ANÁLISIS DE LOS MOTORES ELECTRICOS Y OTROS FACTORES, en Helicopteros RC

[jaittek]

Zeus, tomo nota de tu puntualización  sobre la relación general entre KV, piñon ytorque.  Creo que con ella, ya lo podemostener bastante claro todos, y no requiere mucha más explicación.

Me parece interesante y bien explicado lo que comentas deque puede ser más eficiente lo de volar con curva de gas plana al 100 (singobernor)  y no con governor al 80% .

Si ponemosal 100%, podríamos entonces bajar  1 o 2dientes al piñón, consiguiendo así mas torque, y por tanto, que le resulte másfácil recuperar las vueltas ante un palankazo, y por tanto, demandar menosconsumo. Eso en principio es lógico.
Entonces, si ponemos la curva al 100% , volamos a todahostia pa bajo  y de repente le metemosun palancazo parriba, vueltas va a perder vueltas igual, Y por tanto, el motorva a demandar también más corriente para compensar. ¿Cuánta corriente respectoa si vamos al 80% con más piñon? No lo sé. Por lo que dices, probablemente serámenos que si vamos al 80%, y por tanto, si que veo lógico que cunda ir al 100%.
¿Tú como vuelas? Txikarrón creo que vuela de esta manera, y consigue un pocomás de autonomía, no? (ya me había fijado en la copla, aunque no entendía muybien por qué).

Tu tienes una herramienta mazo kontundente (el DataLog delVariador) para ver como se comportan realmente todas esas variables en vueloreal .
En un mismo heli y con el mismo motor, las caídas devueltas, caídas de tensión, corriente que haría falta para compensar (y másparámetros) se podrían comparar en un DataLog, volando al 100% y al 80%, y asísacar una conclusión veraz de si merece o no la pena.

Respecto al  DataLog,y a mí me parecería super super interesante el comentar en profundidad una delas gráficas de vuelo, e incluirlo después en el análisis que nos ocupa.  Yo más o menos las tengo claro, aunque hayalgunas cosas que si me gustaría me aclararas. Ésta cuestión la he de sacar enbreve, para no saturarnos con demasiadas cosas, je

También me gustaría que pudiésemos aclarar cuales son losVoltajes (de la lipo) que aplica el variador al motor. Ya se ha hablado un pocode esto, pero creo que aún no quedó del todo claro. Bueno, poco a poco…


Voy a documentarmemejor sobre el timing y la frecuencia (ahora mismo no lo sabría explicarcorrectamente) a ver si todos podemos acabar entendiendo como va el tema. Y sialguien ya lo puede explicar, que lo ponga, je.

[zeusramon]

Pues mirando gráficas he comprobado que el gobernor gasta bastante mas que la curva plana . Con curva plana 100% a 2800 rpm gasté 1600 miliamperios, con gobernor a 2300 rpm 1400 miliamperios. Se me olvidó mirar el amperaje , pero viendo la diferencia de rpm es preferible sin gobernor .

2300 rpm con gobernor

http://img11.imageshack.us/img11/8778/gobernor2300.jpg

2800 100%
http://img213.imageshack.us/img213/8923/motor100s.jpg
Los pongo directos para que guardeis la imagen y amplieis bien .

[jaittek]

Muy ilustrativas esas graficas tiu. Zenkius.
Yo no tengo ni tuve nunca un DataLog, pero voy a aventurarme a comentarlas.

Primero decir que no se pueden comparar las 2 gráficas en todos los aspectos, porque ambos vuelos se realizaron a distintas RPM, por lo que comparar consumos en este caso, no tiene sentido. Y lógicamente también, porque fueron 2 vuelos distintos, con sus diferentes maniobras durante los mismos, y distinto tiempo.

Lo más llamativo a primera vista es que las RPM del rotor sin usar el gobernor sufren bastantes oscilaciones, y muy notorias. 

Lógicamente con el gobernor las RPM permanecen mucho más lineales, porque para ello es precisamente el gobernor: para mantenerlas RPM lo más estables posible durante todo el vuelo.
Sin gobernor, se observa que en las maniobras bruscas que les uponen una carga extra al rotor, las RPM caen considerablemente respecto a las rpm que lleva durante el vuelo de traslación. Se aprecia que caen unas 200 rpm (2 subdivisiones más o menos) respecto al régimen normal de vueltas. Esas caídas de vueltas se producen solo en las maniobras. En los tramos de vuelo normal, las rpm permanecen considerablemente muy estables.

