Scorpion o motores Brushless ( Dudas )

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[jaittek]

Jejeje…
Zeus… el motor que llevo ahora es ese que viste. El tema esque a 8S también funciona..jeje.

Mi heli se lo pillé a un colega hace 2 años y pico. Fue y es mi primer heli de verdad (el CopterX anterior no cuenta, je). Mi colega lo llevaba a 8S (tal cual como lo tengo ahora) y como vi lo que zoskaba nunca me planteé mirar otro motor ni otra configuración. Y hasta ahora nunca necesité mas potencia, y con los tiempos de vuelo también estoy contento.


Ahora que ya controlo bastante más del royo este de los helis, me doy cuenta que la configuración que gasto no tiene mucha lógica, aunque ya te digo… si estoy pensando en cambiarlo es sobre todo por el coñazode los packs de 8S, las soldaduras, la mayor longitud total  de cables de lipo, y hasta creo que me ahorraría pelas con lipos de 6S …

Por eso estoy entre el 1600kV que gasta Jordi, y el 1400kVque no se quien lo tiene…

Hombre.. ahora que ya piloto bastante más, pues quizás me kundía invertir en más potencia y agilidad (1400kV/80A) pero respecto a éste, tengo serias dudas de si el Jive 60HV irá forzado para este motor a 2700rpm, y también que tiempos de vuelo obtendría, y con qué capacidad de lipos…
Por eso me cundía saber el consumo medio (y los picos) del1400kV… ¿alguien lo sabe?

Respecto al 1600kV, lo tengo un pelín más claro por los comentarios de Jordi, y aunque dice que es algo tragón (je), pues con lipos de3000mA supongo que 4 min los haría bien con vuelo cañero… (y hasta le aprovecharía el piñón..jeje)

Respecto al 4015 tuyo Zeus, si no fuese por lo de las 8S, pq ocupa un guevo, y pq en el 400 lo desaprovecharía bastante… pues estoy más entre los otros 2…

[zeusramon]

Jaittek el 1400 kv tiene un consumo máximo continuo de 80 A , imagina los picos . Realmente me parece el peor motor para un aficionado . Para un profesional al que regalan las thunder power de 150€ y compite con ellas si , pero a ver que lipo de las que nosotros usamos da 80 A , quizás las gens pero te tienes que ir a 3300 , con Lo que Lo que intentas hacer de ganar agilidad nada , las 3300 para el SE .Lo suyo es el 3226 1540w que con 70 A y 1600w va muy bien equilibrado . Aunque la mejor opción , ya que tienes configuración HV , el 4015 mío , y en caso de pasarlo a SE seguirias teniendo 4 minutos con vuelo cañero y son fatigar lipos .

Pd : sigo con el estudio del ripple. Con las gráficas he descubierto que el ripple es ridículo al 100% motor , y que al meter curva normal al 85% se dispara . También se dispara con gobernor , en la gráfica que pongo va a 2300 rpm , ósea bastante comodo , mantiene bien las rpm , pero a base de amperajes mayores que los que saca con motor a 100% , y viendo que son 600 rpm menos no me quiero ni imaginar el consumo con gobernor a 2600 rpm .

Gobernor 2300 rpm
http://img190.imageshack.us/img190/5656/gen2300gobernor.jpg

100% motor
http://img805.imageshack.us/img805/1976/gen100motor.jpg

[jaittek]

Varias cosas:

1) Si si... la verdad es que el 1400kv ya lo descarto totalmente. Aunque el variador lo aguante, las lipos que necesitaría no me kunden nada...

Ahora estoy entre el 1600kV que ya era el que más me gustaba, o el 4015 (y seguir con 8S...)

Como tengo el Jive 60HV, no podría volar sin governor, y según la calculadora de ready heli para governor, me haría falta un piñon de 20T para volar a 2700rpm. Sin embargo, el preset recomendado para ese motor, en ready heli le ponen uno de 22T. 
No sé entonces que piñon me haría falta. Zeus, tu cual crees que necesitaría? (20T o 22T)
De todas formas, tanto uno como otro los considero bastante grandes, y no se como le afectarán a lo del torque... supongo que  lo compensará la potencia.

Una cosa que no me está molando nada del 4015, es que según lo que dices, a 2700 rpm con governor (no tendría otra opción) el consumo se dispara bastante.
Según las gráficas, consumiste 1500mA a 2700rpm al 100% , y 1400mA a 2300rpm con governor (ya te digo tiu... no sé entonces cuanto será a 2700rpm y maniobras 3D)

2) Pongo una comparativa de potencias entre motores de la serie 3026, y la series nuevas 3226 y 4015:
P= V x I 
La comparación la hago considerando 22,2 V para 6S , y 29,6 V para 8S

3026-1400 ,  P = 22,2 V x 80 A = 1776 W  (según características es de 1680 W)
3226-1400 ,  P = 22,2 V x 80 A = 1776 W  (según características es de 1770 W)

3026-1600 ,  P = 22,2 V x 70 A = 1554 W  (según características es de 1470 W)
3226-1600 ,  P = 22,2 V x 70 A = 1554 W  (según características es de 1550 W)

4015-1400 ,  P = 29,6 V x 65 A = 1924 W  (según características es de 1900 W)

Conclusión: Los de la nueva serie 3226, y el 4015, son super eficientes, ya que la P teórica es practicamente igual que la real que nos pone el fabricante.
Los de la serie antigua 3026  vemos que dan bastantes menos W que los teóricos (96 W menos en el 1400kV, y 84 W menos en el 1600KV)
Y digo yo que por eso los de la serie nueva valen bastante más (aparte de por la novedad...).

