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jueves, 15 de diciembre de 2016

Helices.



Hélice o Propela

Este es el dispositivo con el que vamos a convertir la potencia del motor  en el trabajo mecánico, que consiste de empuje o Thrust y de velocidad de aire o Prop speed.

Estos dispositivos son llamados de diferentes maneras según la forma y la aplicación. Por ejemplo en Aviones se le llama Hélice, en turbinas Rotor, y en barcos Propela.
Independientemente del uso tamaño  y forma todas se basan en los mismos principios físicos.

Sus características principales son: el Diámetro de las palas, y el Angulo de ellas. Llamado paso o Pitch. 
El diámetro esta dado por lo general en pulgadas y es de punta a punta.

El paso o Pitch. Medido en grados. Pero en realidad es la cantidad de pulgadas que se desplazaría la Hélice en una revolución.

Pueden ser de una pala en adelante.
El tamaño, el grosor, el ancho y la forma de la pala, determina las características de la  Hélice.
Existiendo para toda la gama de velocidades. Y con diferentes índices de eficiencia.

En este capitulo solo hablaremos de las utilizadas en Aviones.

Existen diferentes marcas y modelos y todas tienen un comportamiento diferente de carga. Llamado coeficiente de carga de la propela. Y su valor seria el cubo del diámetro multiplicado por el paso.

En Una Hélice normal multiplicaríamos este valor por el factor de Uno.
Según el Programa de MotoCalc:
 El factor determina que dos helices de la misma medida tengan diferentes caracteristicas.

Una Hélice APC De Glow. Tendría un factor de 1.11
Master Airscrew= 1.31
Topflite power point =1.31
Zinger = 1.31

Y electricas:
APC e= 1.17
APC SF= 1.69                                                                                         
GWS Hd=1.07
GWS RS=1.68

El coeficiente de carga de una propela del mismo diámetro, es diferente en proporción directa al factor. Pero en la práctica he encontrado que el factor antes marcado, es diferente según el tamaño de la propela. Siendo mas preciso en las grandes arriba de 10 pulgadas que en las pequeñas.


Para comparar una de otras es necesario obtener el coeficiente de carga exacto. Y se logra multiplicándolo este por el factor.

Ejemplo

Para una Hélice APCe 12x6 su coeficiente de carga será: 12x12x12x6x1.17=12130
Si la comparamos con una GWS RS 12x6. Tendríamos un coeficiente de carga de: 12x12x12x6x1.68=17418.
Entonces  12130=100% por lo tanto 17418=143.%.

Lo que indica que nuestra hélices tienen una diferencia en el factor de carga d 43.%
Y nos muestran que a pesar de ser iguales en tamaño, cargan de diferente manera al motor. Y por lo tanto instaladas en el mismo motor nos consumirán diferente amperaje.
Con una relación de 1 a 1.43.
También se manifestara en una  diferencia de empuje. Más no en la velocidad de aire generado.
Ya que esto solo depende del Paso.

La velocidad del aire generado es: RPM*Paso/1055.
Y el resultado será en Millas.

Así que nuestras Hélices a las mismas revoluciones producirán la misma velocidad.
Puede haber diferencias ya que los fabricantes marcan el paso con un no. Entero.
Así una GWS HD 10x6 podría mas bien ser 10x 5.5.  Y eso solo lo notaremos  en la práctica.


Nota.
El Programa de Motocalc  indica un factor de 1.68 para las RS o Slow Flyer. Pero en la práctica notamos que ese factor es mucho mas chico en las hélices chicas y exactas para las de 12 in en adelante.


domingo, 13 de noviembre de 2016

Mas sobre ESC.



Mas sobre los ESC.


Los ESC tienen diferentes funciones y estas son programables.

Siempre traen una programación de fabrica, pero a veces esta no es la adecuada y por lo tanto hay que cambiarla a nuestras necesidades.
Para hacerlo, es necesario entender como funcionan.
Por supuesto el uso de ellas es preferencial y no esta sujeto a obligatoriedad.

Brake.

Al estar seleccionada, y con el motor en minima aceleracion, el esc emitirá una corriente al motor para impedir que este gire.
Esta función activada es muy buena cuando se usan hélices plegables, posiblemente también en modelos que la hélice este atrás y no se tenga tren de aterrizaje como el Fun Jet y el Stryker.

En modelos acrobáticos y de 3d siempre se selecciona desactivada.

Battery Type.

Esta función viene de fábrica seleccionada en Lipo. Y el ESC automáticamente reconoce el número de celdas. Algunos al terminar de iniciarse pitan tantas veces como celdas se tenga instaladas.
Se puede seleccionar también Nimh y Nicad.
Nunca he visto uno que seleccione Life o A123.* pero se recomienda que se seleccione Nicad.
*(Cuando uno usa este tipo de baterías, siempre se volara con timer ya que estas entregan toda su carga casi sin alterar su voltaje y una ves que se agota se apaga el sistemas sin dar tiempo a nada.)

Cutoff Mode.

