/silnik10.jpg.html

Trochę grube przewody, ale nie miałem cieńszych. Oczywiście przewody bieliłem mocno rozgrzaną na gazie kolbą z dodatkiem dużej ilości cyny z kalafonią.

Jak się uporam z regulatorem dokończę temat pomiarami silnika.

[skazoo]

Tomku, gratuluję wytrwałości w nawijaniu (fakt że większe silniki nawija się dużo łatwiej niż małe) niemniej ciekaw jestem ile masz mm3 magnesów w rotorze (to dosyć mocno ogranicza maksymalną moc i moment obrotowy silnika). Czy jesteś przekonany że 4xM5 będzie wystarczające przy takiej mocy i momencie silnika? Zastanawiałeś się nad dorobieniem z tyłu silnika łożyska oporowego? Niestety łożyska kulkowe zastosowane w tych silnikach bardzo kiepsko znoszą obciążenia w osi wału.

[hubert_tata]

Tomku, piękny tuning, dużo dobrej roboty.

Jedno co mnie martwi, to właśnie sam przedmiot do tej przeróbki, czy aby wart jest wkładanej pracy i czy wytrzyma mechanicznie większą moc?

Konkretnie, czy materiał jest naprawdę duralem o dobrych własnościach.

Mogłeś to zaobserwować podczas toczenia - twardy materiał ma inny wiór.

U mnie w dużo mniejszym silniku gwintów było 8 i w trakcie pracy silnika, a właściwie testów, niestety kolejno się zrywały (czyli podzielam obawy Marcina).

 

PS

Tak doświadczonemu silnikowcowi nie wypada sugerować, że szarpnięcie mogło być spowodowane odklejeniem magnesu (w modelu to słychać , a w ręku może było łagodniej).

[tomekr]

Tomku, gratuluję wytrwałości w nawijaniu (fakt że większe silniki nawija się dużo łatwiej niż małe) niemniej ciekaw jestem ile masz mm3 magnesów w rotorze (to dosyć mocno ogranicza maksymalną moc i moment obrotowy silnika). Czy jesteś przekonany że 4xM5 będzie wystarczające przy takiej mocy i momencie silnika? Zastanawiałeś się nad dorobieniem z tyłu silnika łożyska oporowego? Niestety łożyska kulkowe zastosowane w tych silnikach bardzo kiepsko znoszą obciążenia w osi wału.

Generalnie jakieś obawy co do wytrzymałości są, nie mniej nie zdecydowałem się na takie rozwiązanie tylko na nos i tak:

1) podstawowe obawy budził gwint w korpusie aluminiowym, ale z racji głębokości gwintu w granicy 8mm i większej niż średnica uznałem, że ma szanse wytrzymać, tym bardziej że powierzchnia walca o średnicy podziałowej gwintu to ponad 110mm2 i przy założeniu, że połowa tego przekroju pracuje na ścinanie, oraz wytrzymałość aluminium odlewanego (nie najpodlejszego oczywiście) to ok. 20MPa to można wyliczyć, że siła zrywająca gwint to ok. 1100N (110kG) na cztery śruby daje to ok. 440kg - oczywiście chcę nadmienić, że wytrzymałość stopu PA6 (typowe duraluminium) to jest ok. 160-200MPa. Oczywiście trzeba z polowe odjąć na wstępne napięcie śrub, ale to i tak wystarczająco. Wynika z tego, że winny jest montaż za to co odlatuje, bo jedna śruba może nie wytrzymać - wniosek stosować klej do zabezpieczania gwintów.

2) Wytrzymałość śrub też nie budzi zastrzeżeń; średnica rdzenia śruby to 4mm, przekrój to 12,5mm2, przy Re=195MPa (dla podłej stali St3) granica plastyczności dla śruby to 2450N (~245kG), można przyjąć, że wytrzymałość zmęczeniowa to ok. 60% tej wartości czyli 1470N (~147kG). Dla słabiej obeznanych wytrzymałość na zerwanie oznaczone jest Rm - dla St3S jest na poziomie 350MPa, ale w konstrukcjach obciążonych dynamicznie jest bez znaczenia. Reasumując 4 śruby wytrzymają na pewno 600kG obciążenia.

3) wstępne napięcie śrub, zakładam, że moment przenoszony jest przez siłę tarcia: talerzyki mocujące śmigło mają średnicę 50mm, otwór pod śmigło to 12mm, średnia średnica przenoszonego momentu to (w dużym uproszczeniu) 1/2x(12+50)=31mm, moment obrotowy przenoszony przez mocowanie to 6000[W]/(100[obr/sek]x2xPi)=9,6[Nm], stąd wymagana siła docisku to 2x1000[mm/m]x9,6[Nm]/(31[mm]x0,5)=1238N , przy współczynniku tarcia 0,5. Dodatkowo korzystnie wpływa kształt talerzyków, pogrubionych na zewnątrz, tak aby moment był przenoszony na wiekszej średnicy, przyjmę wartośc docisku 2 razy większą (współczynnik bezp.) czyli 2500N. Moment dokręcajacy nakrętek 625[N]x0,00225[m]/(0,2/sin30)=3,5Nm, kat zarysu gwintu 60, współczynnik tarcia 0,2 .