En cuanto a eso, lógicamente me decantaría por el 3226-1600KV , o el 4015-1070kV
(no sé... no sé... de momento gana el 1600kV, je)

3) Zeus, lo del Ripple me deja algo flipado la diferencia entre entre 2700rpm al 100% , y 2300rpm con governor.
Si el ripple es como pienso un parámetro que define la simbiosis entre la Lipo y el sistema (equipación del heli + configuración)
pues se ve que cuantas más vueltas, mejor es el ripple = depresiones de las lipo menores.

Con governor, a parte de depresiones de más voltios, se ve que el valor medio del Ripple, va disminuyendo poco a poco,
como si fuera inversamente proporcional al aumento de consumo que necesita el governor para mantener las rpm a medida que el voltaje de las lipos disminuye. A ésto yo no le encuentro una explicación lógica...

Sin governor y muchas vueltas, el valor medio del ripple es mucho más lineal.

Menuda movida esto del Ripple !!

De todas formas, aunque en esta comparativa los valores sean bastante distintos, supongo que lo importante será no pasarse del 10% del voltaje de la lipo, (según los de Castle C.), que equivaldría a 2,96 V con 8S, y en el caso más desfavorable (con governor) en este caso no llega ni a 1 V, con lo cual serían valores óptimos y no creo que haya que rayarse mucho al respecto.  Porque si no... los que usamos Jives que hacemos...? Los tiramos? jeje.
Si esto lo tenemos en cuenta, pues son puntos que ganan los que vuelan al 100% sin governor.

[zeusramon]

Jaittek, como bien dices , los nuevos motores son bastante mas eficientes . Sobre Lo del piñon de 22 es para el 4015 a 6s , para el 1600 kv el ideal es el 16 , pero eso que jordi f te Lo confirma , que lleva ese motor , ese piñon y un jive . Lo de que te salga ese piñon a 2700 es lógico , el gobernor es para ir a bajas rpm (2300-2500) ya que los amperajes a altas rpm serían brutales. Por eso prefiero cueva 100% , una cuesta se sube mejor cogiendo velocidad antes de subirla que intentar  mantener la velocidad una vez empezada .Y si pones el jive al 100% no te saltas el gobernor ?
Lo de que el ripple baja al final habra que estudiarlo , también puede ser que evito maniobras bruscas al final del vuelo . El rizado se produce cuando el variador corta y abre continuamente , lógicamente al 100% la electricidad fluye libre , ya que con la misma configuración meto idle 85% motor el ripple de dispara de 0,05 a 0,95 . Según castle cuanto menor sea el ripple mas optima es la configuración . Ir con gobernor es equivalente al esfuerzo que hace EL heli en el arranque de 0 a 100% motor.

Sólo puedes decidir tú , el lío de cargar y usar 8s frente a la ventaja de grandes potencias a amperajes de risa, frente a la comodidad de ir a 6s . Por cierto dices que a 100% voy a 2700 , esas rpm son cuando está la lipo lista , las rpm normales están entre la 2880 al principio y las 2750 al final . Por cierto yo probaria un motor hecho para 8s , no creo que tú motor tenga un rendimiento óptimo si fue creado para 6s . Si vas a seguir a 8s con el 4015 yo pondría un 17 y pondría curva 100% y el jive que tire por donde quiera , aunque eso te Lo confirme alguien que Lo tenga, o bien ponle a 2400 rpm y acostumbrate a volar low rpm .

[Jordi.f]

Como bien comenta Zeus yo tengo el 3026-1600kv y piñón de 16 y un 80% de motor con el Jive  a unas 2800 vueltas aproximadamente. Ahora con las Gens de 3300mAh estoy volando a un 70% para llegar a los 4 minutos (son unos cuantos vuelos para ver que tal me acostumbro) al 70% pero me falta por saber a cuantas vueltas voy al 70%, mañana lo miro.

Por otro lado me queda por probar el nuevo 3226 porque seguramente con el SE estoy haciendo padecer un poco el motor y el consumo igual se dispara algo mas…no lo se, claro esta que con gobernó el consumo es mayor.

Con la Card 1 se puede desactivar el gobernó pero personalmente no me gusto, el ruido del motor cambia, el arranque muy brusco y no hay opción de suavizarlo aun mas y se caí mucho de vueltas, de todos modos no le dedique mucho tiempo.

[jaittek]

Jordi, crees con el 3226-1600 con 16 T usando gobernor a unas 2700 rpm y lipos de 2650 en el Logo 400 con vuelo cañero, podría hacer 4 min dejando las lipos entre 75 - 80% ?  O si no, qué lipos me harían falta?
(Aunque tengas el SE, pues haciendo una extrapolación (je) a lo mejor se puede deducir algo)

Zeus, eso de que el gobernor es para ir a bajas rpm (2300-2500), es así o querías decir otra cosa?