Tambien se aprecia que desde que arranca en bicho, el régimen nominal de RPM va disminuyendo poco a poco (sobre todo en la primera mitad delvuelo), desde las 2900rpm hasta las 2700rpm. Unas 200 rpm, que para realizar ciertas maniobras al final del vuelo, se pueden llegar a apreciar. Volando sin gobernor, yo creo que lo ideal sería regular las rpm a nuestro gusto al final del vuelo, y al principio siempre tendremos algunas más (lo cual tampoco es malo).

Sin embargo con gobernor, el régimen nominal de rpm permanece clavado de principio a fin, a 2300 rpm, con lo que el heli rendirá igual al principio que al final. Aunque ante las maniobras bruscas, las RPM oscilan muy parecido a sin gobernor: unas 200 rpm. Bueno.. quizás un pelín menos, pero teniendo en cuenta que va a 2300 en vez de a 2700rpm, ofreciendo por eso menos torque para compensar los esfuerzos.

Lo curioso en este caso, es que las oscilaciones de RPM con gobernor (esas 200rpm), se reparten por igual hacia arriba que hacia abajo respecto al régimen nominal de 2300rpm; es decir, que en las maniobras, las vueltas aumentan unas 100rpm y también disminuyen 100rpm (de 2400 a 2200rmp, con régimen nominal de 2300).  Sin gobernor  siempre disminuyen unas 200rpm respecto al régimen.  Esto lógicamente es peor, ya que si la oscilación se produce solo en un sentido, se notará más en el vuelo y en las maniobras.

Con gobernor también se aprecia que en los tramos de vuelo normal, las rpm no permanecen tan tan lineales como sin gobernor, y se aprecia como el gobernor está trabajando continuamente regulando las rpm (minúsculas oscilaciones hacia arriba y hacia abajo, parecido a una sierra de hierro).  Sin gobernor, la gráfica de las RPM parecemás una serrucho de madera..je.

Conclusión: Con gobernor obtenemos un régimen nominal de vueltas constante de principio a fin, y que las oscilaciones se repartan hacia arriba y hacia abajo respecto al régimen (se equilibran), por lo que se notaránmenos y las maniobras se realizarán mejor.

Lo malo del gobernor será que para mantener el régimen nominal de principio a fin, lo hará a costa de compensarlo con una mayor demanda o consumo de miliamperios, y el estar continuamente trabajando, también hace que consuma más. Es decir, tiempos de vuelo más cortos. Cada cual que elija la opción que más le convenga. Yo creo que los cracks vuelan la mayoría con gobernor para conseguir un desarrollo más lineal aún con menos autonomía, aunque esto que cada uno lo interprete como quiera, je.

Bueno.. ya seguiremos comentando otros aspectos de lasgráficas, que creo que se aprende bastante.
(Yo ahora mismo voy a parar, que casi no veo las letras.. je)

[zeusramon]

Jaittek mira el post de motores de jordi f que axonman encontró un enlace buenísimo sobre el timimg .

Sobre el gobernor yo creo que sí se pueden comparar consumos , ya que los vuelos fueron parecidos,, con el mismo motor y piñon . Aquí se ve que con 500 rpm menos no hay mucha diferencia de consumo , y que para volar a las mismas rpm habria que subir 2 o 3 dientes , con la perdida de torque y aumento de consumo que significa . Según oí a pilotos expertos el gobernor se nota sobre todo en la cola , ya que el par motor es mas constante , porque caer caen con o sin gobernor .  Como dices cada uno tiene una preferencia . Por ejemplo creo que dani pacha ( campeón f3n de España este año ) vuela motor 100%, ademas de muchos otros experimentados pilotos .


Para terminar de comentar tú primer post , comentarte que , por Lo menos en el caso del logo400 , lleva un piñon mas grande porque el motor scorpion mas potente para ese tamaño es el 1400 , sí fuera el de 1600 llevaría ese con pinon de 16 .  Yo llevo el 4015 1070 kv a 8s em un logo 400 ( pronto SE) y te digo Lo que valore . Sí el aumento de voltaje es para reducir amperaje , mal , pierdes agilidad peero sí aumentando voltaje y bajando capacidad , logras aumentar 450w como es el caso con sólo 100 gramos mas nos encontramos que el balance de watios por gramo aumenta considerablemente .Sumale que ademas que esa potencia superior la da con 35 A menos , con Lo que la lipo dará ese voltaje mas cómodamente. Es decir tenemos la potencia de un 550 ( que lleva la potencia de un 600) en un 500 . Yo creo que se sale ganando teniendo esa potencia con medio kilo menos que un 550 ligero (gau x5) y 800 gramos respecto de 550 pesado como el Trex . todo esto teóricamente, ya que mi 3D es muuuy básico y no tengo dedos para refutarlo.