Generalnie wytrzymałośc jest OK. pod warunkiem, że wszystkie śruby trzymają, problemem może byc niewyważone śmigło, które moze dawać dosyć duże obciażenia dynamiczne na łapach i tak naprawdę trudne do oszacowania, nie mniej nie powinny przekraczac nosności dynamicznej na łożyskach. Katalogowo nośnośc przednich łożysk to 1950N, dla 2 szt to jest 3900N pomniejszone przez współczynnik dla pary łożysk, należy przyjąć maks. obciążenie dynamiczne 0,8x3900=3120N . Przełożenie sił - dźwignia wychodzi ok. 76mm/38mm=2, czyli maksymalne siły na śrubach mocujących krzyżak do silnika to 6240N, rozkładający sie na 2 sruby, czyli obciążenie jednej śruby to max 3120N. Wkręty lepszej jakości klasy 10 na pewno wytrzymają te obciążenia, problem jest z gwintem, jaśli jest to rzeczywiście dural to nie ma problemu, jeśli odlew ze zwykłego stopu odlewniczego to pewnie trzeba będzie robić gwint M6. Można jeszcze założyć gumowe tulejki amortyzujące zmniejszające te obciążenia.

 

Jeśli chodzi o łożysko oporowe to na razie nie przewiduję, obciażenie wzdłużne przenosi słabiej obciążone poprzecznie łożysko tylne, tak że pewnie wystarczy ono. Ponadto jest duże prawdopodobieństwo, że łożyska przednie padają przy wkładaniu wirnika w stator, siła jest tak duża, że wali on o łożyska.

Magnesów jest 25760mm3, ale są jeszcze pomiędzy magnesami zwory magnetyczne zamykające pole, tak na 1/2 grubości magnesu. Myślę, że to co jest wystarcza na efektywne przeniesienie ok. 3300-3500W i na to liczę. Chcę, żeby zestaw napędowy miał maksymalna sprawność przy ok. 80A i tak mniej więcej wychodzi w kalkulatorze Dulasky, jest to optymalny zakres, bo takie średnie obciążenie przewiduję i silnik 80% czasu pracuje przy takim obciążeniu, maksymalne 120-140A wykorzystywane jest tylko przy wyjściach z figur.

 

Na razie idę oglądać TV

[tomekr]

hubert_tata, Dorwałem inny regulator coś takiego jak Hobbyking SS Series 60-70A ESC i sprawdziłem silnik po przykręceniu go do stołu. Regiel jest do pakietu 8S, ale wytrzymał 10S LiFe i na biegu jałowym prąd silnika to ok. 5A przy 33V zasianiu, tak więc magnesy są OK, Kv wyszło 208, tak więc wszystko w jak najlepszym porządku, no może z wyjątkiem słabego wyważenia wirnika.

Przy nawijaniu silnika najwięcej roboty to było z bieganiem po pokoju z drutem 72 razy tam i z powrotem i tak 4 razy (raz było 54 razy i na marne) :wink: .

Te obliczenia wyżej popełnione to były naprędce robione, w trakcie przeróbek, teraz musiałem to zebrać do kupy, kalkulator jest zawsze przydatny.

[tomekr]

Ostatnio w wolnej chwili przygotowałem sobie proste stanowisko do pomiaru ciągu silnika i zrobiłem parę wstępnych prób. Na pakiecie 10S3P LiFe osiągnąłem jak na razie 11,5kG ciągu, trochę mniej niż się spodziewałem ( liczyłem na jakieś 13kG), może po doładowaniu pakietów dociągnąłbym do 12,5-13kG, ale i tak widać, że to sporo za mało bo potrzebuję jakieś 18-20kG. Moc maksymalna pobierana to było ok. 2570W i 92A odczytane z watmetera Turnigy. Na logach z regulatora jest jakieś 97A, ale te logi są zawyżone o jakieś 5A, tyle regulator pokazuje bez pracującego silnika. Na początek spróbuje jeszcze na pakiecie 12S3P, może dociągnę do 13-14S, ale mam nadzieję, że wystarczy pakiet 12S, bo większe to już trochę za ciężko będzie. Oczekuję, że przy jakiś 130A-140A osiągnę swój cel, potrzebne będzie dobre chłodzenie regulatora. Parę zdjęć.

Logi z regutara

 

Moje stanowisko do pomiaru ciągu, przymocowane do przyczepki, bo stół to by odleciał

 

Szczegóły budowy - deska z silnikiem przymocowana jest na 2 cienkich blachach do podstawy, przy wskazywaniu 20kG ciągu jest go w rzeczywistości 20,3kG, czyli takie mocowanie powoduje błąd -1,5% w zasadzie liniowy i łatwy do skorygowania.

 

Do pomiaru ciągu używam wagi wędkarskiej o działce 0,01kg i zakresie 35kg, kupiona na allegro za jakieś 50zł. Waga pokazuje 10,98kG, maksymalnie na świeższych (ale nie naładowanych na full) akumulatorach było 11,5kG.