Esta función selecciona la forma en que se va a proteger la batería  antes de que esta se descargue por debajo de su mínimo recomendado.
En el caso de lipos es de 2.75 volts.
Solo hay dos opciones:
Hard cutoff.  Cuando el voltaje de la batería llegue al seleccionado, el ESC reduce a cero el suministro al motor,  pero el sistema sigue funcionando para permitirnos planear y aterrizar.

Soft Cutoff. En este modo el ESC reduce el suministro a un nivel en el que se sostenga el voltaje por encima de lo seleccionado, así que nos permite aterrizar con algo de control en el acelerador.




Cutoff threshold.

Esta función esta ligada a la anterior  y nos indica a que voltaje queremos que funcione la selección anterior.
La mayoría de los ESC sobre todo los antiguos solo traen la selección de 2.85 o 3v. según sea la marca.
Los más modernos nos permiten seleccionar varios voltajes por lo general de 2.65 hasta 3.3volts.  (Esto varia según la marca y el modelo)
Personalmente yo selecciono el voltaje más alto, así no descargo tanto las pilas para que den un  mayor numero de ciclos.)


Nota.

Utilizar cualquiera de estas dos opciones es muy dlicado y requiere conciencia de ello.

Utilizar Soft cutoff:
Cuando la batería llega a este voltaje, esta ya esta casi totalmente descargada, sobre todo si se elije un voltaje bajo.
Si el modelo esta sobre potenciado y es capas de volar con poca potencia, y nosotros seguimos volando sin hacerle caso a la reducción de potencia manifestada en el avión, el ESC seguirá desacelerando a un punto en que pueda suministrar el voltaje por encima del seleccionado y esto nos puede llevar a que la batería se sobre descargue, se infle o se dañe, o de plano a que su periodo de vida disminuya.

Al utilizar Hard cutoff :
Al tener un modelo con mucha carga alar, con poco planeo, el ESC puede cortar en una situación muy comprometida para el modelo y no permitirnos llegar a la pista con viento de frente para hacer un buen aterrizage.
Así que siempre independientemente del tipo seleccionado hay que aterrizar ya sea al cumplirse el tiempo previamente considerado o al ver signos de falta de potencia en relación a la potencia inicial.

Starup Mode.

En aeroplanos se recomienda normal y en helicópteros en Soft start.









Timing.

Este parámetro, por lo general viene de fabrica en cero grados o low.
Algunos fabricantes  recomiendan los grados mas apropiados para sus motores.
Entre mas alto, mayor será el consumo de amperes, se obtendrá mas RPM pero no justificables para el consumo de amperes. El Kv del motor medirá mas alto.

Cuando se usa Hélices muy grandes, con outruners podría necesitar poner el esc en High.



Otros parámetros.

Throttle.
La mayoría de los ESC permiten ajustar el Máximo y mínimo del acelerador. Independientemente de la posición del ATV en el Radio.

Otros permiten opciones para que el acelerador sea seleccionado y ajustado con el ATV.

Current limiting.
Esta opción detecta sobre corriente y apaga el motor para protección del ESC.

Governor Mode.

Función utilizada para helicópteros.


Balance.

Se usa en algunos esc  para descargar las baterías en forma balanceada. Se requiere conectar el adaptador de balance de la batería al ESC.

sábado, 12 de noviembre de 2016


ESC OPTO.

El ESC OPTO no incluye los circuitos de BEC,
La alimentacion al receptor debe ser externa.

Dependiendo de el voltaje que soportan los servos se puede utilizar en forma directa  un Paquetede vuelo de 4 y 5 celdas de Nicad o NImh, o un paquete de 2slipo.

Cuando se usa un Voltaje mayoral que soportan los servos, entonces se utiliza un UBEC o Un regulador de voltaje.




viernes, 11 de noviembre de 2016

Como funciona un ESC.



Como Funciona un ESC.

Posiblemente no sea muy importante o necesario conocer su funcionamiento.
Mucho menos conocer sus detalles electrónicos de funcionamiento.
Pero si es importante conocer el funcionamiento básico y de manera sencilla para evitar cometer los errores más comunes con ellos.

Un ESC conocido en el plano industrial como Inverter, genera una señal PWM (Modulación de ancho del pulso.)
Y esta alimenta al motor brushles. Fig 1.



A su vez, el motor al girar genera otra llamada fuerza contra electromotriz. o Back -emf. fig 2.
 La señal mostrada es solo la de dos faces, pero se esta generando en las tres. para este efecto se esta girando el motor a mano.




 
Esta señal (PWM) se alimenta a cada una de las faces del motor con un defasamiento de 120grados. Para los motores brushles
La señal es parecida a la de la Fig. 1 y se repite infinidad de veces por segundo, segun la informacion de castle creations, es de 13,000 es sus ESC Phoenix.

Como verán en la figura, el voltaje se mueve de cero  al máximo de voltaje suministrado por la pila. ( de 11 a 12.6 Volts  para 3slipo)
El amperaje pasara de cero al máximo requerido por el motor.  en la figura 3 el motor esta todo acelerado.




