A oto obliczenia dla taniego silnika jak np. Mabuchi które można znaleźć w tanich modelach i zabawkach.
1. Kv= 2200 obr/min
2. Kt= 0,616 inoz/amp
3. Rm= 0,150 ohm
4. Io= 2 Amp
5. V= 7V
6. Prąd blokady Iblok= 7:0,150= 47A
Producent podaje że silnik wytrzymuje 15 Amp max i rozwija moc 105 W przy 7 Volt.
Krok 1 Obliczenie obrotów silnika
obroty idealne =2200x7= 15400
obroty biegu jałowego= 2200x6,7= 14740
obroty @20A=2200x4=8800
Trzeba zwrócić uwagę że spada o 42% przy maxymalnym obciążeniu w stosunku do obrotów bez obciążenia.
Krok 2 Obliczenie momentu obrotowego. Moment obrotowy wynosi 0 przy 2A i mniej.
Moment przy 20A = 0,616x 18A=11,1 inz-oz = 78,4 miliNm
Przechodzimy przez pozostałe kroki obliczeń i sporządzamy z nich tabelę:
seryjny silnik kubkowy przy napięciu 7Volt
ampery Obr m/o Pin Pout sprawność %
2 14750 0 14W 0 0
5 13750 1,8 35 19 54%
10 12100 4,9 70 44 63%
15 10450 8,0 105 62 59%
20 8800 11,1 140 72 51%
Najefektywniejsze natężenie pracy przy danym napięciu:
Imax%= √(2Ax47A)= 9,6 A
Maxymalna sprawność
Imaxeff= [(9,6-2): 9,6]^2 = 63%
Czyli ten silnik ma zakres użyteczny od 6 do 15 Amper, przy napięciu 7Volt.
SILNIK BEZSZCZOTKOWY
Jak nazwa wskazuje silnik ten nie ma szczotek i związanych z nimi problemów. Jednakże jest cięższy i wymaga specjalnych regulatorów.
Natężenie prądu biegu jałowego jest w tym silniku o około 1/2 mniejsze niż w podobnym silniku szczotkowym. Problemem jest znacznie większy opór regulatora . Dlatego też obliczenia tego typu silników robimy uwzględniając
opór regulatora. Typowy silnik „15” bezszczotkowy z regulatorem ma następujące charakterystyki:
1.Kv= 2125 obr/min
2. Kt= 0,67 in-ou/A = 0,45 Ncm
3. Rm= 75 miliohm
4. Io=1Amp
5. V=10V
6. Iblok.= 10v:0,075= 133A
Producent podaje że ten silnik ma 400watt max przy 40A i napięciu 10V.
Obliczamy obroty silnika
obroty idealne =2125x10=21250
obroty jałowe =2125x9,925=21090
obroty @40A=2125x7,075=15034
Zauważmy że obroty spadły o 30% przy maxymalnym obciążeniu.
Obliczamy moment obrotowy
moment wynosi 0 przy 1A
Przy 40A= 0,637x 39A= 24,8in/oz = 17,51 Ncm
Przechodzimy kolejne kroki i robimy tabelę
Amp Obr moment Pw Pwj sprawność%
1 21090 0 10 0 0
10 19656 5,7in 100 83 83
20 18062 12,1 200 161 81
30 16469 18,5 300 224 75
40 14875 24,8 400 273 68
Maxymalną sprawność silnika uzyskamy gdy natężenie wyniesie:
Imax%=√(1x133)=11,5 A
maxymalna sprawność= (10,5;11,5)^2= 83%
W podsumowaniu możemy powiedzieć że możemy przewidzieć jaki uzyskamy pożytek z posiadanego silnika znając : Kv, Kt, Io, Rm, i V napięcie.
Można też powiedzieć że uzyskamy ok 70% z kubkowego silnika szczotkowego, i ok. 85% z silnika bezszczotkowego.
Niższe i wyższe napięcia pracy
Użytkowując silnik przy napięciu wyższym niż oznaczone powiększy obroty, moc, i sprawność. Jeżeli napięcie będzie niższe te parametry spadną. Natężenie znamionowe i moment obrotowy pozostaną nie zmienione.
Zmiana napięcia powoduje konieczność zmiany rozmiaru śmigła. Jeśli zmieniasz napięcie na wyższe wybierz mniejsze śmigło, Jeśli na mniejsze wybierz większe śmigło.