 

Kolejna próba silnika na pakiecie 12S3P LiFe, uzyskałem ciąg 15,3kG przy prądzie 120A, moc szczytowa to 4,0kW (odczyty z watomierza Turnigy), logi z regulatora poniżej, jeszcze trochę brakuje ciągu, ale może już regulator odcinać, sprawdzę i zmienię ustawienia i jutro pochwalę się wynikami.

 

edit: 20.06.2010 g.10:00

 

Dziś kolejna próba, tym razem naładowane pakiety i bez watomierza Turnigy, uzyskany ciąg to 16,5kG przy prądzie wg miernika cęgowego 119-120A, po 30 sek. pracy ciąg spada do 15,7-16kG, a prąd do 115A. Regulator i silnik robi się wyraźnie ciepły, ale nie parzy, temp. wirnika szacuję na jakieś 40°C i podobnie radiator na regulatorze. Chyba trzeba zwiększyć napięcie/ilość cel do 13S3P, rozważam też śmigło 26B, czyli o większym skoku. Na razie nie mogę dojść do ładu z obrotami silnika, coś porąbało miernik obrotów lub rzeczywiście śmigło miało 9700-9800 obr./min - wydaje się, że to za dużo. No i kolejny log z pracy silnika, wykres prądu jest z sufitu, w trakcie prób prąd mi malał, tutaj jest coraz większy, ale napięcie wydaje się być OK. Też nie wiem jakie obroty pokazuje regulator na wykresie, oczywiście znowu wpisałem że jest 7 biegunów magnesu, nie 14, ale nie wiem czy nie powinna to być ilość zębów statora, ale nijak można to skorelować z obrotami z obrotomierza zewnętrznego.

[tomekr]

Cel osiągnięty, na pakiecie 13S3P uzyskałem 18,4-17,8 kG ciągu, prąd 140-135A (spadał w trakcie pomiaru, bo spadało napięcie). Regulator w normalnych warunkach może nie wytrzymać tego obciążenia, po 25 sek. ciągłej pracy był gorący, z silnikiem nie ma problemu. Moc pobierana to 4,46kW (135Ax33V), niedługo filmik z próby. Lepszy jednak byłby regulator Turnigy 120A-HV.

 

http-~~-//www.youtube.com/watch?v=Rt9_PIdh-sI

 

[skazoo]

Gratulacje Tomku!!! Taki poziom mocy powinien dać mega kopa Veloxowi. Proponuję jednak kilka usprawnień:

1. Wyrzuć goldy 4mm !!! mają już naprawdę sporo prądu do przerzucenia, jeśli tylko możesz to przylutuj się do regulatora i to maksymalnie skracając przewody regulator-silnik. Przy tych prądach już nie ma żartów, a silnik musi być połączony z regulatorem przewodami o jak najniższej impedancji (długość przewodów, złączki, lutowanie).

2. Jeśli możesz to proponuję zakup regulatora z min 20% zapasem prądu, pamiętaj że przy gwałtownym dodaniu gazu (np w zawisie) prąd podawany do silnika jest w impulsie wyższy niż przy maksymalnych obrotach z danym śmigłem (konieczność rozpędzenia układu).

 

Życzę powodzenia w dalszych eksperymentach i oczekuję informacji o miejscu i dacie oblotu !!!

EDIT.

Niestety widzę bardzo duży spadek napięcia na obciążonych akumulatorach (33V/13 ogniw ~2,5V) może lepiej pójść w napięcie obniżając prąd ?

[tomekr]

Docelowo to pewnie polutuję silnik do regla, ale też pewnie będzie to regulator turnigy 120A-HV, ten ma dopuszczalny chwilowo prąd 180A, niestety z tego co miałem poszedł dym, może uda się stary naprawić (czekam na tranzystory). Też rozważałem koncepcję pakietu 14-15S2P i śmigła 25'', ale przy prądzie 115-120A pakiet byłby jeszcze bardziej obciążony (28-30 ogniw vs 39 ogniw). Tak na prawdę to trochę się boję ciągnąć napięcie zasilania pod maksimum, te 10% mniej daje pewien margines bezpieczeństwa, wydaje mi się, że bezpieczniej jest przekroczyć nominalne prądy - tutaj to działają jakieś zabezpieczenia, a poza tym miałem pole manewru - mogłem dołożyć kilka cel i dobrać optymalnie napęd. Prąd jest 20C przy pojemność akumulatorów 3x2350=7050mAh, ale średni prąd to pewnie będzie ok. 70A, do zawisu z 80A, przy tym prądzie napięcie na akumulatorach wynosiło już 37-38V, czyli 2,9/celę, a to niewiele mniej niż na Lipolach. Waga pakietów wyjdzie pewnie ok. 2700-2900g (12S-13S). Jak na razie to jeszcze model czeka na dokończenie. Nie mniej wielkie dzięki za wskazówki, to mój pierwszy zestaw napędowy o tej mocy.