Ciekawy silnik elektryczny - 3 cylindrowy

[Gość Jerzy Markiton]

Najczęstszym problemem z którym co rusz si ę spotykam to odróżnienie "mocy" od "momentu obrotowego".  Przekładni bym nie tragizował - straty mechaniczne w dobrze wykonanym egzemplarzu - 10-15% ?? Najwyżej.  Natomiast zysk sprawności całego układu napędowego z uwagi na duże śmigło - naprawdę ogromny ! Pozostaje jeszcze model w którym chcemy to zastosować - nieumiejętny dobór może zniweczyć każdą przekładnię !

We współczesnych silnikach położenie wału jest odczytywane bez czujnika położenia wału. Straty na nieidealne zsynchronizowanie prędkości  obrotowej silników - raczej niewielkie. Nie odnoszę się do przedstawionego egzemplarza, ale sama idea - ciekawa, fajna, niesztampowa. Przede wszystkim - pozwala na zastosowanie znacznie większego śmigła niż 3-krotnie większy outrunner. Dobrze dobrane i zastosowane komponenty - mogą (!) mieć sumaryczną sprawność w konkretnym modelu - większą niż 1 silnik o 3-krotnie większej mocy.

- Jurek

[kojani]

Hmm zawsze wydawało mi się iż moc i moment obrotowy są ze sobą ściśle powiązane poprzez prędkość obrotową.

Jurku piszesz że sumaryczna sprawność układu może być wyższa od pojedynczego silnika, czyli generalizując zakładasz, iż możesz odebrać z wału końcowego układu trzech silników (o mocy sumarycznej równej pojedynczemu) moc większą niż uzyskana na silniku pojedynczym. Pomijając wszystko inne gdzie "zgubiłeś" te 10-15% sprawności przekładni?

[mike217]

Panie Jerzy, odczytywanie położenia wirnika względem pola magnetycznego stojana jest kluczowe dla prawidłowej i sprawnej pracy takiego silnika o takim układzie już nie mówiąc. Do tego celu stosuję się resolwery.  Pomijając już te skomplikowane sprawy strojenia resolwera na wale i na stojanie ( z czym mam do czynienia więc nie gadam na wiatr) to jakim cudem 3 silniki o naszej przykładowej mocy 300W zasilające przekładnie mają na jej elemencie odbiorczym mieć moc większą niż jeden silnik 900W. Rozumiesz, że zakłada Pan  przełożenie redukujące . Moment obrotowy można by zwiększyć na pewno ale moc ucieknie i na wale śmigła nie dostaniemy  900W. Przy dzisiejszych silnikach 1 pojedynczy silnik o dużej średnicy , będzie  można dobrać tak aby uzyskać i moc i moment potrzebny do kręcenia tego co kręci zespół tych 3 silników. Pana założenia całkowicie pomijają straty mocy wynikające z kręcenia 2 krotnej liczby łożysk , masy i bezwładności przekładni, oraz jej oporów.

Wesołych świąt

[wapniak]

Bez przesady, trzy identyczne silniki rozmieszczone na obwodzie koła zdawczego przekładni co 120 stopni z takimi samymi zębatkami atakującymi i w adekwatnych położeniach kątowych wałów będą pracowały identycznie, z dużym prawdopodobieństwem można powiedzieć, że zasilane będą mogły być z jednego regulatora. I będą pracowały synchronicznie.

Natomiast zysk całego zestawu napędowego może polegać na zastosowaniu przekładni zwalniającej i zastosowaniu znacznie większego, niżby to wynikało z obrotów silników, śmigła. Bo można zastosować silniki o dużych kV, wielokrotnie większych niż pojedynczego outrunnera.

Podobne rozwiązania stosuje się w "spawarkach" ( przekładnie i silniki wysokoobrotowe) i nikt ich nie neguje. Więc w tym przypadku zysk z przekładni powinien być trzykrotnie większy.

 

Smacznego jajka.

[kojani]

Więc w tym przypadku zysk z przekładni powinien być trzykrotnie większy.

 

Co rozumiesz pod pojęciem " zysk"?

