Wybierając silnik bezszczotkowy do ślizgu musimy najpierw określić jego przeznaczenie, naszym celem jest wybranie optymalnego silnika dostosowanego do naszych wymagań.
Po pierwsze czy będzie to model rekreacyjny, czy model zawodniczy.
Do średnio szybko poruszającego się modelu rekreacyjnego wybierzemy silnik który pozwoli nam na długi czas pływania. Nie potrzebujemy wtedy mocnego silnika, bo im większy silnik, tym większy jest jego prąd jałowych obrotów. Stosując zbyt duży silnik nie osiągamy odpowiedniego obciążenia, gdzie pracuje on zakresie swojej największej sprawności. Proszę spojrzeć na przykładowy wykres sprawności w funkcji obciążenia silnika, nasuwa się oczywisty wniosek, że za duży silnik to również nic dobrego.
.png)
(EFF - sprawność [%], TORQUE - moment obrotowy, Amps - natężenie prądu [A], RPM - prędkość obrotowa [obr/min], Watts - moc [W].
Wykresy dla innych silników można znaleźć na stronie NEU i Lehner
Najważniejsze przy wyborze silnika jest jednak, aby nie przekroczyć jego maksymalnej dopuszczalnej mocy, ponieważ w tej sytuacji grozi nam o wiele więcej niż obniżona sprawność zespołu napędowego. Obciążając silnik ponad granicę określoną przez producenta ryzykujemy przegrzanie magnesów silnika, przepalenie izolacji uzwojenia, przegrzania regulatora, przegrzania pakietu. Większość regulatorów ma temperaturowe zabezpieczenie przeciążenia i jest to jedyna opcja gdzie nasz model może wyjść bez szwanku jeśli źle dobierzemy elementy napędu. Jeśli nasz silnik osiągnie temperaturę powyżej 100 stopni Celsjusza to odbije się to negatywnie na magnesach. Magnesy neodymowe SA wrażliwe na wysokie temperatury - spada ich żywotność, powyżej 120 stopni zostają nieodwracalnie uszkodzone i spada ich siła magnetyczna, co obniża znacząco sprawność silnika i jego maksymalną moc. Gdy przekroczymy około 160 stopnie Celsjusza to izolacja drutu uzwojenia zrobi się czarna i uzwojenia zewrą się, wtedy silnik nadaję się do wyrzucenia. Oczywiście każdy silnik przez około 5 sekund odda około 2 krotność swojej nominalnej mocy, ale przy tym bardzo szybko się nagrzeje. Szybkie nagrzewanie spowodowane jest tym że mamy bardzo ograniczoną siłę magnetyczną w naszych magnesach i tym że uzwojenie silnika posiada określoną oporność wewnętrzną i wraz z wzrostem mocy wzrasta moc wydzielona na uzwojeniu w postacie ciepła. Jeśli chcemy „wydusić” z magnesu więcej siły magnetycznej niż jest on w stanie dostarczyć dochodzi do jego nasycenia i nadwyżka mocy wydzielana jest również w postaci ciepła w magnesach.
Dlatego tak ważne jest aby dobrać silnik optymalny do naszego modelu.
Zbyt duży silnik ma szereg wad: większa masa całkowita modelu, praca poniżej optymalnej sprawności, także większa cena takiego silnika i większy kłopot z montażem w ciasnych kadłubach.
Zbyt mały silnik z kolei bardzo łatwo jest przeciążyć, więc pracuję on z marną sprawnością, bardzo mocno się grzeje, drastycznie spada jego żywotność. Wtedy pomimo pozornej oszczędności, bo kupiliśmy mniejszy więc tańszy silnik, to rozwiązanie w rezultacie wychodzi drożej bo niedługo będziemy musieli kupić inny większy silnik ryzykując jednocześnie to, że umierający silnik pociągnie za sobą regulator lub pakiet, a nawet spowoduje pożar całego modelu.