[madcortina]

Voy a documentarmemejor sobre el timing y la frecuencia (ahora mismo no lo sabría explicarcorrectamente) a ver si todos podemos acabar entendiendo como va el tema. Y sialguien ya lo puede explicar, que lo ponga, je.

Mírate este hilo http://www.helicopterosrc.net/index.php?topic=2558.0 creo que aclara bastante bien los conceptos.

[zeusramon]

Madcortina , es buenisimo el enlace . La primera y segunda  no me aportaron nada pero la tercera es buenísima , clarificadora.Jajajaja sí al final acabamos de ingenieros de motores jajajaja .

Ahora me entra otra duda , dice que aumenta los kv efectivos , ya que adelanta los grados a los que se produce el cambio de fase , eso Lo pillo , al cambiar el motor gira mas rapido, pero también se dice que aumenta la potencia . Ahora la pregunta ¿ que y como se genera la potencia?
Lo digo porque no necesariamente debe de aumentar la potencia en watios al aumentar kv , hay motores de mas kv y menos potencia y mas kv que otros .

[jaittek]

Si señor Madcortina! Como molan esos mensajes muy escuetos, a la par que muy contundentes..jeje.
Respecto a la última parte del enlace que nos dejó Mad, yo creo que no todo hay que tomarselo muy muy muy al pie de la letra.
Cuando dice que al adelantar los grados del timing aumentanmos lo KV, aumentamos el consumo y aumentamos la potencia del motor, yo creo que esa potencia se refiere a la potencia de entrada, la cual será proporcional al consumo (P=VxI).
También lo pienso porque en las tablas de los resultados finales del estudio del timing que aparecen en el enlace de Axonman (en el hilo del 450 pro), los datos se refieren a la potencia de entrada.
Lo que yo entiendo es que, si el imán del rotor coincide justo con la posición del polo activo del stator, la atracción entre ambos será máxima.
Sin embargo, si activamos el polo antes de que llegue el imán (=aumentar grados del timing), al existir una cierta distancia entre el polo y el imán, para que la atracción entre ambos sea también la máxima, necesitaremos hacer circular más corriente por la bobina (=más consumo) para generar mayor campo magnético(+atracción), y por tanto, aplicar mayor potencia de entrada.
No se... yo ésto lo veo así.

Con estos enlaces creo que queda bastante bien explicado lo del timing.
Yo por lo menos no necesito saber mucho más, ni voy a profundizar más en ello, ni voy a probar el motor sin carga y ver hasta cuando aumentan las Kv sin que aumente el consumo, ni cosas de esas...
En la práctica, pienso que será suficiente con selecionar el timing que nos ofrezca nuestro variador, de forma que coincida lo más posible con el timin que el fabricante de nuestro motor nos ponga como el más eficiente para el mismo.
En el caso de los Scorpion, según ponen el timing es de 5 grados, y la frecuencia de PWM de 8 KHz, la cual también la deberemos seleccioner en nuestro variador.

[pilotero]

Por fin entiendo realmente lo que es el timming y qué significa los grados (º) que ajustamos...

[jaittek]

Zeus, respecto a lo de que no se podía valorar en consumo al 100% de gas, respecto a ir al con governor, me refería a una comparación cuantitativa, ya que para poder decir cuantos amperios nos ahorramos, habría que ir en los 2 vuelos con las mismas vueltas.
Si lo valoramos cualitativamente, queda claro que el consumo es menor por las razones expuestas y lo que comentas.