Así que si un motor  con determinada hélice y voltaje consume 50A,  entonces el ESC suministrara los 50A, jalados desde la batería.
Si el transmisor esta a 100% de aceleración, la corriente estará en el punto máximo el mayor porcentaje posible, con la excepción de los tiempos perdidos en la conmutación del ESC.  Fig. 3.

En cambio a 50% de aceleración, la corriente pasara por el ESC a 50 A. en la parte alta o encendida de los pulsos y a cero amperes en la parte baja o apagada de los pulsos. fig 4.

Nuestros medidores medirán el promedio que será de 25A.
Pero la Batería estará suministrando 50A y el motor estará jalando también 50 A. Solo que a intérvalos iguales. 50% encendido y 50% apagado alrededor de 8000 (8Khz) a 16000 veces por segundo (16Khz). Esa es la frecuencia PWM.

En la siguiente figura el motor esta acelerado a ralenti. Fig 5. incluyendo la Fcem.




Todos los oscilogramas fueron proporcionaos por mi amigo Jose Luis 28.
que en esta pagina nos muestra mas detalles.
http://www.miliamperios.com/foro/motores-electricos-variadores-reductoras-helices-f32/senales-esc-motor-t227204.html


Después de entender esto.

El ESC debe de ser de al menos el 100% del consumo total del motor mas un 10 a 20% extra para seguridad y buen desempeño.

 El motor debe de soportar 100% el amperaje que jalara de acuerdo al voltaje y helice que tenga y no podrá ser manipulado con los End points del transmisor.

La batería debe de suministrar el máximo amperaje jalado por el motor.
Y no se puede ajustar a consumos medidos con el acelerador rebajado.
El Amperaje máximo jalado por el motor entre 23 veces  me da el tamaño mínimo que yo usaría de pila, sin importar que la pila sea de 40 o 65 C de descarga.




sábado, 29 de octubre de 2016

Revision de Motor DYS 2830-750.

Revision de Motor DYS 2830-750.



Tengo este motor para hacerle algunas pruebas y revisar sus características, capacidad y calidad.
Este motor es clásico por su tamaño y pertenece a la categoría de  28x30mm por sus dimensiones exteriores.
Manufacturado por DYS Dong Yang Servo power system.
Este ejemplo viene de la casa Banggood.  Pero también es conocido con RC Timer o turnigy serie D o XP.
Sus características principales son:
Brand: DYS
Item: D2830 Brushless Motor
KV: 1300KV/1000KV/850KV/750KV are available
Pull: 930g/890g/875g/866g
Motor size(mm): Ф28*30
Battery: 2-4s Lipo
Este en particular es de un Kv de 750.
Viene muy bien empacado y muy completo.
Incluye conectores tipo bullet 3.5 machos ya instalados montadura de X, adaptador de hélice y 4 tornillos de 3mm. Su eje es de un diámetro de 3.17mm o 1/8 de pulgada.
Su peso real con conectores=54.9g
Con montadura X=57g
Con adaptador de hélice=63g
Su Estator mide 22x10mm,
Con laminas de .xxmm



Tradicionalmente se dice que un motor debe ser operado a 3 watts por gramo de peso.
Lo que nos da un total de 156 watts de entrada.
Pero en realidad debemos operarlo a una potencia tal en la que la eficiencia nos permita convertir la energía perdida en forma de calor a un valor en Watts  igual al peso en gramos del motor.
 Así que 156 será el límite si la eficiencia es del 66%.
Solo lo podremos ver con pruebas físicas.

Lo primero que probaremos es el valor de Rm del motor en cada una de sus fases.
P1-2= .241
P2-3=.246
P3-2=.242
Valor de Rm promedio= .243 Ohms.

Probaremos el Kv por volt de este motor. Para ello mediremos el consumo en ampers y las rpm que nos de a diferentes niveles de voltaje.
Para esto utilizare baterías lipo de 2,3 y 4 celdas.
2slipo= 6.56V, .35ª, 4870rpm= 742.3
3slipo= 12.51V .41, 9312rpm= 744.6
4slipo=15.18V, .48ª, 11278rpm =742.9
El Valor de Kv por volt promedio es de: 743.2

Y su valor de Kv es: 750.5


Probaremos el comportamiento de este motor con diferentes hélices y diferentes baterías de 2,3 y 4 celdas lipo.


Este motor puede ser usado con 3slipo y las hélices APC SF 9x3.8, 9x4.7,  10x3.8
Peros e tendrá que tener mucho cuidado si se pretende usar una hélice de 11 pulgadas del tipo SF, ya que se calienta rápidamente.

Con 3slipo este motor solo puede ser usado por debajo de 95 watts.

Con 4slipo la hélice ideal es la APC SF 9x3.8 y la GWS 9x5.
No debe usarse hélices de 10 pulgadas y 4slipo.
Posiblemente una GWS HD 10x5 se pueda usar, pero habría que hacer pruebas.

Con 4slipo, este motor no debe ser usado por arriba de 160 watts.




El mejor atributo de este motor es su Kv.
En este peso no hay muchos disponibles.
Es un muy buen remplazo para multicopter del tipo 450 que ocupen 4slipo y una hélice de 9 pulgadas del tipo SF y de 10 pulgadas del tipo Thin.