Yo usando governor estoy contento, y muy acostumbrado pq nunca volé sin él. 
Personalmente, mi objetivo sería una configuración que me dé 4 min a 2600 -2700 vueltas con governor.
Lo de tratar de acostumbrarme a 2400 vueltas, no me gusta porque hay maniobras en las que me kunden muchas vueltas y reacciones rápidas.

No sé... desde la teoría creo que lo ideal es que un heli mantenga las mismas vueltas de principio a fin, aunque pierda 30 seg. de vuelo y el Ripple sea mayor.
Tendría que probar lo de ir al 100% a ver si se nota algo en vuelo, aunque de notarse, no creo que sean cosas favorables... y lo de empezar a unas vueltas y acabar a otras, no me gusta nada... Las sensaciones al principio del vuelo no serán las mismas que al final del vuelo, y yo soy mucho de tratar de conocer al máximo el vuelo del heli, sus reacciones, y saber como me va a responder ante cualquier maniobra. Por eso no soy mucho de  tener varios helis y probar muchas configuraciones. Me cunde más acostumbrame a una configuración fija, para así volar mejor, sentirme más seguro y disfrutarlo más, que es de lo que se trata.

Zeus, con el 4015 y governor al 80% y esas 2600-2700 vueltas, que piñón me haría falta entonces?

Y por cierto, ya descubristeis o sabeis la fórmula para saber las vueltas más o menos reales sin usar el calculator de ready heli?
Me refiero a la forma de relacionar voltaje (y que voltaje), KV, piñones, eficiencia (e incluso Cs de la lipo y modo governor como en ready heli) ?
(Habría que hacerles una llamadita a los de Ready H. y pedirles que nos pasen el algoritmo de cálculo..jeje)

[zeusramon]

Sobre el piñon con gobernor en el 4015 a 8s no tengo ni idea , ya que el castle funciona diferente al jive en set rpm , en modo simple , que es como va el jive no he medido rpm pero creo que con el 17 o 18 seria el correcto . Lo de las rpm es la que NO se resta la eficiencia , al menos con motor al 100%,.

Iky me paso un enlace bueniiisimo ..http://www.giantcod.co.uk/forum/viewtopic.php?f=15&t=689 . Opinad que os parece.

sobre Lo de que el gobernor Su uso  ideal es a bajas rpm es por lógica ya que mientras mas bajas mejor las podrá mantener , ya que esas 2700 son casi las máximas que se consiguen con motor 100% al final del vuelo , mientras esas 2300-2500 las mantendrá perfectamente . Si intentas conseguir muchas rpm el gobernor no será igual de efectivo , no por nada , sino por que la lipo no dará de si ( a menos que te gastes 150€ por lipo.) . Una vez leí a dani pacha una frase que me gusto . Existen dos estilos de vuelo el americano , motor 100% y altas rpm  sin gobernor y el alemán-europeo , bajas rpm con gobernor .

Sobre Lo que dices que no te gusta ir al 100% prueba y coméntalo . No vas a notar en vuelo muchas diferencias , yo al menos no noto si voy a 2900 o si voy   a 2850 , ya que en esfuerzo caen como mucho a 2650 , rpm a las que tú vas y que por mucho gobernor que lleves si le pides paso se te cuelan en 2500 rápido . Esa bajada se nota mas , al menos yo la notaba mas  . De todas formas mi nivel de vuelo es pésimo y me guió por comentarios como los de dani cuando dice que el vuela con curva 100% , y que el gobernor es para gastar amperios  . También he leído la,opinión contraria , así que cada uno que vuele comoas,le gusté ,

[jaittek]

Una de mis grandes curiosidades es controlar como funciona exactamente un variador en motores brushless, la PWM y todo eso.
Por eso, cuando Zeus puso en anterior enlace, no pude resistirme a intentar traducirlo y estudiarlo todo lo que pude.
Aunque es verdad que el enlace es muy bueno, a mi no me aclaró el tema del todo y aún sigo con ciertas dudas que espero que entre todos podamos aclarar.
Es un texto escrito por un particular en lenguaje medio coloquial, por lo que la tradución es un poco dificil, y hay cosas que no se bien lo que quieren decir.

Antes de hecer mis comentarios y preguntas sobre el texto, voy a poner mi traducción a ver que os parece, y si podeis explicar algunas cosas que dejo en negrita, os lo agradecería. Las imagenes de la gráficas no se como insertarlas, pero se pueden ver en el enlace.

Información privilegiada sobre Variadores

Los FETs (transistores de efecto de campo) que se utilizan en los controladores de velocidad para motores sin escobillas son pequeños interruptores electrónicos que cierran y abren, secuenciando la alimentación de las 3 fases del motor para hacerlo girar. Los transistores FETs tienen una propiedad muy especial que los hace muy adecuados para este tipo de uso. Cuando se abren, su resistencia es muy alta, de millones de Ohms, por lo que no dejan pasar nada de corriente. Cuando se cierran, tienen una resistencia extremadamente baja, de mili ohmios, por lo que están muy cerca de ser un corto circuito, dejando pasar toda la corriente y hay una pérdida de energía muy pequeña a través de ellos.

