Domeček na Lomcováku

Roman Vojtěch

Kostlivec ve skříni - Elektro (21.11.01)

Každý máme nějakého toho kostlivce ve skříni. Srovnání střídavých motorů Mega AC 22/30/3 a Phasor 30/3 jsem slíbil již někdy na jaře. Vždy ale bylo na práci něco důležitějšího a aktuálnějšího až se z toho nakonec stal onen pověstný kostlivec.

Jak jsem již předeslal, na jaře t.r. jsem měl možnost porovnat tyto dva motory. Při zběžném pohledu jsou si docela podobné. Počet závitů, průměr a délka vinutí jsou stejné. Mechanické provedení je ovšem rozdílné. Mega má otevřený plášť zatímco Phasor je celý uzavřený. Z fotografii si určitě všimnete, že z Megy koukají dráty snímače. To bylo jestě v "dávných dobách", kdy pro správnou regulaci bylo nutné snímat polohu rotoru. Phasor je o pár gramů lehčí.

Měl bych ještě drobnou poznámku k dokumentaci, která je dodávaná s motorem Pahasor. Považuji ji za nedostatečnou. Nikde se nedozvíte ani základní údaje o max.účinnosti, max. výkonu, motorové konstantě (ot.min/V) apod. Doporučené varianty pohonu jsou sice hodně "blbuvzdorné", ale zvídavého českého modeláře si myslím neuspokojí.

Údaj o max. proudu 35A "staticky"(uvedeno v návodu) mi není jasný . Mohu to chápat tak, že na zemi motorem může protékat až 35A a nic se neděje? A kolik může motorem protékat "dynamicky" tzn. za letu? To je vždy méně. A o kolik méně? Je to proud při max. účinnosti, max. výkonu nebo úplně něco jiného? Já jsem tedy zvolil úvahu: "Když snese na zemi 35A, tak je snese i ve vzduchu." Znamená to ovšem, že staticky bude odběr proudu mnohem vyšší.

V současné době létám s Phasorem ve staré Optimě s 12x1250 Sanyo (nižší váha), vrtule Aeronaut Cam Carbon 10x8 (255x200). Motorový let je cca 2 min. Plyne z toho odběr přibližně 35A (při zachování nějaké rezervy v akumulátorech). Doporučovaná kombinace 10xSanyo (1000, 1250, 1700, 2000 atd.) a 10x6 je přinejmenším značně "neslaná - nemastná". Optima je v této variantě "nepoužitelná". Pokud budete chtít létat 10 článků, zkuste zmiňovaný Aeronaut v rozměru 11x8 (280x200).

Nechtěl jsem dělat nějaký vědecký rozbor, ale pouze se soustředit na srovnání obou krasavců v konkrétní aplikaci. Podmínky zadání tedy zněly jednoduše:

  • Motory budou použity v Optimě I nebo II. Váha letounu je cca 1100g-1300g (podle použité pohonné baterie)
  • Použiji vrtuli Aeronaut Cam Carbon 11x8 (280x200)
  • Pohánět budu 10-ti článkem NiCd Sanyo RC2000 nebo RC1700
  • Jako regulátor jsem použil Jes 40-3P

Výsledky měření jsou patrné z následující tabulky a grafu.

 

Proud (A)

 

 

 

 

 

Otáčky/min.

Phasor

Phasor

Phasor

Mega AC

Mega AC

Mega AC

3000

2,7

3,2

3,2

3,0

3,0

2,9

3500

4,6

4,6

4,7

4,6

4,5

4,3

4000

6,7

6,4

6,1

6,8

6,5

6,3

4500

8,4

8,6

8,4

8,5

9,1

8,8

5000

11,1

11,3

11,2

11,3

11,2

11,3

5500

15,0

14,5

14,3

15,1

15,2

15,0

6000

18,3

18,0

18,3

19,2

19,0

19,0

6500

22,4

22,3

21,7

23,6

24,4

24,4

7000

27,8

26,8

26,3

29,4

28,6

29,6

7500

30,0

34,4

34,1

35,8

36,4

36,3

8000

42,0

41,6

41,7

46,0

44,4

45,4

Z výsledků měření vyplývá, že motorem Mega AC především v oblasti max. otáček (cca 8000 ot./min) protéká vždy o něco vyšší proud (cca 2-3A). Tzn. Phasor má menší spotřebu. Interpretovat se to dá i opačně. Při stejném proudu Phasor točí o něco více.

