1. Значення характеристик двигуна для радіокерованих моделей

Завдання електричного двигуна створити обертання, що призводить в рух радіокеровані моделі.Часто одні і ті ж радіокеровані моделі - автомоделі, авіамоделі, судномоделях - сильно відрізняються один від одного за ціною - майже в 2 рази. Ці моделі можуть бути укомплектовані колекторними і безколекторними двигунами і відповідними регуляторами. Потрібно зрозуміти, який двигун вибрати.
Існує 2 основних типи електродвигунів, що використовуються в радіокерованих моделях: колекторні і безколекторні.
колекторні двигуни (Brushed, щіткові) дешеле, але моделі з такими двигунами розвивають меншу швидкість і такі мотори менш надійні.
Визначальною особливостей колекторних двигунів є наявність щітково-колекторного вузла, який забезпечує рух радіокерованої моделі. Головною зовнішньою відмінністю колекторного двигуна від бесколлекторного є наявність у нього двох проводів замість трьох. Колекторний двигун складається з рухомої частини - ротор і нерухомою - статор (корпус). Колектор - набір контактів, розташовані на роторі і щітки - ковзаючі контакти, розташовані поза ротора і притиснуті до колектора. Ротор з обмотками обертається усередині статора. Щітки використовуються, щоб передавати електричну енергію на котушки обертаються обмоток ротора. Звичайні колекторні електродвигуни, мають всього два дроти (позитивний і негативний), якими двигун підключається до регулятора швидкості.

Колекторні двигуни, використовувані в радіокерованих моделях, працюють від постійного струму. Наприклад, подавши на два дроти двигуна відповідну напругу від джерела постійного струму, наприклад, звичайної батарейки або акумулятора, наводимо вал двигуна в рух. Схема регулятора для колекторного двигуна проста, що так само зменшує вартість такої комплектації. Ротор двигуна розганяє магнітне поле, створюване на обмотках. Величина цього поля залежить від напруги прикладеного до обмоток, чим більша магнітне поле буде створено, тим швидше буде крутитися ротор. На двигуні зазвичай вказується число обертів обмотки двигуна, чим менше число, тим вище швидкість обертання валу двигуна.
Серед переваг колекторних двигунів радіокерованих моделей можна виділити: малі розміри, вага, а також відносно низька вартість. Тому такий тип двигуна найбільш часто застосовується в бюджетних комплектаціях моделей або в моделях початкового рівня. Якщо говорити про надійність колекторного двигуна, то він сильно поступається безколекторним. При всій їх простоті, у них один величезний недолік - обмежений ресурс. Наявність щітково-колекторного вузла на увазі механічну систему рухомих контактів, тобто механічна робота щіточок та колектора може привести до іскріння при перегріванні і швидкий знос при несприятливих умовах експлуатації (волога, бруд, пил). В процесі роботи колекторних двигунів спричиняє зношування графітових щіток і металу колектора, за якими щітки ковзають і рано чи пізно вони виходять з ладу. Перед початком експлуатації моделі, двигун бажано обкатати при зниженому навантаженні для того, щоб щітки правильно притерлися до колектора. При агресивному (може бути 2 заїзди) або тривалої експлуатації моделі заміна колекторного моторчика - це часте і буденне явище.
Безколекторні двигуни (brushless, безщіточні) - дорожче, але здатні розвинути велику швидкість, а також більш зносостійкі. Модель, обладнана сучасною безколекторним системою, їздить і швидше, і довше.

Висока ефективність (коефіцієнт корисної дії) і зносостійкість досягається завдяки відсутності щітково-колекторного вузла. Безколекторні мотори є більш потужними, ніж колекторні мотори того ж розміру. Головною зовнішньою відмінністю бесколлекторного мотора від колекторного є наявність у нього трьох проводів замість двох. У бесколлекторного двигуна рухомою частиною є якраз статор (корпус) з постійними магнітами, а нерухомою частиною - ротор з трифазної обмоткою. Перемикання обмоток відбувається за рахунок щодо складної електронної схеми - регулятора.
Безколекторний двигун приводиться в обертання трифазним змінним струмом, тому для їх роботи необхідний спеціальний контролер швидкості (регулятор), що перетворює постійний струм від акумулятора в змінний. Як безколекторний двигун, так і регулятор для бесколлекторного двигуна має більш складну конструкцію, в силу чого, вартість зростає.
Двигуни, що використовуються в моделях, мають закритий корпус, що робить їх стійкими до вологи, пилу, бруду. Можна сказати, що безколекторні мотори практично не зношуються. Зношуватися можуть тільки підшипники. Єдина можливість розбити мотор - в зіткненні. Ще можна спалити контролер - як і будь-який регулятор, але при наявності в контролері захисту по струму він теж прослужить довго.

Значення характеристик двигуна для радіокерованих моделей

.

