Nauczka na przyszłość - za długie śruby montażowe = zwarcie

[japim]

Bartek - smiglo ma bardzo duzy wplyw na chlodzenie silnika.

Przeciez smiglo nie zasysa powietrza pustym w srodku cylndrem (jak tornado) - tylko calym dyskiem i nawet troche poza swoja srednica. Po to wlasnie stosuje sie chociazby obudowe smigiel/wentylatorow w EDF o wiekszym wlocie i wyprofilowaniu aby wykorzystac ten wspomniany efekt. Nie mowimy tutaj oczywiscie o przypadku calkowicie zabudowanego silnika, tylko takiego wystawionego na zewnatrz. Do calkowicie zabudowanych silnikow stosuje sie kolpaki turbo lub dedykowane wloty z boku i w ich przypadku pracujace smiglo generuje potrzebny przeplyw do chlodzenia..

[Pioterek]

Ja o praktyce a Bartek o teorii ☺

[AMC]

 Panowie, silnik, który niebezpiecznie grzeje się na biegu jałowym - nie jest dobrym silnikiem lub pracuje w niewłaściwych warunkach (komutacja - wyprzedzenie).

 

 Zazwyczaj - gdy komutacja jest ok. - świadczy to o przemiennym nasycaniu elementów czynnych obwodu magnetycznego lub zbyt wysokiej częstotliwości pulsacji

strumienia w tych elementach, czyli zbyt dużej prędkości obrotowej, bo to wprost z niej wynika. Nie oczekujmy wtedy dobrej sprawności.

 

Śmigło ma jakiś tam przyczynek do chłodzenia, bo - teoretycznie - centralny słup powietrza nie stoi nieruchomo. Rzecz w tym, że czasem (rzadki przypadek) może

dojść do miejscowej cyrkulacji powietrza wokół silnika i chłodzenie nie będzie tak dobre jak oczekiwane. Praktyczne znaczenie tego przypadku jest znikomo małe.

 

 Latacz , chodziło mi wprawdzie o fotki regielka, ale dobrze się stało, że pokazałeś tego "malucha". Widać dobrze cechę konstrukcyjną, która bardziej niż regielek

może być powodem Twoich utrapień.

 Masz tam "niedomknięty" obwód magnetyczny z powodu zbyt cienkiej ścianki, do której przytwierdziłeś magnesy. Strumień magnetyczny rozprasza się na zewnątrz

(pół biedy) i do wewnątrz (cała bieda) , pierścień ów jest nasycony na maksa, a ukierunkowanie tegoż strumienia wewnątrz silnika jest nie takie jak powinno być.

Energia magnesów jest - na moje oko - wykorzystana w 50 ... 60%, reszta się marnuje i sieje zamieszanie.

Regielek może nie dawać rady połapać się w tym nieuporządkowaniu.

 Trzeba by założyć tam jeszcze pierścień o grubości ścianki min. 1,5 mm, najprościej ze stali miękkiej niskowęglowej, np. St 2s. Zmniejszy się kV, wzrośnie moment

i moc, uporządkuje się droga przepływu strumieni magnetycznych, a co za tym idzie także sygnały, które musi rozpoznawać ESC. Bo nie ma sensu w nim szukać

wrażeń, zanim nie zapewni się mu strawnego sygnału.

 

 Łączysz uzwojenia w gwiazdę czy w trójkąt?

[Donaro]

Japim myślę że większy wpływ na samo chłodzenie silnika ma jego obudowa jeżeli mówimy o outrunnerach, Śmigło przy samej osi nie wytwarza zbyt dużo "wiatru". Niektóre obudowy silników mają profilowane skrzydełka dzięki czemu jak gdyby wymuszają lepszy przepływ powietrza. Spójrz na silniki emax MT2204 2300KV oraz ich nowsze wersje Emax Cooling New MT2204 II 2300kv

oraz 

[latacz]

AMC-

 

          łączę różnie zarówno gwiazda -jeśli zależy mi na dużym ciągu i dużym śmigle przy umiarkowanej  prędkości i troszkę mniejszym zużyciu prądu -i tak mam w większości silniczków.

Czasem w trójkąt -silniki które mają być do bardzo szybkich modeli.

