Seleccionando
el mejor motor eléctrico para una aplicación especial.
Necesito un motor Eléctrico, que consuma un
máximo de 1000 vatios y que a la vez me de el máximo de empuje para levantar un
objeto muy pesado.
Independientemente de las características
del avión, el motor debe ser cuidadosamente seleccionado para lograr la máxima
eficiencia posible.
Los motores Eléctricos, dicho de una manera
sencilla, convierten la potencia de entrada, medida en vatios a trabajo.
Trabajo representado en empuje y velocidad
de la hélice.
No toda la potencia de entrada puede ser
convertida en trabajo. Un porcentaje se convierte en pérdidas o calor.
Un motor brushles de los utilizados en
aeromodelismo, normalmente trabajan con una eficiencia de 65 hasta el 80%.
Posiblemente se pueda conseguir alguno que
nos trabaje por encima de 80%, pero estos son caros o serán mas pesados.
Así que si tenemos un motor que nos trabaje
a:
65% de eficiencia, tendremos un trabajo de
650 vatios en la hélice.
70% de eficiencia, tendremos un trabajo de
700 vatios en la hélice.
75% de eficiencia, tendremos un trabajo de
750 vatios en la hélice.
80% de eficiencia, tendremos un trabajo de
800 vatios en la hélice.
Una forma de obtener mas eficiencia de un
motor es usando un motor mas pesado del necesario para su aplicación.
Otra es re-alambrar el motor, para mas
empacado de alambre, para un Kv determinado y para eliminar el cobre de
manufactura china que traen, el cual es de un montón de alambritos muy delgados
y aparentemente también con muchas impurezas, lo que lo hace de mayor
resistencia.
Usando un Motor más pesado.
Se dice que un motor puede ser usado en
aplicaciones normales de aeromodelismo a 3 vatios de entrada por cada gramo de
peso.
Entonces para 1000 vatios necesitamos un
motor de 333 gramos.
Utilizar uno mas liviano, solo nos causara
perdida de eficiencia, sobrecalentamiento y al final hasta se puede terminar
quemando.
También podemos usar un motor mucho mas
pesado, por ejemplo a 2 vatios por gramo y a 1000 vatios se usaría uno de 500g.
Esto nos daría muy buena eficiencia, muy
cerca de la máxima eficiencia que otorga el motor.
Abría que sopesar la ganancia en empuje y
velocidad vs la ganancia en peso.
Usando
uno Re-alambrado.
Cualquier motor que se use, si se re-alambra
y se consigue un mejor empacado de cobre, con Alambre de alta calidad, tipo
industrial, se podrá aumentar su máxima eficiencia y su eficiencia de operación.
He tenido experiencias en donde he
aumentado su máxima eficiencia en 5% y su eficiencia a máxima operación hasta
9%.
La
hélice.
Antes de todo lo anterior, lo primero que
debemos buscar es la hélice.
Se requiere una que nos de el mayor empuje
posible y la velocidad apropiada de acuerdo al modelo que se diseñe.
Es natural encontrar que a mayor diámetro
de hélice, producirá mayor empuje con la misma potencia de salida (trabajo en
la hélice)
También hay que considerar que mientras la
potencia de salida sea la misma, a mayor empuje, la velocidad de la hélice será
menor.
Aquí hay que buscar un equilibrio en donde
la hélice nos de el mayor empuje posible, pero que tenga una velocidad
suficiente para nuestro modelo.
La velocidad de la hélice no es la
velocidad del modelo, la velocidad del modelo será menor a medida que el modelo
represente mas resistencia al avance.
Es común encontrarnos como velocidad del
modelo el 80% de la velocidad de la hélice en modelos de entrenamiento.
La velocidad del modelo disminuirá
drásticamente a medida que este presente un alto ángulo de ataque, situación
que presentara el modelo a medida que este aumente su carga alar.
A continuación presentaremos una tabla de
rendimiento de diversas hélices a
potencias fijas de salida de 650, 700, 750 y 800 vatios.
Los datos fueron obtenidos del programa
Drive Calc, al nivel del mar y una temperatura ambiente de 20 grados
centígrados.
El Calculo del Kv se hizo considerando que
una pila lipo de 4celdas en serie, de 4000ma o mas, nos dará con una carga de 1000 vatios un
Voltaje de 15 Volts. y que con una de 6slipo nos dara un voltaje de 22,5V.
La velocidad de la hélice disminuirá a medida que busquemos mas empuje.
| Relación de Velocidad Vs empuje. | ||||||
| 1000 watts de entrada, 750 watts de salida. | ||||||
| Helice | Pitch | RPM | Empuje | MPH | Model S | |
| APC 5x5 | 5 | 33430 | 1157 | 158.286 | 131.905 | |
| APC 6x4 | 4 | 30612 | 2139 | 115.9545 | 96.62879 | |
| APC9x4.5 | 4.5 | 16947 | 3068 | 72.21733 | 60.18111 | |
| APC 10x5 | 5 | 14464 | 3189 | 68.48485 | 57.07071 | |
| APC 12x6 | 6 | 11380 | 3600 | 64.65909 | 53.88258 | |
| APC 13x6.5 | 6.5 | 9831 | 3801 | 60.51278 | 50.42732 | |
| APC 14x7 | 7 | 8814 | 3991 | 58.42614 | 48.68845 | |
| APC 15x8 | 8 | 7461 | 4315 | 56.52273 | 47.10227 | |
| APC 16x8 | 8 | 6905 | 4900 | 52.31061 | 43.59217 | |
| APC 17x10 | 10 | 6121 | 4971 | 57.96402 | 48.30335 | |
| Mens 18x8 | 8 | 6346 | 5131 | 48.07576 | 40.06313 | |
| Meets 19x8 | 8 | 5826 | 5182 | 44.13636 | 36.7803 | |
| APC 20x10 | 10 | 4967 | 5232 | 47.03598 | 39.19665 | |
| APV 22x10 | 10 | 4497 | 5579 | 42.58523 | 35.48769 | |
Yo diría que el HP-GS3032-6 de 882kv debe de andar cerca de eso que pides. 300gr., hasta 140A y un precio inmejorable :-)
ResponderEliminarhttp://www.aircraft-world.com/shopexd.asp?id=3739
roblej.
ResponderEliminarEl motor que indicas es muy chico y con un kv muy alto.
Estoy hablando de motores de mas de 330 gramos, pero con Kv por debajo de 600, dependiendo de la hélice seleccionada.
El articulo no estaba completo, posiblemente por eso no quedo claro.
pero ya esta completo, solo me falta agregar mas hélices en la tabla.