[wapniak]

Trzy silniki to i zysk trzy razy większy niż jednego (porównanie do "spawarki"). Chodzi mi o zysk na ciągu całości tj silniki przekładnia i śmigło.

[Gość Jerzy Markiton]

Nie Stachu ! Wcale tak nie zakładam. Moc na pewno będzie mniejsza ale sprawność całości napędu wcale nie musi być mniejsza.Bardzo często - większa, często - wyraźnie większa. Zupełnie czym innym jest moc pobierana z akumulatora (z tym parametrem mamy najczęściej do czynienia i zupełnie błędnie przyjmujemy go do  dalszych spekulacji) a zupełnie inne wyniki otrzymujemy mierząc prędkość modelu i znając jego opór całkowity. Z reguły nie zadajemy sobie trudu wykonania takich pomiarów i obliczeń. Ale bardzo często sprawność napędu w modelu oscyluje poniżej 50%. Czyli reszta idzie na ciepło. Z 900 W ?? Ale reduktor powoduje lepsze warunki pracy śmigła, daje większe możliwości dopasowania się w charakterystykę silnika pom. punkt najlepszej sprawności i największej mocy.

Akurat w tym wypadku pomysł pracy na 1 regulatorze nie jest najszczęśliwszy by nie powiedzieć, że akurat takie zastosowanie jest najbardziej podatne na porażkę.

Przy odrobinie wprawy i pomyślunku możemy otrzymać jednostkę napędową o dużej średnicy i wyraźnie krótszą niż pojedynczy, trzykrotnie mocniejszy silnik. Taka jednostka napędowa wydaje się być stworzona wręcz do modeli WW1 czy wcześniejszych, aż po I-16.....

Jeśli 3 outrunnery będziemy chcieli połączyć na przekładni z miksera czy obrotowej miski do ciasta a całe nasze doświadczenie to 1 filmik ta Tube - dość łatwo zgubić zysk takiego rozwiązania. Resolwery ? HMmmm, Michał chciał chyba podkreślić, że siedzi w temacie; ale w takiej aplikacji raczej bym sobie podarował. Mając oczywiście świadomość straty kilku % z uwagi na nieidealne dopasowanie prędkości obrotowej silników.

Pozdrawiam - Jurek

[kojani]

Heh, mieszasz

Po pierwsze całkowicie się z Tobą zgadzam iż tak zestawiony napęd może być bardzo interesujący pod kątem zastosowania w konkretnej aplikacji w modelu, gdzie będzie nam zależało na określonych parametrach napędu, ba zgadam się że może to być lepsze rozwiązanie niż pojedyncza jednostka napędowa.

Niemniej jednak jeśli chcemy porównać dwa napędy pod kątem mocy i sprawności to jednak nie tędy droga, porównać można tylko i wyłącznie w takich samych warynkach pracy - czyli krótko mówiąc hamownia, wszystko inne jest nieporównywalne i subiektywne w zależności od aplikacji.

Jeśli chodzi o moce i sprawność to jedyny miarodajny sprawdzian to jednak porównanie mocy pobranej z mocą oddaną i to da nam w efekcie sprawnośc układu. Co i gdzie jest tracone to całkiem oddzielny temat.

Nie można porównywać różnych śmigieł i różnych prędkości na dwóch rożnych napędach. Poza tym dlaczego zakładacie że przekładnia ma przełożenie inne niż 1:1 - nic na ten temat nie wiadomo.

 

 

Trzy silniki to i zysk trzy razy większy niż jednego (porównanie do "spawarki"). Chodzi mi o zysk na ciągu całości tj silniki przekładnia i śmigło.

Zysk na ciągu mówisz. A skąd on się bierze? Stanisław nic nie wiesz na temat przekładni - więc nic o niej nie zakładaj poza tym że generuje jakieś straty. Prawie mógłbym uwierzyć, że uzyskam większą moc na wyjściu - tylko skąd ona sie bierze?