Lo que yo me pregunto es ¿merece la pena volar al 100% y no con governor?
Lo digo porque al final, creo que lo único bueno que aporta ir al 100% es menor consumo y mas autonomía, pero a costa de que el régimen nominal de vueltas vaya reduciendose constantemente, y las fluctuaciones de rpm sean mayores, lo cual no lo veo muy bueno para un vuelo cómodo y de calidad... No sé...
Será que esto no lo aprecian los piloteros?, o realmente no se nota mucho el tema? No se.. a mi me llama la atención.
A lo mejor es que si vuelan al 100% con un piñon más pequeño, al tener mas torque, la respuesta a palankazos es más rápida (a parte de que consuma menos) y ésto es un aspecto que los cracks notan y valoran... no sé. Yo desde luego veo más lógico que sea mejor volar con un regimen de vueltas más lineal, aunque la autonomía sea algo menor, y sobre todo para niveles de vuelo tipo exibición que se gastan los cracks...

Otra cosa, respecto a ésto que pones:
Yo llevo el 4015 1070 kv a 8s em un logo 400 ( pronto SE) y te digo Lo que valore . Sí el aumento de voltaje es para reducir amperaje , mal , pierdes agilidad peero sí aumentando voltaje y bajando capacidad , logras aumentar 450w como es el caso con sólo 100 gramos mas nos encontramos que el balance de watios por gramo aumenta considerablemente
Me gustaría que nos comentaras eso de que pierdes agilidad. Yo a nivel teórico no lo entiendo, aunque la práctica.. pues es la práctica, y no se..
Lo de volar a 8S respecto a 6S y todo ese tema, creo que merece un estudio a parte, porque además, nos interesa a todos. Pero bueno, poco a poco. eso creo que tu tendrás que ser uno de los que mejor nos lo pueda aclarar..

Y lo último por hoy:
respecto a lo de en los scorpion los Mas efectivos están entre los 15 - 20 grados de timing , frente a los 5 recomendado.
Esto de dónde lo sacas? es una conclusión que la gente sacó en la práctica, o qué? Coméntanoslo si puedes.

Saludos.

[zeusramon]

Yo estoy ahora empezando a hacer 3d así que yo tampoco soy el banco de pruebas óptimo . Aun así te digo que la caida de vueltas siempre se produce , y se nota más caer de 2300 a 2200 que de 2800 a 2600. También me baso en pilotos como dani pacha , el pone 100% y a correr . La ventaja del gobernor está únicamente en la cola , ya que el par motor es más constante , pero no se hasta que punto se notara , no mucho viendo los vuelos de dani. Sobre hacer la prueba a iguales rpm , ya te digo que gasta mas porque para ir a las 2800 que voy ahora con un 17 T necesito ponerle un !!!!!!21T!!!!!! Al gobernor . Imagínate con la perdida tan sustancial de torque donde van a llegar los amperios Jajajaja prefiero subir despeñaperros en quinta con un Citroën 5 jejejejeje

Sobre la perdida de agilidad me refiero a que al aumentar voltaje casi siempre subimos peso , y sí la ganancia de watios no es notable nos encontraremos con que tendremos la misma relación de watios por gramo, por lo que el heli en vuelo se comportara igual , aunque consumiendo menos amperios . A agilidad me refiero a la respuesta a un palancazo , que es de watios de donde se tira , y a más watios  por gramo ( lo correcto seria decir menos gramos por watio)  más rápido responderá y menos vueltas perderá .

Sobre el timing scorpion . Yo siempre he tenido estos motores y a timing 5 no me gusta como responden , y es una cosa generalizada , en helifreak también recomiendan entre 15-30 grados . Es una cosa basada en los usuarios , ellos siguen con sus 5 grados . Align por ejemplo recomienda 15 , cosa más acertada , en mi opinion .

[yankee mike]

Sobre la perdida de agilidad me refiero a que al aumentar voltaje casi siempre subimos peso , y sí la ganancia de watios no es notable nos encontraremos con que tendremos la misma relación de watios por gramo, por lo que el heli en vuelo se comportara igual , aunque consumiendo menos amperios . A agilidad me refiero a la respuesta a un palancazo , que es de watios de donde se tira , y a más watios  por gramo ( lo correcto seria decir menos gramos por watio)  más rápido responderá y menos vueltas perderá .

 
Si tenemos la misma relación watios por gramo se comportará igual en cuanto a los palancazos, pero al pesar más tendrá mas inercia... ¿no?

[zeusramon]

El tema de las inercias , al menos yo, no se notan , aunque sí notas que "cae"  más , es decir hace falta mas sustentación y varía el modo de vuelo .

[yankee mike]

El tema de las inercias , al menos yo, no se notan , aunque sí notas que "cae"  más , es decir hace falta mas sustentación y varía el modo de vuelo .