 

Generalnie łatwiejsze wykonawczo -a i lepiej się sprawowały w układzie gwiazdy.  W zasadzie gwiazda trójkąt to tylko mnożnik pierwiastek z 3.

     W praktyce -przy tych rozmiarach silniczka odporniejsze są uzwojenia robione grubszym drutem mniej zwojów i gwiazda.

    podobne obroty w trójkącie wymuszają więcej zwojów i cieńszy drut -i robi się delikatnie.

 

Co do nasycenia pierścienia wirnika  -AMC masz rację lepiej dać grubszy pierścień , ale w przypadku silnika ze zdjęcia to celowy kompromis -jak najmniejsza waga napędu. Teoria z którą się zgadzam troszkę odbiega od praktycznych prób.

 

- w momencie startu i rozpędzania modelu kilkanaście sekund silnik "jedzie po bandzie"

-jak model ma już prędkość -oraz minimalnie  odpuszczony drąg gazu    -i po kilkunastu sekundach  lotu pakiet gubi górkę napięcia -to napęd (mimo cienkiego pierścienia ) robi się stabilny

                        -silnik na tyle się odciąża żeby wyjść z nasycenia -a cały czas jest lżejszy o  ponad 10g.    lekkość kosztem kilkunastu sekund pracy na granicy możliwości /nasycenia.

 

 

      Robiłem próby -zakładany na silnik -doklejany dodatkowy pierścień magnetyczny -na hamowni na dużych śmigłach i pełnym gazie było zauważalnie lepiej (stabilna praca i około 20% mniejszy pobór prądu dla tych samych obrotów)

          -przy lekko odjętym gazie -lub o jeden nr mniejszym śmigle niż max które napęd wytrzymywał - w praktyce z pierścieniem i bez te same osiągi w sensie pobierana moc/obroty.

 

Zamiast grubszego pierścienia rotora lepszy efekt był po dołożeniu mm grubości blach statora.

 

gdzieś czytałem, że jeśli na zewnątrz wirnik nie przyciąga żelaza -lub bardzo słabo -to grubość pierścienia wirnika jest wystarczająca. W tych silnikach praktycznie nie czuć przyciągania do zewnętrznej strony pierścienia..

 

W locie -często lepiej sprawowały się lżejsze silniki  -90 %czasu  lotu na częściowej mocy   -i decydowała waga -oraz łatwiejsze wykonanie.

 Moc max przez moment -mimo gorszej sprawności przy starcie było to mało znaczące w całości lotu.

 

 

 

Wszystko z praktyki -określone doświadczalnie. -każdy zrobiony przeze mnie  silnik miał dla kilku śmigieł mierzony ciąg -obroty -pobór prądu-napięcie -moc pobieraną. I każdy musiał przepracować non stop 5 minut na maxa na hamowni (chłodzenie dużo gorsze niż w modelu) -potem pomiar temperatury. Kilka silników miało pomiary gołych i z dodatkowym pierścionkiem.

 

Dotaczanie dodatkowego pierścienia -efekt był niewielki -a koszt i pracochłonność spora. I tak te maleństwa są sporo mocniejsze od typowych fabrycznych o zbliżonej wielkości...

[Bartek Piękoś]

Przemku, stwierdzenie, że "śmigło nie ma wpływu na chłodzenie" jest faktycznie uproszczeniem, ale z drugiej strony, nie oczekujmy, że śmigło będzie dmuchało na silnik. Dotyczy to zwłaszcza modeli z nosami opływowymi, gdzie ogromna część wytworzonego strumienia powietrza przemieszcza się na zewnątrz modelu.

Przepraszam, ale przedłużę lekki OT.

W zeszłym roku, (kwiecień oraz koniec listopada) mając problemy z przegrzewaniem się silnika, robiłem sobie testy porównawcze manipulując kilkoma zmiennymi: wlotami, kanałami chłodzenia, wylotami, rodzajami śmigła (co do ciągu i prędkości strumienia zaśmigłowego), wielkościami piast, wszystko to w powiązaniu z prędkościami lotu.