Po tym wstępnie chciałem podkreślić nowicjuszom, że jeśli stałeś się posiadaczem jakiegoś kadłuba i masz jakiś przypadkowy silnik w szufladzie, to jest bardzo małe prawdopodobieństwo że akurat TEN silnik będzie pasował do waszego modelu. Dużo łatwej jest dobrać lub wykonać kadłub do określonego silnika niż odwrotnie!
Jeśli chodzi o wybór silnika to odradzam kierowanie się bezkrytycznie danymi które można przeczytać na stronie producenta czy sklepu. W większości przypadków te dane są całkowicie nie porównywalne pomiędzy silnikami różnych producentów.
Dla mnie podstawowym kryterium określającym jaki silnik wybrać jest jego WAGA.
Analogicznie jak przy wybieraniu silnika spalinowego kierujemy się jego pojemnością skokową, tutaj najbardziej uniwersalnym i pozwalającym porównać silniki elektryczne różnych producentów pod względem MOCY, będzie waga silnika która bezpośredni przekłada się na wagę jego magnesów i uzwojeń.
Oczywiście nie jest to idealna i jednoznaczna metoda. Waga wacha się pomiędzy producentami zależnie od użytych materiałów, czy nawet długości/średnicy osi czy kabli zasilających. Niemniej jednak zasada ta działa ii sprawdza się bardzo dobrze dla silników typu inrunner.
Należy tutaj jeszcze dodać że markowe silniki wykonane z wysokiej klasy magnesów i dobrze zaprojektowane będą o kilka do kilkunastu procent lżejsze od odpowiadających nim silników chińskiej masowej produkcji low end i no name, należy więc to wziąć pod uwagę kupując silnik i pamiętać że tanie konstrukcje prawdopodobnie mają gorszej jakości komponenty i powinny być cięższe od markowych aby dorównać im mocą ( nigdy nie dorównają jednak sprawnością).
Oczywiście jest tu mowa o gołym silniku bez wbudowanego płaszcza wodnego czy założonej chłodnicy lub przekładni!
Drugim i równie ważnym kryterium doboru silnika będzie liczba KV.
Liczba KV określa z jaką prędkością będzie pracował silnik przy zasilaniu napięciem 1V [volt]
Jest to uniwersalna metoda która pozwala nam dobrać odpowiednie obroty do naszego zastosowania. Mnożąc liczbę KV przez napięcie pakietu napędowego otrzymujemy liczbę RPM czyli Obr/min na wale silnika.
Wybierając KV silnika NAJPIERW musimy zadecydować jakie napięcie zasilania zastosujemy.
Zalecane obroty na śrubie dla ślizgu z napędem zanurzonym dla rekreacji to 20-30 tys obr/min
do 35 tys. obr/min dla zawodniczych modeli.
Zalecane obroty dla napędów pracujących w półzanurzeniu to:
25 tys Obr/min –dolna granica dla napędu półzanurzonego
30-33 tys Obr/min – okolice dla zawodniczych modeli MONO (bieg 6 minut)
34-37 tys Obr/min – okolice dla zawodniczych modeli HYDRO (bieg 5 minut)
Przykładowo dla zasilania typowego modelu MONO1 zasilanego akumulatorem 2S Li-PO będziemy szukać KV następujący sposób:
30 000 rpm dzielimy przez napięcie zasilania 2 ogniw Li-PO
( dla Li-PO przyjmujemy napięcie 3,7V na ogniwo, Li-Fe 3,3V, Li-ion 3,6V, Ni-MH 1,2V)
Więc 30 000rpm / (2*3,7v)= 30 000/7,4 = 4054 KV
Silnik dla modelu klasy ECO/MONO1/HYDRO1 powinien ważyć około 160-200 gramów.
Silnik dla modelu klasy MONO2/HYDRO2 powinien ważyć około 280-360 gramów.