Jak jsem již na začátku předeslal od toho měření uplynulo mnoho vody a je tedy třeba pro úplnost konstatovat následující:

  • V prvním měření Phasor 1 jsem udělal někde asi drobnou chybu v oblasti 7500ot./min.
  • Mega AC měla vestavěné snímače. Z toho důvodu mohla být váha motoru mírně vyšší.
  • "Povídá se" že Mega má bandážovaný rotor kevlarem (Phasor nikoliv). To může být vysvětlení pro mírně nižší účinnost. Vrstva kevlaru totiž zvětší vzduchovou mezeru mezi rotorem a statorem. Na druhé straně to znamená vyšší mezní otáčky motoru (např. při použití převodovky).
  • Mega má otevřený plášť statoru (vstup vzduchu). To by mohlo znamenat lepší chlazení tzn. vyšší zatížitelnost. Chyběla mi zde ovšem otevřená i zadní část motoru. Potom by chlazení opravdu mohlo fungovat.
  • Obávám se, že vývoj dnešní řady Mega AC pokročil stejně jako u Phasoru. Jsou použité možná jiné materiály (magnety) i jiná technologie výroby. Měření by tedy bylo vhodné aktualizovat.

V souvislosti s tímto malým testem bych se chtěl zmínit i o použitém regulátoru Jes 40-3P. O některých problémech (jo, jo, ten kondenzátor...) jsem již psal ve starším článku. Byly zde i další problémy s kterými jsem se setkal:

  • Musím konstatovat, že průběh regulace s tímto regulátorem nebyl dobrý. Byly "úseky" při pohybu plynového ovladače, kdy motor zvyšoval otáčky skokem, případně na zvýšení nereagoval vůbec. Já se s podobnými problémy nesetkávám, protože létám zapnuto-vypnuto, ale "bagristi" to nemají asi jednoduché...
  • Pozor! Vypnutím spínače na regulátoru vypnete pouze BEC (napájení pro přijímač) a NIKOLIV regulátor. Je třeba proto s modelem zacházet jako s nabitou zbraní (doslova). Např. vypnete přepínač na regulátoru a vypnete vysílač. Potom z nějakého důvodu posunete ovladač plynu třeba na max. a zapnete následně vysílač a regulátor (model), tak se budete hodně divit! Regulátor se neohlásí pípnutím (jako po odpojení a znovu zapojení zdrojů), ale vrtule Vám usekne na co přijde!

O tom jak jsem rozšlehnul Optimu jsem již psal. Dodnes jsem přesvědčený, že při tom velkém odběru se "zbláznil" BEC a proto se Optima zabodla do rodné hroudy. Po dobu opravy regulátoru u firmy JETI jsem měl možnost vyzkoušet podobný regulátor od firmy Schulze - Future 45be. Je to světoznámý výrobce nejen regulátorů, ale i třeba nabíječek (mám od něj dvě).

Bude to vypadat určitě značně podezřele, pokud nyní začnu pět chválu na regulátory od Schulzeho. Nezbude mi ovšem nic jiného. Všechny nectnosti, se kterými jsem se setkal u Jes-u, zde neexistují (třeba má jiné, nepřišel jsem na ně). Pokud chcete létat soutěžně a nebo se chcete spolehnout na ověřené konstrukce, tak vážně uvažujte o této volbě.

Řekl bych, že udělat DOBRÝ regulátor pro střídavý motor nebude asi sranda. O nedostatcích regulátoru Jes nepíšu proto, abych "poplival" někoho práci, ale popisuji pouze mé zkušenosti, které se nemusí shodovat s Vašimi. Na druhé straně musím konstatovat, že asi především díky firmě JETI se konečně technologie střídavých motorů (ještě nedávno finančně nedostupná) stala téměř běžnou realitou. Cenám se, ač neradi, budou muset přizpůsobovat i jiní prodejci, případně dovozci. Jen tak dále. V současné době je už na trhu "sladké potěšení" neboli Zlatá série JETI regulátorů. Napište mi někdo, jak tyto problémy řeší nové JETIho regulátory.

Jak jsem měřil.