Wyszło mi, że jednoznacznie pozytywny wpływ na temperaturę silnika (mierzoną sensorem w locie) miało utrzymywanie jak największej prędkości modelu przy jak najmniejszym wysileniu silnika. Reszta zmiennych modyfikowała odczyty temperatury w granicach błędu z jednym wyjątkiem: kolosalne znaczenie dla efektywności przepływu powietrza chłodzącego (często pomijane) ma wielkość (zazwyczaj zbyt mała) otworów wylotowych kanałów chłodzących i ich ustawienie względem strugi opływającej model. Można uzyskać fantastycznie skuteczne podciśnienie usprawniające przepływ powietrza chłodzącego i samo chłodzenie.

[AMC]

 Witku , to co napisałeś odpowiada realiom, kompromisy są zrozumiałe i nieuniknione. Bardzo podoba mi się, że eksperymentujesz szukając najlepszego

rozwiązania.

 Nie polecam łączenia uzwojeń w trójkąt w silnikach BLDC, zwłaszcza tych pracujących z nasyconymi rdzeniami. Twoje "maluchy" pracują tak przez cały

czas, bo żródłem nasycenia jest strumień magnesów, a nie cewek. Ten mógłby je tylko pogłębić, gdyby się jeszcze dało.

 Twoje spostrzeżenie, że "gwiazdy" lepiej pracują od "trójkątów" pokrywa się z teorią ; w jednym cyklu pracy, tzn. pomiędzy momentami kolejnych

przełączeń mamy sytuację, że pracują (są zasilane):

 

  - w ukł. gwiazdy : dwie cewki połączone szeregowo

 

 - w ukł. trójkąta : jedna cewka z dołączonymi równolegle do niej dwiema szeregowymi

 

 Przesunięcie fazowe prądu względem napięcia jest w obu przypadkach różne. Znacznie gorzej jest w tym drugim, bo jest ono wówczas skomplikowaną

wypadkową niesymetrycznego obwodu rozgałęzionego z nałożonym na to przebiegiem napięcia indukowanego wirującym polem magnesów, który jest

sam w sobie dostatecznie pogmatwany nieliniowością od zębów twornika (stojana w tym przypadku). Jak do tego dodać jeszcze nieliniowości (okropne)

od przemiennego nasycania owych zębów, to ESC jest usprawiedliwiony z niemożności określenia właściwych momentów przełączenia.

 To, co pobieżnie starałem się opisać, to właśnie powstawanie wcześniej wspominanych częstotliwości harmonicznych, czyli n-krotnych od podstawowej.

We wszystkich, też wcześniej przytoczonych silnikach wyższej klasy, rdzeń twornika jest dłuższy obustronnie od magnesów o 1 ... 2 mm właśnie w celu

uniknięcia jego nasycenia (indukcja powierzchniowa magnesu jest znacznie większa przy krawędziach, niż pośrodku bieguna) oraz ograniczenia pola

rozproszenia krawędziowego, które też może nieżle namieszać.

 

 A zatem konkretne sugestie:

 - tylko gwiazda

 - dłuższy rdzeń twornika, w Twoim przypadku złota kula mówi, że po 0,5...07mm na stronę wystarczy (czyli w sumie 1,0...1,4mm)

 - większa szczelina twornik/magnesy, spokojnie nawet 0,5mm - i wtedy spróbuj domknąć obwód w/w tuleją

 - spróbuj uzwoić bifilarnie, będzie mniejsza reaktancja rozproszenia i lepsze tłumienie wyższych harmonicznych

 - zerkaj czasem na przednie łożysko (to niewidoczne na obrazkach) przez lupę, czy kulki nie ciemnieją. Mają prawo, nie tylko od gorąca. Siłę poosiową

   lepiej niech przenosi to tylne, oddalone od twornika.

 

 Po przyłożeniu do tego Swoich konkretnych potrzeb i możliwości - wybierzesz, co będziesz chciał.

[latacz]

 A zatem konkretne sugestie:

 - tylko gwiazda

 - dłuższy rdzeń twornika, w Twoim przypadku złota kula mówi, że po 0,5...07mm na stronę wystarczy (czyli w sumie 1,0...1,4mm)

 - większa szczelina twornik/magnesy, spokojnie nawet 0,5mm - i wtedy spróbuj domknąć obwód w/w tuleją

 - spróbuj uzwoić bifilarnie, będzie mniejsza reaktancja rozproszenia i lepsze tłumienie wyższych harmonicznych

 - zerkaj czasem na przednie łożysko (to niewidoczne na obrazkach) przez lupę, czy kulki nie ciemnieją. Mają prawo, nie tylko od gorąca. Siłę poosiową

   lepiej niech przenosi to tylne, oddalone od twornika.