Крім поділу на колекторні і безколекторні, двигуни поділяються за такими значущим характеристикам: потужності, КV, напрузі, максимальним струмом.
За розмірами. Для колекторного двигуна - ця характеристика називається клас, де цифрою, наприклад, 280, 300,400, 480, 500, 600, 650, 700, 720, 820, 900, позначається довжина корпусу двигуна. Існує набір класів.
Приклад: клас двигуна визначається його довжиною - якщо ми говоримо про двигун 400-го класу, то мова йде про мотор з довжиною корпусу 400мм. У Бесколлектоних двигунів важливою характеристикою яляется його розмір - довжина і ширина. Відмінності в розмірах дає уявлення про потужність бесколлекторного електромотора. Чим більше розмір - тим вище потужність.
Приклад: Двигун 4274 означає:
діаметр - 42 мм,
довжина - 74 мм.
Наприклад, двигун з такими розмірами один з найпотужніших, він підійде на автомодель масштабу 1: 8.
Потужність двигуна (power, watt) - визначає роботу, яку двигун може виконати в одиницю часу. Найважливіша характеристика мотора. Знаючи потужність, можна визначити максимальне навантаження яку може витримати двигун за формулою.
Потужність (Ватт) = Напруга живлення (В) * Сила струму (Ампер).
Знаючи потужність можна підібрати акумулятор і регулятор по максимальній силі струму, що отримується з формули.
Обороти, об / В (KV, RPM) - обороти на вольт.
Важливий параметр вказує швидкість обертання валу двигуна. Обороти в хвилину визначаються кількістю обертань в хвилину, простіше кажучи як швидко обертається мотор. Швидкість обертання ротора, вимірюється в KV. Так прийнято позначати коефіцієнт відношення частоти обертання обертів мотора (об / хв) до напруги харчування мотора (В). Грубо кажучи kV показує наскільки швидко будуть обертатися різні мотори при однаковій напрузі.
Максимальні обороти = KV * Напруга живлення двигуна.
Наприклад: мотор потужністю 980 KV, на який подаються 11.1V від батарейки буде обертатися при 980 x 11.1 = 10878 оборотах в хвилину без навантаження.
Показання струму можуть представляти максимальний безперервний струм і граничні значення струму, який може подаватися на двигун. Вибираючи акумулятор і регулятор, вибирайте ті, на яких вказані значення максимального безперервного струму рівного і більше, ніж значення струму на моторі.
Для різних моделей, різних використовуваних шестерень і пропелерів необхідний kV мотора підбирається і обчислюється індивідуально. За цим параметром можна підібрати застосування мотора, акумулятор і пропелер. Так мотори з KV більше 2000, для правило, застосовують на вертольотах або на швидкісних моделях. Мотор з високим KV можна використовувати з батарей з меншої кількості банок і він більш ефективний з пропелером з меншим кроком. Мотори цього класу частіше використовують на літаючих крилах. Мотори з меншим KV дозволяють ставити акумулятори з великою кількістю банок, таким чином кілька набираючи вагу, але збільшуючи тривалість польоту - не за рахунок ємності, а за рахунок зниження максимальних струмів при тій же роботі виконуваної мотором. Чим вище KV моторів, тим компактніше повинні бути гвинти. Гвинти невеликого розміру забезпечують більш високу швидкість, але знижують ефективність. Конфігурацію з гвинтами великого розміру і, відповідно, мотори з більш низьким значенням KV простіше змусити стабільно літати, вона витрачає менше енергії, дозволяє підняти велику масу.
KV - значуща характеристика для безколекторних моторів. У колекторних моторів зазвичай на KV не дивляться. Якщо моделіст прийняв рішення замінити колекторний мотор, то зазвичай змінює на точно такий же.
Напруга живлення, В (cell count, volts)
Напруга, до якого пристосований двигун. Визначає кількість банок акумулятора, яке можна використовувати з мотоустановки. При перевищенні різко зменшується час життя мотора.
Наприклад, є мотори з робочою напругою 4,8 вольта, 6 вольт, і 7,2 вольта. Ці цифри вказують, з якою кількістю банок в батареї призначений працювати цей двигун. Напруга на одній банці NiMH (нікель-металгідридний) акумулятора складає 1,2 вольта - мотор з робочою напругою 4,8 вольт призначений для роботи від 4-х банкового акумулятора. Ці цифри орієнтовні, мотори здатні працювати і при підвищеній напрузі.
Напруга і KV пов'язані.
Максимальне навантаження, А (max load, peak current, max amps, surge current)
Сила струму, яку здатний без пошкодження витримати двигун і регулятор. Максимальний струм тим більше, чим більше фізичні розміри бесколлекторного двигуна.
Робоче навантаження, А (current load, continuous current)
Кількість ампер довго і без перевантаження пропускається мотором при номінальній напрузі. Дозволяє порахувати, скільки часу прослужить акумулятор з цим мотором.
Максимальна ефективність,% (max efficiency)
ККД - то кількість енергії, яке мотор переводить безпосередньо в корисну роботу. Чим вище - тим краще.
За конструкцією безколекторні мотори діляться на дві групи: inrunner і outrunner. Ця характеристика говорить про конструктивну особливість мотора.
Двигуни Inrunner мають розташовані по внутрішній поверхні корпусу обмотки, і обертається усередині магнітний ротор. Большенству радіокерованих моделей - машин і човнів потрібні безколекторний мотор Inrunner.
Двигуни Outrunner мають нерухомі обмотки, всередині двигуна, навколо яких обертається корпус з поміщеними на його внутрішню стінку постійними магнітами, т. Е. В аутраннерах обертається зовнішня частина мотора. Аутранери вибирають для авіамоделей, т. К. Вони в силу своєї конструкції краще охолоджуються і у них більше варіацій, як їх можна прикріпити. Мотори Outrunner мають менші значення в кіловольт, що означає, що вони рухаються з меншою швидкістю, але з великим крутним (обертає) моментом. Зазвичай потужність Аутранеров не визначають за зовнішніми габаритами. Аутраннери завдяки своїй конструкції дозволяють використовувати більшу кількість магнітних полюсів.
Кількість полюсів магнітів, що використовуються в безколекторних двигунах, може бути різним.
За кількістю полюсів можна судити про моменті і оборотах і двигуна. Мотори з двополюсними роторами мають найбільшу швидкість обертання при найменшому моменті. Мотори з великою кількістю полюсів мають меншу швидкість обертання, але зате більший крутний момент.
Також безколекторні двигуни бувають сенсорні і Бессенсорное.
Сенсорні краще, так як сенсор забезпечує більш плавну роботу двигуна, швидкий і плавний старт, більш раціональне використання енергії.