Silnik do mini ECO dla modelu rekreacyjnego powinien ważyć około 60-80 gramów, natomiast dla szybszych modeli nadających się do ścigania około 80-100g
Plusy i minusy wykraczania poza tą szacunkową wagę już znacie.
Dane te pochodzą z doświadczenia i zachęcam do korzystania z wiedzy do której chodziliśmy tracąc masę czasu i pieniędzy.
Dodatkową metodą która się sprawdza głównie dla silników MARKOWYCH to wykorzystanie danych producenta dotyczących maksymalnej mocy.
Moc maksymalna jest to dość myląca wartość dla nowicjuszy, dla nas istotna jest moc ciągła jaką jest w stanie oddać silnik przed dłuższy okres czasu.
Do oszacowania zależności pomiędzy mocą maksymalną a mocą ciągła będzie nam potrzebna średnia moc jaką pobiera nasz model.
Do obliczenia średniej MOCY [W – Watt] potrzebne będzie nam średnie natężenie prądu w modelu[A-Amper] i napięcie zasilania [V-Volt]
Średnie natężenie prądu możemy łatwo oszacować dzieląc pojemność naszego pakietu w amperogodzinach [Ah]przez czas pływania jaki chcemy osiągnąć w godzinach [h].
Przykładowo dla zawodniczego modelu MONO1: 5[Ah]/0,1[h] = 50[A] - natężenie średnie
(chwilowe natężenie dochodzi do 120A!)
Uwaga na jednostki! 1000mAh = 1 Ah, czas [h]należy przedstawić w godzinach a nie minutach!
Obliczamy średnią moc [W] dostarczoną do silnika w następujący sposób:
Mnożymy napięcie pakietu napędowego [V] przez średnie natężenie prądu które oszacowaliśmy przed chwilą [A].
Dla MONO1 zasilanie dwoma ogniwami Li-PO wynosi 2*3,7V= 7,4[V]
Więc 7,4[V]*50[A]= 370[W]
Mamy więc teraz wartość mocy ŚREDNIEJ podczas pływania.
Przedstawiana przez producentów wartość mocy [W] to moc MAKSYMALNA
Więc jeśli kierujemy się przy wyborze silnika kryterium mocy podawanej przez producenta, to należy pamiętać o tym że silnik pracujący ponad minutę na swojej MAKSYMALNEJ mocy prawie na pewno się przegrzeje!
Przyjmuje się że bezpiecznie jest używać silników których moc ŚREDNIA równa jest POŁOWIE MAKSYMALNEJ MOCY silnika podanej przez producenta.
Podsumowując przykład dla MONO1 zasilanego pakietem 7,4V 5Ah i o czasie pływania 6 minut szukamy silnika o mocy maksymalnej ok. 740W.
Wyjątki od reguł:
1.Dane KV dla zdecydowanej większości silników podawane są na biegu jałowym ( bez obciążenia). Dla silników marki Lehner podane KV dotyczy pracy z obciążeniem. Oznacza to że wartość KV dla silników Lehner jest zaniżona w stosunku do silników pozostałych marek.
2.Silniki marki Neu posiadają dość ciężką stalową obudowę i waga tych silników będzie delikatnie większa od odpowiadających im pod względem mocy silników innych marek.
Mile widziane są uwagi i odnośnie tego tekstu.
Starałem się pisać językiem zrozumiałym dla początkującego, jeśli coś jest niejasnego to doprecyzuję.
Proszę też o poprawienie mnie jeśli gdzieś jest błąd czy to merytoryczny czy w samej edycji.
Z czasem ten post będzie edytowany i mam nadzieje że wyczerpie ten temat.
Postaram się w przyszłości dodać przykładowe silniki dopasowane do poszczególnych klas - chętnie też zobaczę też wasze propozycje silników.
Proszę w tym temacie nie zadawać pytań typu jaki wybrać silnik do mojego modelu!
, pomierzą se to i tamto i oponki znowu nie takie....