El único momento en que un FET tiene alguna resistencia real medible es durante el breve período de tiempo mientras  está cambiando de abierto a cerrado, o de cerrado a abierto. Durante este período de tiempo, el FET tiene una resistencia medible, y tiene toda la corriente de la fase pasando a través de él. Debido a esto, el único momento que el FET realmente tiene que disipar calor, es mientras está en el período de transición de abierto a cerrado, o de cerrado a abierto.
Cuando un motor está funcionando a toda velocidad ( al 100 % ) cada FET en el ESC se cierra y se abre 1 vez por ciclo de conmutación. Así que cuando el ESC están dando la velocidad máxima, es cuando hay el menor número de ciclos de encendido y apagado del FET.

Cuando un motor sin escobillas de 3 fases se ejecuta a menos del  100% del gas (throttle), la forma en que el ESC reduce la potencia del motor es cogiendo el pulso de cada fase y chopping it up into smaller pieces (partirlo en trozos más pequeños?). Así que cuando se ejecuta a menos del 100% del gas, en lugar de que el  FET se cierre y se abra 1 vez por ciclo de fase, se podrían cerrar y abrir 2, 3 o incluso 4 veces dependiendo de lo alta que se tenga puesta la frecuencia PWM.
Dado que la mayoría del calor generado por el FET se produce durante el tiempo mientras se abre o cierra, si se duplica o triplica el número de ciclos de conmutación por ciclo de fase, se generará el doble o el triple de calor en el FET.

La mayoría de la gente tiene la idea equivocada de que a medida que el acelerador baja, la corriente a través del FET disminuye, sin embargo esto no es así. Cuando el ESC se activa, el voltaje completo de la batería se transmite al motor si el gas está a tope o a  1/4  del gas (o a 3/4 ? ). Con el gas a tope, todo ese voltaje simplemente se transfiere durante un largo período de tiempo del ciclo, y con el gas al mínimo se transfiere durante un corto período de tiempo del ciclo. Debido a esto, la corriente transferida es pequeña con la configuración del acelerador baja, pero en cada pulso, la corriente a través de la FET es la misma.

El peor escenario para un CES es cuando se ejecuta con la posición del acelerador en torno a 2/3 (o a 1/3 ?). En este caso, los transistores soportan una carga pesada al cerrar y abrir varias veces por ciclo, sin tiempo para descansar entre ciclos. Es durante la operación en este rango cuando el CES más se calentará.

El ESC está siempre enviando una serie de pulsos to the motor as each phase is energized while the motor spins (al motor, ya que cada fase está activa mientras el motor gira?). Con el gas a tope, cada uno de estos pulsos es como una rounded off square wave (onda cuadrada redondeada?) con sólo 1 subida (encendido) al comienzo del ciclo y 1 bajada (apagado) al final del ciclo. Para reducir la velocidad del motor, estos ciclos se hacen más largos, pero cada pulso comienza a dividirse para reducir la potencia de salida. So at reduced power settings (Así que en la configuración de ahorro de energía?), los FETs pueden cerrarse y abrirse varias veces durante el ancho total del pulso.

Los dispositivos utilizados en esta prueba fueron los siguientes::

Una Lipo de 3 celdas 1800mAh parcialmente cargada a 11,8 voltios.

Un ESC scorpion 110 amp.

Un motor E-Max 2826 con un Kv de 810.

El ESC fue controlado con un controlador de servos por lo que el ancho de pulso de la señal de entrada se transmite al ESC.

La prueba consistió en el arranque del motor a todo gas (al 100% de throttle) con un pulso 2.0 mS desde el controlador de servo. Después se le mandó  1.8mS, 1,6 ms, 1.4mS y 1.2mS para obtener las lecturas del 100%, 80%, 60%, 40% y 20% del gas. Las formas de onda que se muestran a continuación se miden con la sonda de prueba en una de las conexiones de fase del motor, y con la referencia de tierra (0 V) en el terminal negativo de la batería.

Esta primera foto es una captura de pantalla de un osciloscopio digital con el motor en marcha a pleno rendimiento (al 100 %).


ESCThr100.jpg

En esta foto, la escala de voltaje es de 2 voltios por división, y la escala de tiempo es 0,2 ms por división. La referencia a tierra (0 V) se fijó en la primera división desde la parte inferior de la pantalla, por lo que si se cuenta desde ahí  hasta la parte superior de la onda, verá que hay 5 divisiones y media (5,5), lo que equivale a 11 voltios. El voltaje de entrada es de 11,8 voltios, y la unión del FET actúa como un diodo cuando se activan (cierran), por lo que 11 voltios es casi correcto si se considera el caída de tensión del diodo en el circuito.

Si se cuenta la duración de la onda desde un pico hasta el siguiente, se trata de 4,5 divisiones,  lo que equivale a un período de 0.9 ms (4,5 x 0,2). Esto da una frecuencia de 1111 Hz (f = 1 / T = 1 / 0,0009). Este es el número de veces que cada una de las tres fases se activan por segundo con el gas a tope (al 100 %). Para convertir este valor en RPM, primero multiplicamos por 60 para obtener el número de pulsaciones por minuto, que es igual a 66660 (1111 x 60). Ahora, ya que este motor tiene 14 imanes, y durante cada ciclo del ESC, el motor actúa sobre 2 imanes, se necesitan 7 ciclos para hacer que el motor de 1 vuelta completa. Así que ahora si tenemos 66.660 y se divide por 7 obtenemos 9.522 RPM.