[diabolo]

w Tesla S (4wd) są 2 silniki spięte razem

[Gość Jerzy Markiton]

Możliwe, że mieszam. Raczej będzie to kłopot z wyjaśnieniem, prawidłowym... Swego czasu, MVVS 6,5 do pylonów osiągał moc koło 2 HP przy 32 000 obr/min. 25 000 obr. nie chciał osiągnąć nawet na śmigle 7x7". Czyli, żeby osiągnąć tę moc należało użyć jeszcze mniejszego śmigła ? Co zmierzymy na hamowni ? 2 HP i wyliczymy sprawność silnika ? A co ze sprawnością napędu ?

--------------------

Zgoda - w tym wypadku nic nie wiemy na temat zastosowanej przekładni. Wszystko jest domniemane. Mam dużo napędów właśnie przekładniowych. I obserwuję zdecydowanie większą sprawność takich napędów w konkretnych aplikacjach (motoszybowce) niż napędy bezpośrednie. Zdecydowanie więcej na "nie" odgrywa w tych jednostkach ich cena a nie straty (dodatkowe) na 5-ciu łożyskach i 3 satelitach. Te straty mechaniczne są praktycznie niezauważalne. Na hamowni pewnikiem da się je wyliczyć. Przykładem skrajnej (nie)sprawności napędu będą napędy EDF czy prawdziwe turbiny użyte do napędu makiety szybowca czy nawet nasz Belphegor.

Nie podeprę się wynikami z hamowni ale jakoś mam przekonanie, że z 3 silniczków 300W dostanę większy moment obrotowy na wspólnym wale (przełożenie1:1) niż z 1 silnika 900 W. Cały czas mam na myśli silniki występujące w handlu. Bo nic nie stoi na przeszkodzie, by do swojej Raty zrobić sobie outrunnera o średnicy 150mm i długości magnesów np.: 15mm otrzymując w konsekwencji pożądany moment na wale.

- Jurek

[mike217]

Czyli reasumując tworzymy nową fizykę i matmę. Tylko gdzie tu zasada zachowania energii? Co do resolwerów, nie są one po to aby mierzyć prędkość obrotową, ale temat chyba faktycznie wykracza poza potrzeby modelarstwa.

Miłej dyskusji.

[idfx]

Mi ten temat powoli zaczyna zawiewac perpetum mobile, ale zamiast się odzywać i kierować fizyka i mechanika z chęcią poczytam i naucze się czegoś nowego bo to nie moja dziedzina ..

[Shock]

A dla mnie to temat gdzie prawda, stoi po środku...Żaden z argumentów szanownych dyskutantów do mnie nie przemawia aby przyznać rację tu lub tu (fakt że się nie znam na tym).

Tylko pomiar na hamowni i ewidentne stwierdzenie wyników może udowodnić kto ma rację lub jakieś 100% wyliczenie inżyniera...

Temat bardzo interesujący .

[kojani]

...

Co zmierzymy na hamowni ? 2 HP i wyliczymy sprawność silnika ? A co ze sprawnością napędu ?

....

 

Jurku - to akurat bardzo proste do wytłumaczenia.

Zrobienie pomiarów na hamowni daje nam możliwość wykonania pomiarów obu napędów w identycznych warunkach.

Czyli pomiary należy wykonać przy tych samych prędkościach na wale wyjściowym i tych samych warunkach obciążeniowych (śmigła).

Wynikiem będzie sprawność układu pojedynczy silnik + śmigło, oraz układ trzech silników z przekładnią i śmigło.

Moc wejściową łatwo pomierzymy, moc wyjściowa to iloczyn momentu obrotowego i prędkości obrotowej dzielony przez stałą (której wartość zależy od użytych jednostek) - czyli to co musimy pomierzyć.

Z tego już łatwo wyliczymy sprawność układów napędowych, jeszcze raz powtórzę, aby było miarodajne muszą być te same śmigła i te same prędkości, bo inaczej nie ma to sensu.

Jeszcze słowo o samej przekładni - zgadzam się, że przekładnie planetarne mają niewilkie straty, ale tutaj prawdopodobnie zastosowano przekładnie kątową z kołami stożkowymi. Duże przekładnie kątowe maja bardzo dobre sprawności nawet do 98%, ale tutaj w to nie uwierzę, nie sądzę aby wykonano zazębienie łukowe z uwagi na wielkość przekładni, a takie szczegóły mają bardzo duży wpływ na sprawność końcową przekładni.