 

 Po przyłożeniu do tego Swoich konkretnych potrzeb i możliwości - wybierzesz, co będziesz chciał.

 

-popieram doświadczalnie takie układy w gwieździe pracują lepiej.

 

-długość rdzeni -doświadczalne optimum dla statora grubości 5mm -magnesy dłuższe o 1mm (po 0,5 mm na stronę) -pierścień wirnika na długość magnesów lub minimalnie dłuższy.

 

-większa szczelina -absolutnie się nie zgadza -zmniejszenie szczeliny z 0.6 do 0,4 praktycznie podwaja osiągi silniczka -dalsze zmniejszanie do 0,2 - wzrost osiągów jest nieco mniejszy ale nadal duży.

większa szczelina  znacząco pogarsza osiągi -grubszy pierścień pozwala je tylko częściowo poprawić (za to oczywiście silnik jest mniej kapryśny względem doboru regli -bo już nie ma jazdy po bandzie -ale osiągi są mniejsze)

 

   mam wrażenie, że  pierwszy nasyca się materiał zebów statora od pola cewek a nie pierścienia wirnika - w tych maluchach o osiągach decyduje nasycanie się stojana -prawdopodobnie dlatego, że zęby statora się przemagnesowują wraz zprzełączaniem faz zasilania -i tu powstają problemy.

 

-uzwojenie bifilarne podwójnym lub wielokrotnym drutem -zdecydowanie gorsze osiągi niż grubym pojedynczym.

 przeczy teorii -ale w mocno wysilonych mniejszych silniczkach tak jest.

                        prawdopodobnie -uzwojenia wiązką cieńszych drucików nie da się nawinąć tak dokładnie jak pojedynczym -a w maluszkach wszystko musi być IDEALNIE SYMETRYCZNE.

Chłopaki z epheli przewijają silniki do helikopterków -na pojedynczym drucie im też działa dużo lepiej.

Dodatkowo -jeden grubszy drut jest odporniejszy temperaturowo niż kilka cieńszych -trudniej spalić -i mocniejszy mechanicznie. Praktyka tu mocno odbiega od teorii... -prawdopodobnie w większych silnikach będzie inaczej.

 Modelarskie fabryczne bldc zazwyczaj nawijane są wiązką cieńszych przewodów a nie jednym grubym ze względu na łatwość nawijania maszynowego a nie na osiągi.

 

-łożyska -w moich maluszkach wszystkie wytrzymują setki godzin pracy -i się prawie  nie grzeją (wklejone na wcisk w aluminiową rurkę która odprowadza ciepło) - na około 100 silniczków łożysko padło jedno -i to  natychmiast -po typowej godzinnej próbie na 70% mocy -to było błędnie nierówno  wklejone w silnik.   Siły osiowe -żadne z łożysk nie przenosi. W moich  maluszkach siły osiowe przenoszone są polem magnetycznym- łożyska przenoszą tylko siły promieniowe.

 

 

Fajnie podyskutować pogłębić wiedzę

 

   -niestety większość pozostanie tylko teorią -obecnie raczej mało  eksperymentuję i prawie nie robię silników -brak czasu.

Zrobiłem ich sporo kilkanaście lat temu (prawdopodobnie pierwszy w Polsce zrobiłem  modelarski bldc) -zarówno koło 100 udanych jak i niewiele mniej nieudanych -wykonałem tysiące pomiarów... niestety mam tylko małą część notatek.

 

Obecnie -została garść gotowych elementów -które czasem nawinę pod konkretny model -jednak trudno o poważniejsze modyfikacje -brak czasu -już nie tworzę nowego -wykorzystuję to co mam. Nawinięcie to kilka godzin. zrobienie całości -co najmniej kilkanaście.

 

kiedyś żeby mieć dobry silnik -trzeba go było zrobić -bo praktycznie nie było ich na rynku a ceny wynosiły nawet kilka pensji. Obecnie popularne silniczki mają akceptowalne osiągi a ceny 1-3 odpowiadające godz pracy -a dobre i bardzo dobre można kupić za ułamek pensji -bezszczotkowe modelarskie na tyle staniały, że nie opłaca robić się samemu.... chyba, ze coś specjalnego nietypowego...