Para verificar este número, si tomamos el Kv del motor, que era de 810 y lo multiplicamos por la tensión aplicada, que fue de 11,8 nos da 9558, que está muy cerca de los valores medidos de 9522. Como estamos haciendo una aproximación de los valores en la pantalla del osciloscopio, cualquier dato dentro del  5% se considerará bueno.

Vamos a ver qué ocurre cuando se inicia la reducción de valocidad. He aquí un gráfico del motor con el acelerador al 80%.


ESCThr80.jpg
   
Ahora se puede ver que el FET está cerrando y abriendo  1 o 2 veces por ciclo para reducir un poco la velocidad del motor. Todavía está girando en torno a 9500 RPM, pero ahora en lugar de un encendido y apagado por ciclo, ahora tenemos 2 ó 3.

Para alguno de vosotros, el gráfico puede parecer al revés, porque esperabais  que la velocidad del motor aumentara con los impulsos, en lugar de disminuir. Mientras  el motor funciona, las fases están normalmente a todo el voltaje de la batería, and the FET's pull the phase wire down to ground to get the current to flow. Here you can also see that the full 11 volts is still going to the motor phase (y el FET “interconecta” el cable de fase desactivada a tierra para que la corriente circule? (esto debe referirse a cerrar el circuito para que fluya la corriente) ). Aquí también se puede ver que los 11 voltios totales aún están en  la fase del motor, pero ahora sólo alrededor del 80% del tiempo, y un 20% del tiempo están sin tensión (abiertos).

Otra cosa a destacar en este gráfico es que también se puede ver la frecuencia de PWM. Si nos fijamos en los dos picos que se encuentran en la parte superior derecha de la pantalla, te darás cuenta de que son un poco menos de una casilla de distancia. En algún momento suponen entre 0,6 y 0,7 de una división. En realidad son exactamente 0.625 de una división.

Recuerde que el tiempo de una división son 0,2 ms, y esto se muestra en la esquina superior derecha. Para calcular la diferencia de tiempo entre estos dos picos, se toma 0,2 ms por división de tiempos, y 0.625 divisiones, y se obtiene un períodos de 0.125 mS. Ahora, si toma ese tiempo, y se dividen por 1 (f=1/T=1/0,000125=8000), es igual a 8000 o 8 KHz de frecuencia.
 ¿Por qué ese número nos es tan familiar? Porque es la frecuencia del PWM. Los 8 KHz de frecuencia PWM es la velocidad a la cual el ESC trocea la señal de fase que van hacia el motor con el fin de reducir la velocidad. The ESC fires as fast as the motor is turning (El CES dispara tan rápido como el motor está girando?), pero la cantidad de energía que entra en cada ciclo es controlada por la modulación de la señal PWM.

Sigue leyendo para obtener una  visión general. Todo  empezará a tener sentido ...

Ahora echemos un vistazo a la forma de onda con el 60 % del acelerador y veremos  cómo cambian las cosas.

ESCThr60.jpg

Hay un par de cosas que son diferentes ahora. En primer lugar el motor se ha ralentizado. Si nos fijamos en el tiempo entre los picos de la señal es ahora es de 5 divisiones, cuando en los gráficos anteriores eran de 4,5 divisiones. Esto significa que ahora estamos teniendo un período de 1,0 ms (5x0,2=1ms) que da una frecuencia de 1000 Hz. Convertirlos a RPM como lo hicimos antes , da una velocidad de motor de 8570 RPM.

Como los pulsos son ahora un poco más largos, se pueden incorporar más ciclos de PWM en cada pulso. En el primer  pulso de potencia se puede observar que la FET está abriendo y cerrando  5 veces por ciclo, y que la señal is still pulling all the way down to ground.

A continuación vamos a ver lo que las formas de onda con un 40% de energía.


ESCThr40.jpg
   

Ahora bien, si nos fijamos en la duración de los ciclos, hay ahora 5,5 divisiones. Este es un período de 1.1 mS y frecuencia de 909 Hz. Convertirlos a RPM del motor como lo hicimos antes da unas RPM de 7790.
Si tuviera puesta una hélice este motor, iría más lento, pero por seguridad, la hélice se eliminó durante la prueba. Ahora, con el motor funcionando a una velocidad inferior, con los 8 KHz de frecuencia PWM caben 6 pulsos por ciclo.
La forma de onda está empezando a redondearse en la parte baja de los pulsos. Aquí estás llegando a un punto donde el motor no está totalmente encendido, ya que no es necesario para mantener las RPM. Las señales se verían diferentes bajo la carga de una hélice.

Finalmente, aquí está el motor en un 20% del acelerador. Las cosas realmente son distintas ahora!


ESCThr20.jpg
   

El motor se ha reducido considerablemente, y ahora el tiempo entre los pulsos se ha incrementado a cerca de 8 divisiones, T = 1,6 ms. Se trata de una frecuencia de 625 Hz lo que equivale a 5.350 RPM. Ahora que el motor está girando más lento, hay tiempo suficiente para 9 picos PWM por ciclo. También se puede ver que al motor llega cerca de la mitad de energía de la fase entre pulsos del PWM. Si se mira cerca, también se puede ver pequeño rizado en la parte superior del pulso, mientras que la fase esta apagado. Estas pequeñas ondas se están produciendo a un ritmo de 8 KHz, en respuesta a los pulsos de poder que están surgiendo a través del motor durante cada pulso PWM.