[JacekK]

Jedno jest pewne - ma bardzo fajny dźwięk

 

Straty obawiam się będą większe niż przy jednym dużym silniku, do którego również można założyć przekładnię pozwalającą kręcić dużym śmigłem...

[Gość Jerzy Markiton]

Zgadzam się z tobą Jacku !!!

Straty liczone jako sprawność silnika czy jednostki napędowej (3 silniki + przekładnia).

Można założyć  przekładnię do dużego silnika ale Michał potępił w czambuł jakiekolwiek przekładnie! Ale długość napędu będzie znacznie większa, a co za tym idzie - położenie środka masy jednostki napędowej przesunie się jeszcze bardziej w tył.

Staram się przekonać czytelników tego tematu, że przekładnia, to nie musi być generator strat i wcale nie trzeba tworzyć nowej matmy i fizyki. Znawcy tematu twierdzą, ze jednostka napędowa zaczyna się na akumulatorze, przez regulator, złączki, silnik i kończy na śmigle. Ośmielam się dodać do tego model - bo nie jestem znawcą. Czasami tylko latam i wykorzystuję, co inni wymyślili.

W/w MVVS o mocy 2 HP nie ruszał nawet z ziemi akrobata 1,4m rozpiętości i 1,5kg masy.... Ze śmigłem 11x4 pociągnął i latał zupełnie przyzwoicie. Ale rozwijał  moc ok. 0,5 HP. Co ze sprawnościami ??? Co ze stratami ???

Z elektrykami jest trochę łatwiej, mają bardziej płaską charakterystykę ale akumulator to nie zbiornik z paliwem.

Absolutny słuch muzyka czasami bywa kłopotliwy - słyszy najdrobniejsze szumy i niewłaściwe dźwięki ale nie słyszy, co się do niego mówi...

Zresztą, to jest bez znaczenia......

Miłej zabawy - Jurek

[wacek.matuszak]

Mike 217, mnie uczono podobnej fizyki jak ciebie.

Pozdrawiam

[wapniak]

Mike 217, mnie uczono podobnej fizyki jak ciebie.

Pozdrawiam

Poczytaj o sprawności śmigła w funkcji jego średnicy i prędkości końcówek łopat, nieco Ci się rozjaśni.

[paulusr]

Nie są małe te silniki. 3 x 690 g + przekładnia z 500 g ~ 2500g

 

http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1477497

 

do modelu na 150 ccm się nada. Na pewno problemów z wyważeniem nie będzie. Ciekawe jakie śmigło i ciąg i prąd przy tych 12 S. 

[latacz]

Ciekawa dyskusja -ale... w wiekszosci wypowiedzi strasznie mieszacie i baaaarrdzo mijacie sie z rzeczywistoscią.

 na poczatek kilka faktów bezdyskusyjnych...  prawie aksjomatów.

 

dla modelu i jego pilota nieważne  jaka jest sprawność silnika przekładni regulatora pakietu itd. -ważna jaka jest sprawność wypadkowa.  I to sprawność NAPĘDU jako całosci.

 

A naped i jego sprawność jest ścisle powiązany z modelem i warunkami lotu.

 

przykład:

mamy super duper silnik 90% i super pakiet i fajny model.

 silnik gra pięknie -model stoji na hamowni -na pasie startowym trzymany za ogon -lub w reku modelarza. -jaka jest sprawność napedu????

 0%      ZERO     ZERO I NIC WIĘCEJ.

cała piekna moc na wale idzie się gwizdać w strumieniu zaśmigłowym. super duper napęd mieli tylko powietrze =mamy duży ciąg i zero prędkosci. sprawność smigła =0  i reszta moze być super. wyzej zera nie będzie.

W locie -gdy mamy model w ostrym locie wznoszacym  prawie pionowo w górę -sprawność rzędu kilku -kilkunastu % bo prędkość mała i wieszość mocy tylko miesza powietrze...

 

Podobny krańcowy przypadek: model ostro nurkuje -super duper silnik wyje -ale nic nie napędza -model wyprzedza własny wiatr.