Mega AC vs. Phasor

Schulze Future 45be vs. JES 40-3P

Phasor s regulátorem Schulze.

Pohled z jiné strany... (22.11.01) Milan Porkristl

Vazeny pane
cetl jsem Vas clanek na Vasem Webu ohledne AC motoru Phasor/ Mega. Pokud mate zajem mohu poslat foto (jpeg) demontovanych motoru (oba jiz pred dlouhou dobou prosly testy v nasi firme). Predpokladam, ze se vyjasni konstrukce, (statory-plechy) jsou stejne od SMB, s drazkovym vinutim (tzn. konstrukce jako stary plettenberg nebo prumyslove servopohony), rotory jsou diametralne rozdilne.

Prominte, ale ta poznamka s kevlarem, mezerou a ucinnosti je absolutni blbost - mezera u teto koncepce musi byt spravna, a ne nejmensi. Jinak by totiz nefungoval jediny motor s vkladanymi civkami (Hacker, Maxon-interelectric, Kontronic Graupner a desitky dalsich), ktere jsou vetsinou lepsi. V tomto pripade je totiz mezera velka jako tloustka cele civky + vule mezi rotorem a statorem a evidentne to nevadi. Je to klasicke nepochopeni funkce (teorie) aplikace SmNdB magnetu do zarizeni (pouziti teorie platne pro ferit nebo SmCo, popr. AlNiCo).

Neznam jediny prumyslovy motor s touto koncepci bez bandaze kevlarem. Magnety totiz maji negativni soucinitel roztaznosti (na rozdil od oceloveho nosice). Navic jdou (pokovene) extremne blbe lepit-tzn. prilis nedrzi. Nepokovene zase koroduji, coz uvidite nejspise na fotografiich. Take vlastni bandaz je pro motor teto velikosti tlusta cca 0,05 - 0,1 mm, coz je dost malo na to, aby to neco ovlivnilo.

Mereni ucinnosti (tzn. prikon a mechanicky vykon) je u ac motoru dost problem. Jde to seriozne pouze na brzde (proud, napeti, prubehy dovnitr, moment a otacky ven). Brzdu vcetne odpovidajiciho zdroje a pristroju mame, ale pouze do cca 12V a 20A. Vetsi zatim nepotrebujeme, ale urcite udelame. Predpokladam, ze ucinnosti Megy i Phasora budou dost podobne, ale take dost jine nez u modernich motoru s vkladanyma civkama, duvodem je problem s indukcnostma a presycovanim plechu.

Mega je temer identicka s Plettenbergem (starsim, koncepcne). Magnety jsou paskove, 2x5x20 klasicke, al. cela, bandaz kavlarem, vyvazeni "plastelinou" (jako treba Johnson nebo Pal). Phasor ma stejny plechy, stejnou koncepci statoru, segmentove nepovlakovane a prebrousene magnety, lepeno epoxy, bez bandaze, al. cela rotoru, vyvazeni vrtackou (diry v celech).

Klasicky priklad o ucinnosti (a jeji nelogicnosti) je stary a novy regl Jeti. Motor se starym ma vyssi vykon (delsi buzeni), ale NIZSI ucinnost. Novy ma mensi vykon (asi kratsi buzeni dane koncepci zmeny casovani), ale nepatrne LEPSI ucinnost. Proto bych bez skutecneho odbrzdeni motoru byl velice opatrny uvadet jakekoli presne hodnoty ucinnosti, protoze pak je nebezpeci, ze se napise absolutni blbost (jako treba ucinnost je az 92%) nebo "regulator je pouzitelny do 190.000 ot/min".

Jen pro zajimavost Kollmorgen a Litton se dostavaji tak do 50.000-100.000 ot./min. A to jsou firmy, kde je cena (pro vojenske pouziti) zcela zanedbatelna. 190.000 ot/min. je problem i pro elektrovretena s kleci nakratko a sinusovym buzenim....V cene noveho zahranicniho auta.

Pohled z jiné strany... (26.11.01) Milan Porkristl

Elektromotor Hacker B20S je typický AC motor s bezdrážkovým statorem a vkládanými cívkami. Statorový svazek jsou plechové kroužky, cívky jsou ve vzduchové mezeře mezi rotorem a statorem. Výhodou této koncepce je odstranění "západkového efektu", což se velmi příznivě projevuje na účinnosti zejména při malých momentech (výkonech).