Como puede ver, acurren muchas cosas dentro del ESC y del motor mientras se estan ejecutando, y esto sin hélice instalada y el motor sólo demandando un par de amperios de corriente sin carga. Si usted pone una hélice y funciona demandando corriente real con carga, las ondas serán mucho más feas!

Otra cosa con la que mucha gente comete un error es con el tamaño de su ESC para un motor. Muchas veces la gente utiliza un motor que está clasificado para 90 A de corriente máxima, y lo pone con una hélice tan pequeño que ella sola tira de 50 amperios. Entonces se imaginan que sólo con un  CES de 55 A va a ir sobrado. GRAN ERROR!

Un motor grande tiene más rollos de alambre alrededor del estator, y debido a esto, se presenta una carga mayor para el FET al cambiar de cerrado a abierto. La cantidad de tiempo que necesita el FET para cerrar depende del tamaño de la carga. La bobina de un motor sin escobillas actúa como un inductor, y los inductores (bobonas) por su propia naturaleza tratan de evitar  los cambios rápidos de la tensión. Esta es la razón por la que se utilizan como filtros de ruido en los circuitos DC.

En un pequeño motor con bobinas pequeñas, la resistencia al cambio de voltaje es menor, y el FET se puede activar y desactivar rápidamente. Con un motor más grande la inductancia del motor lucha contra el FET y hace más difícil para ellos el cerrarse y abrirse. Esto aumenta la cantidad de tiempo que el FET necestita para activarse, y como FET sólo se calientan durante el tiempo que cambian, aumenta el calentamiento de las piezas. Por esta razón, si se utiliza un CES que está diseñado para menos de la corriente máxima del motor, incluso si se ejecuta el motor a menos del valor máximo del ESC, el CES también puede sobrecalentarse debido a que está luchando contra una carga grande.

Así que si tienes un motor que está clasificado para 90 amperios, use un amplificador de 90 ESC o, mejor uno sobredimensionado en un 50%, incluso si piensa sólo en utilizarlo a 50 amperios. This way the number of FET's on the ESC is matched to the load that the motor will put on the ESC, and everything will run in an optimized fashion.

[jaittek]

Bueno… La primera cuestión que me surge sobre el enlace este sobre los variadores, es el tema de las vueltas del motor.

Por un lado nos explica como se relacionan las rpm con el período de la señal que manda el variador al motor.

(Por ejemplo, con el gas al 40%, el período T de la señal es  1.1 mS, que equivale a una frecuencia de 909 Hz (F = 1 / 0.0011).  Este es el número de veces que cada una de las tres fases se activan por segundo con el gas al 40 %). Para convertir este valor en RPM, primero multiplicamos por 60 para obtener el número de pulsaciones por minuto, que es igual a 54.545 (909 x 60). Ahora, ya que este motor tiene 14 imanes, y durante cada ciclo del ESC, el motor actúa sobre 2 imanes, se necesitan 7 ciclos para hacer que el motor de 1 vuelta completa. Así que ahora si tenemos 54545 y se divide por 7 obtenemos 7791 RPM.)

Según esto, pues las rpm del motor dependen del periodo de la señal del variador.  Esto es lo primero que me rompe un poko los eskemas.

Bueno, en el caso del gas al 100%, compara las rpm calculadas de esta forma, con las calculadas por la forma tradicional de RPM = KV x V, y en ese caso, coinciden. En otros casos, pues yo creo que no coincidirían.

Mi duda sería como se relaciona el voltaje de la Lipo, con las RPM del motor.

Según lo del enlace, yo entiendo que el voltaje transmitido a las fases del motor es siempre el de máximo de la lipo, lo único que cambia es la frecuencia de los pulsos, que es la que nos da las rpm encada momento.

Entonces…  como se relaciona el Voltaje con las RPM?

Es decir, si alimento el mismo motor con 6S y con 8S, que es lo que cambia? Como hace el voltaje para generar más vueltas en el motor?

Si eso lo gestiona el variador, si con 6S aplicase la misma frecuencia de pulsos que con 8S, las rpm serían las mismas. Lo único que cambiaría es el voltaje de los pulsos transmitidos al motor, que eso sí que afectaría al consumo y al torque…. Pero yo no veo como afecta a las rpm…

De momento dejo esta primera cuestión, a ver si alguien lo controla y me la aclara…

[zeusramon]

Muy interesante tú pregunta .  A ver sí pudiera ser esto. Al 100% de motor , el variador no actúa casi nada ya que abre y todo se basa en Lo que venga de la lipo . A mas voltaje mayor es la fuerza generada en los electroimanes, y por tanto  mas vueltas por ciclo . Ósea que para unas mismas rpm los ciclos entre fases serán diferentes , ya que a más voltaje y mismas rpm los pulsos deberán de ser más rápidos que para reducir esas rpm a un menor voltaje . Por Lo tanto el voltaje influye en las rpm máximas . No se sí me explique bien . Las rpm vienen dadas por el voltaje y ya el variador adecua los ciclos pata conseguir las rpm con ese voltaje , y dichos ciclos serán diferentes a diferente voltaje . Imagina como un gobernor regula rpm , el voltaje va bajando y el variador va reduciendo velocidad de ciclos para adaptar rpm . Que te parece Jaittek.