Sprawność 0   ZERO.

mamy predkość ale brak ciagu. wypadkowa 0 -niezaleznie jaki sprawny silnik.

 

 gorzej zazwyczaj w obu krańcowych przypadkach silnik ma mizernie z30 - 50% tylko...   bo pracuje poza optymalnym zakresem.

praca na biegu luzem -przy nurkowaniu. obciązenie poza optimum przy ostrym wznoszeniu.  sprawność silnika kiepska. sprawność całosci napedu -bardzo niska.

 

 

sprawność napędu to  przemnożenie wszystkich składowych.

w uproszczeniu :    sprawnosci      silnika x regulatora x przekładni  x  ŚMIGŁA

 

 i najwiecej zależy od smigła i warunków jego pracy.  model stoji 0%. model ostro nurkuje 0%. za duza prędkość strumienia zasmigłowego -mniejsza średnica -sprawność smigła 30-40%. optymalna sprawność  śmigła w dobrze dobranym napedzie 70%

najwiecej zalezy od doboru smigła względem modelu -bo smigło wprowadza najwiecej strat.  niestety naped silnik lub silnik z przekładnia muszą dać rade pociagnąć smigło i same powinny być we własnym optimum. smigło często dobierane jest aby silnik dawał radę -a do modelu -tylko zgrubnie. mamy silniki bezszczotkowe i li-pole o duzej pojemności nawet kamień poleci. (  "pingwiny nie latają bo nie mają silników bezszczotkowych i li-poli"  )

 

 

 

 . Większość przekładni robionych do modeli ma sprawności powyzej 90%. A dobrze wykonana przekładnia ma straty około 5%.  tylko 5% lub nawet mniej.

 

Silnik -wysokoobrotowy -jest duzo lżejszy i zazwyczaj ma sporo lepszą sprawność niż podobnej mocy silnik niskoobrotowy.

tylko, że lekki mocny i sprawny silnik może ciagnąć tylko małe szybkie i mało sprawne smigło.

 

i odwrotnie -duzy ciężki niskoobrotowy pracuje z większym bardziej sprawnym smigłem. i wypadkowa wychodzi lepiej.

 

Njalepiej jak sie uda połaczyć wysokoobrotowy sprawny silnik z duzym sprawnym smigłem. Jak -a za pomoca przekładni.

 

silnik/silniki wysokoobrotowe stosowane z przekładnią -mają lepszą sprawność -trochę tego  gubi przekładnia.

 

 powiedzmy silnik outrunner niskoobrotowy o akceptowalnej wadze w warunkach lotu ma 60%

 

wysokoobrotowy ponad 80%. z tego przekładnia straci 5% czy nawet 8%   -wynik 80% x 92%  =73% -a więc już na wale  lepiej niż niskoobrotowy bez przekładni

 

dodatkowo możemy dać duże sprawniejsze smigło  i w warunkach typowego lotu poziomego mieć sprawność smigła 60-70% zamiast 30-40%

sprawność wypadkowa wyjdzie sporo lepiej.

 

a czy 3 mniejsze silniki -czy 1 większy prawie nie robi róznicy.     zakładajc np 3x300W albo 1x900W dobra przekładnia  gubi albo 5% x 300W x 3     albo 5% x 900W

 

przy 3 silnikach praktycznie musimy mieć 3 regle. bardzo trudno byłoby ustawić precyzyjnie  silniki żeby mieć we wszystkich trzech  jednakowe katowe położenie wirników. wymagana precyzja ustawienia zebatek na wałach wyciskała by łzy przy regulacji. a luzy na zebatkach powodowały by błędy synchronizacji. lepiej 3 regle.

 

w normalnym powolnym/średnio szybkim modelu przekładnia traci kilka % ale pozwala zyskać  około 20% na silniku i kolejne 20-30% na smigle.  w sumie  ponad 2x lepiej.  i lżej.    w locie -same plusy.  

 

chyba, ze model bardzo szybki -pylon -tam i tak smigło musi być małe a silnik jest normalnie wysokoobrotowy  więc do ugrania przekładnia nie ma nic.