Další zásadní výhodou je podstatně jednodušší vinutí bez potřeby zavlékávání nebo nasypávání. Není též takový problém s přesycováním plechů a s místem pro měď. Největším a zcela zásadním problémem této koncepce je ale skutečnost, že "vkládané cívky" (na rozdíl od drážkového vinutí)jsou velmi dobře kryty spoustou patentů velkých výrobců zvučných jmen... Rotor je monoblok NdFeB. Hřídel bezhrotě broušená, ložiska krytá.

Plášť je komunální eloxovaná upíchlá trubka. Čela jsou z tyče, opět eloxovaná. Axiální poloha rotoru je zajištěna mosaznými trubkami. Mně osobně se to nezdá jako příliš šťastné řešení. Fotografovaný motor je již "po smrti". Při cca 35 000ot/min došlo na brzdě k posunutí ložisek a čel a k okamžitému poškození vinutí roztočeným rotorem. Též koncepce "dvě stejná čela a komunální trubka" se mi jeví dost jako nešťastná a málo tuhá a hlavně velmi zranitelná. Výhodou je ale jednoduchá a levná výroba. Ovšem je nutné si uvědomit, že u moderního AC motoru (a tím bezesporu B20S je) je vždy klíčovým problémem mechanická pevnost a tuhost motoru, proto by se měla koncepci pláště věnovat příslušná péče. Mechanické provedení je čisté, rotor není vyvažován, magnet není maskován lakem ani niklem nebo zinkem. Motor zakoupen v obchodě v SRN.

Stator Hackera

Rotor Hackera

Oba elektromotory (Phasor i Mega) jsou velmi podobné koncepce : vinutí statoru vložené v drážkách statorových plechů, plášt dvojdílný, obrobený z tyče, zadní ložiskový štít nalisovaný do pláště, u Megy pojištěný trojicí šroubových hřebů. Přední čelo motoru MEGA má frézované otvory (nejspíše chlazení), Phasor je zcela uzavřený.

Vnější průměr statorového svazku je zcela identický, vnitřní průměr (pro rotor) je též shodný. Plechy jsou s vysokou pravděpodobností ze stejného nástroje. Mega má hřídel o stejném průměru po celé délce, bezhrotě broušenou. Phasor má hřídel osazovanou, střední část je rádlovaná, broušená v hrotech. Čela rotoru jsou v obou případech soustružená z tyče, vyvážení je u Megy tmelem, u Phasora odvrtáním. Magnety Megy jsou páskové, 2x5x20, u Phasora v tandemu, tvarové, délka 15mm (2x).

Vnější povch magnetů u Phasora je částečně přebroušen, bez jakékoliv ochrany niklem, zinkem , popř lakem. Přilepeny jsou pravděpodobně epoxy pryskyřicí. Čela (pouze zadní) jsou u obou motorů z al. tyče. Ložiska u Megy krytá, u Phasora otevřená. Rotor Megy má bandáž z kevlaru, Phasor ne. Střed vinutí je u Phasora izolován smršťovací bužírkou, u megy je čistý. Drát u Megy je s vysokou pravděpodobností samopájitelný, u Phasora též.

Izolace vinutí v drážkách je značně překvapivá, pravděpodobně teflon (oba případy). U Megy jsou navíc na čelech statorového svazku laminátové izolace ve tvaru plechů. Vlastní vývody jsou izolovány u Megy klasickou izolační trubičkou se sklem, u Phasora je použita smršťovačka. Mechanické provedení statorů je téměř shodné, rotor Megy je velmi čistý výrobek. Zadní čelo rotoru Megy má clony pravděpodobně pro optrony. Toto je mimořádně zajímavé, protože standard jsou zásadně Hally (buď přímé, nebo snímající separátní disk). Oba motory byly zakoupeny bez jakéhokoli výběru v běžné obchodní síti. Motory mají označení Phasor 30-3, Mega je 22/20/2.

Stator Phasoru

Rotor Pahasoru

Stator Megy AC

Rotor Megy AC. Všimněte si zelené vyvažovací plastelíny.

Zdroj: Roman Vojtěch
Autor: Roman Vojtěch