Pd : perdona por tardar en contestar ,  pero normalmente cuando te saturas con un tema es mejor alejarse y volver con las ideas más claras .

[jaittek]

Zeus, la verdad es que no entiendo muy bien lo que quieresdecir…
Vamos por partes:
Al 100% de motor , el variador no actúa casi nada
Según el enlace, al 100% el variador abre y cierra con unafrecuencia más alta, que es lo que genera más vueltas. Pero sí actúa.
ya que abre y todo se basa en Lo que venga de la lipo
Con esto no se lo que quieres decir.  El variador nunca abre permanentemente, yaque si lo hiciese, las 3 fases  estarían activasal mismo tiempo, y no existiría la secuencia de activación entre las 3 para quelos imanes la siguiesen. Lo de que todo se basa en lo que le venga de la lipo,según el enlace es verdad que el voltaje transmitido es el de la lipo, aunque apartir del 40% del gas, dice algo como que el voltaje transmitido es menor…
A mas voltaje mayor es la fuerza generada en los electroimanes.
Correcto
y por tanto  mas vueltas por ciclo
¿¿¿¿¿¿  ?? Esto porque lo deduces así? ¿Cómo relacionas la fuerza con las vueltas?
Ósea que para unas mismas rpm los ciclos entre fases serán diferentes
Yo esto no lo veo. Para mí, las rpm son directamenteproporcionales a los ciclos de las fases. A más ciclos de activación, másvueltas…
ya que a más voltaje y mismas rpm los pulsos deberán de ser más rápidosque para reducir esas rpm a un menor voltaje .
Esto no tengo ni idea de lo que significa.
Yo creo que lo que quieres decir es que al aumentar elvoltaje, la atracción al ser mayor hace que gire más rápido. No se… Los imanessiempre van a seguir por detrás a los polos activos, y si los polos dan 5vueltas o ciclos, los imanes también darán 5 vueltas, por mucho voltaje ofuerza que se le aplique.
Por Lo tanto elvoltaje influye en las rpm máximas . No se sí me explique bien
No se si te explicaste bien… lo que sé es que yo no loentendí muy bien..jeje
Las rpm vienen dadas por el voltaje y el variador adecua los ciclospata conseguir las rpm con ese voltaje , y dichos ciclos serán diferentes adiferente voltaje .
Sigo sin verlo….
Imagina como un gobernor regula rpm , el voltaje va bajando y elvariador va reduciendo velocidad de ciclos para adaptar rpm
Y no será al revés? Que cuando el voltaje de la lipo vabajando, el variador va aumentando velocidad de ciclos para adaptar rpm?

No sé… a mi este tema ahora mismo me sobrepasa. Estuve intentando aver si hay algún manual o análisis sobre esto  en la red, pero aún no descubrí  nada. Creo que también sería interesante conocerlos aspectos principales de los programas de los microcontroladores de losvariadores, pero esto tampoco es fácil de encontrar….
Yo de momento corto con este tema. Si descubro algo ya lopondré.
Zeus, yo no te entendí, pero no quiero decir que no tengasrazón. A lo mejor si lo explikas un poco mejor…
Saludos

[gixxer]

Cuando el governor ve que baja pa tension el baja la velocidad de los ciclos para hacer ondas cuadradas mas largas y en consecuencia ofrecer mas energia al motor y generar mas potencia ya que la potencia no es otra cosa que la energia/tiempo. Por lo tanto en vez de hacer 2pequeñas ondas las junta en una mayor ( reduce la frecuencia de chopeado) pero a la vez aumenta la potencia suministrada.

[jaittek]

Ben... pois haberá q retoma-lo tema entón.. jeje

Basandonos en el enlace que puso Zeus, a ver si estais de acuerdo con esto:
el enlace hace un análisis de como actua un variador sin gobernor respecto a las rpm del motor.

Entiendo que intervien 2 señales para generar la onda de salida deseada (modulación PWM = modulación por ancho de pulso)

Una es la señal principal que controla la frecuencia de la secuencia de activación de las 3 fases. A medida que damos gas en el stick, le mandamos unos determinados ms de señal al variador, que interpreta que tiene que aplicar una determinada frecuencia de activación. Para aumentar rpm logicamente aumenta la frecuencia. Al 100% aplica una frecuencia de secuenciado al motor de 1111 Hz, y al 20% de 909 Hz. Este rango de frecuencias es el que dan seguido los imanes del rotor.  Si le aplicamos p.ej 8 kh los imanes no se enterarían... (esto me imagino que será asi...)