Pues eso es a lo que me refería

[jaittek]

2300 rpm con gobernor

http://img11.imageshack.us/img11/8778/gobernor2300.jpg

2800 100%
http://img213.imageshack.us/img213/8923/motor100s.jpg

Hola de nuevo.
Me gustaría  acabar decomentar las 2 gráficas que nos dejó Zeus.


Esta vez centrándonosen la relación existente entre el Voltaje de entrada al motor (V), la Intensidadde corriente en amperios (A) y la Potencia en watios (W) que el motor demandaen cada momento.

En la gráfica de vuelo sin governor, quizás se aprecianmejor los parámetros, porque al no estar actuando el gobernor, no hay esa minúsculasoscilaciones constantes, y en los tramos de vuelo normal, las variables semuestran más lineales.

Observamos que las gráficas de la Potencia W y la de laIntensidad A son muy simétricas en cuanto a la forma.
Cuando W aumenta, A también aumenta, y lo mismo en los picosde bajada.

En las gráficas aparecen casi como una encima de la otra, locual no quiere decir los valores de ambas sean iguales, ni las variacionesentre ambas sean exactamente proporcionales, ya que son escalas diferentes. Eneste caso y con este rango de escala, parece que son iguales y se superponen,pero podríamos variar la escala de una de ellas, y su gráfica nos apareceríap.ej. mucho más arriba que la otra, o que los picos de subida de una sevisualizaran mucho más pronunciados que en la otra. Vamos, que esto hay quetenerlo en cuenta y que no se preste a confusión.

Según el eje de abcisas Time (segundos) vemos que los picosde subida / bajada coinciden y duran exactamente lo mismo, tanto para W, V y A.

Esto es lógico porque como sabemos, las 3 variables estánrelacionadas según  P = V x I, y justocuando una de ellas varía, las otras dos también lo harán en ese mismoinstante, y en una proporción que se ajusta a la fórmula.

Ante maniobras bruscas o palankazos, la carga extra que sufreel rotor se traduce en una caída momentánea de vueltas (rpm), y ésto hace queel Voltaje  que está dando la Lipo, caigatambién.

Otra forma de verlo es: si las rpm que lleva el motor encada momento dependen fundamentalmente del Voltaje de entrada (rpm=KV x V), Entonces,si frenamos de repente las rpm, también haremos caer de repente el Voltaje queaporta la Lipo.

Esto se observa claramente en los picos de las graficas de Vy de RPM.

La relación entre caída de rpm y caída de voltaje, no lapodemos conecer de forma exacta, pero en principio podemos considerar quecuanta más caída de rpm, mayor caída de voltaje.

La naturaleza electro-magnético-mecánica de los motoreseléctricos, hace que siempre traten de mantener  las rpm, y cuando “notan” que el voltaje deentrada disminuye debido a una carga extra (o que está perdiendo vueltas),internamente lo tratan de compensar demandando más corriente, y por tanto máspotencia.

Si tenemos un régimen nominal determinado de P, V e I ,  si de repente disminuye V (por disminuir lasrpm), en teoría también disminuiría P,  segúnP = V x I.

Sin embargo y debido a la naturaleza de los motores, en lapráctica no solo no disminuye P, sinó que aumenta, debido a que el motordemanda proporcionalmente más I (A) que las caída que se produce de V.

En las gráficas se aprecia que más o menos la potencia demandadadurante los tramos de vuelo normal, oscila entre los 500 – 800 W. Sin embargo,para compensar la caída de vueltas, demanda picos de hasta 1400 – 1500 W.

La intensidad demandada durante los tramos de vuelo normal,oscila entre los 20 – 26 A. Sin embargo, para compensar la caída de vueltas,demanda picos de hasta 52 – 60 A. En este caso, un variador de 60 A creo quesería suficiente.

Bueno.. todo esto es algo que más o menos ya todos ya sabíamos,pero yo tenía que escribirlo tarde o temprano para el texto del análisis que noocupa.
Si se os ocurre alguna aportación más al respecto, o algunacorrección, ya sabeis…je.
A mi hora mismo no se me ocurre nada más…

[jaittek]

Se me olvidaba.

Hice la comprobación a ver si realmente se cumplía lo de P = V x I  , o W = V x A, y si que da clavado.

por ejemplo, en el instante 112 seg.
1519W = 29,8V x 51A

En el instante 250 seg.
924W= 28,8V x 32,1A