La otra es la señal de chopeado, de 8 kHz en el ejemplo (esos famosos 8 y 16 kHz), que trocea la parte activa de la señal principal (abriendo/cerrando FETs) con esa frecuencia de 8 KHz, para no dejar pasar tanta energía.  Con el gas al 100%, esta señal de chopeado no interviene, y la parte activa de la onda se transifiere plenamente al motor con el voltaje de la lipo. Con el gas al 20% y pocas vueltas, el chopeado o troceado de la parte activa es máximo (pero siempre con la misma frecuencia de troceado de 8 khz), por lo que, además de que se transifiere menos tiempo de parte activa, el voltaje transmitido ya no es todo el de la lipo. Esto lo deduzco por las graficas del enlace al 40% y al 20%, aunque no entiendo como lo hace... Es como si al abrir y cerrar tantas veces los FETS, no le diera tiempo a la lipo de transmitir todo el voltaje, generando como un voltaje medio más bajo...

Si fuese con modo Governor, ya cambiaría el royo, y el variador actúa de forma distinta para compensar las caídas de voltaje, y según la programación del controlador del variador.

Gixxer... sobre esto que pones no me atrevería a comentar mucho porque no lo controlo.
Sería interesante si alguién pudiese poner algún enlace interesante sobre como actúa internamente el Gobernor.
yo de momento me quedo con la idea general que comentas

Saúdos por ehí

[zeusramon]

Leed bien el enlace y la buena traducción de jaittek( gracias por el esfuerzo ) . Es justo al contrario . Al 100% se hace un ciclo por vuelta ( 1-2-3) , la forma que tiene el variador de reducir vueltas es acelerando los ciclos por vuelta , de forma que en vez de dar una vuelta a medida que aumentan los ciclos cada vuelta da menos grados de giro , ya que antes de terminar de dar la vuelta al empezar otra vez el ciclo "frena" el motor . A más ciclos el motor da vueltas como a trozos , resultado ? Va más lento . Aunque no Lo entendais el enlace Lo deja claro , mientras menos % motor más velocidad de ciclos .

Partiendo de esa base no explica perfectamente el efecto . El FET en off tiene una resistencia de muchos ohmnios , y en on una resistencia tan baja que roza el cortocircuito . En entre el on y el off ( y viceversa ) cuando tiene una resistencia mesurable , y por tanto es cuando más disipa calor . Su aumentas  los ciclos aumentas la perdida de energía , ya que se transforma en calor disipado , por tanto a menor % motor menos eficiencia y más se calentara el variador . Ademas Lo deja cristalino. Centrarse en la,primera parte , la segunda,es mas liosa,.

[jaittek]

Zeus... me da que tenemos una forma de interpretar el enlace un poco distinta...
Cuento la mía:

Las gráficas que pone se refiere a una sola fase.
La otras 2 fases harían lo mismo, con la misma frecuencia, pero con un cierto desfase entre ellas.
El desfase entre las 3, estaría calculado para que coinciada bien la secuencia de activación 1 - 2 - 3 - 1 - 2 -3 ....
respecto a la frecuencia única a la que van las 3 fases.

La forma de aumentar rpm, es aumentar la frecuencia de la señal. (De las 3 señales de fase).
La frecuencia la aumenta pues haciendo los ciclos (1 ciclo =  pulso de subida + pulso de bajada) mas cortos (de menor período).
Al ser los ciclos más cortos, los pulsos activos del ciclo estarán más juntos, que significa que se activarán más veces por minuto, y por tanto, los imanes los siguen más rápido. Esta es la forma de variar la velocidad.

Después está el tema del chopeado.
Aunque disminuyamos las rpm disminuyendo la frecuencia principal de las fases, la suma de muchas pequeñas partes activas (al 100%) va a resultar La misma que la suma de menos partes activas de mayor tamaño (al 20%). Ésto significa que entregaría la misma energía al 100% que al 20%, lo cual no sería lógico.
La forma de reducir energía a medida que disminuyen las vueltas, es aplicando una señal de chopeado que trocea la parte activa, para eliminar trocitos de parte activa, y así entregar menos energía. Esto es bueno para la lipo, pero malo para el variador, como bien dice.
La frecuencia de chopeado es fija (8 khz). Es tema es que, según lo que acabo de comentar, como al 20% los ciclos son más largos, digamos que entran proporcionalmente, más pulsos de troceado, disminuyendo así la energía a medida que bajamos gas.

Siendo ésto así, la señal de chopeado fija de 8 kHz, no tiene mucho que ver con la señal principal de frecuencia de variable. Es decir, que los imanes siguen solo a la principal, que en el ejemplo va de 1111 Hz (100%) a 625 hZ (20%). 
La de 8000 Hz es solo para trocear la principal y reducir energía entregada, y creo que los imanes no pueden seguir una secuencia de frecuencia tan alta, a la par que irregular...

Ésta es la conclusión que yo saco del enlace, y la veo muy lógica la verdad...

Zeus... entonces tú que crees? que los imanes siguen a la frecuencia de chopeado de 8000 Hz ?
como deduces que Al 100% se hace un ciclo por vuelta ( 1-2-3 ) ??
No crees que La forma que tiene el variador de reducir vueltas es acelerando los ciclos por vuelta, es contradictorio ?
A más ciclos el motor da vueltas como a trozos , resultado ? Va más lento .   Esto es verdad a medias. la secuencia de las 3  fases es verdad que es como a trozos, pero si esos trozos se mandan más rápido (mas frecuencia) la velocidad aumenta, y no disminuye como tu dices...

No sé Zeus... no consigo entender como visualizas tu el tema...
Que opinas tu de lo que comento?