Aklaypart.ru

Авто Журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое бесколлекторный импеллерный двигатель для

Что такое импеллерный двигатель для моделей

Как сделать импеллеры для авиамоделей. Возможно смело утверждать, что интерес авиамоделистов к реактивной технике не ослабевал ни при каких обстоятельствах. Но до последнего времени попытки создания летательных аппаратов с реактивными движителями носили только эпизодический, экспериментально-исследовательский темперамент.

Само собой разумеется, сказывалось отсутствие настоящих турбореактивных моторов в модельном выполнении (о серийном выпуске единичных очень сложных образцов без шуток сказать не приходится).

Но настоящий взрыв интереса к имитированию современной «взрослой» авиации случился, в то время, когда два раза мировым чемпионом в классе радиоуправляемых копий стал спортсмен с двухмоторной моделью реактивного истребителя. Сама копия заслуживает особенного беседы, но на данный момент — по большому счету о возможности постройки аналогичной техники в отечественных настоящих условиях. Среди многих спортсменов существует убеждение, что создать хороший импеллер без наличия супер-двигателя и хотя бы эталонного фирменного примера самого движителя нереально.

Наряду с этим нужно подчернуть, что фирменные импеллеры, снаружи простые по конструкции (подробности отштампованы из пластика), сначала прошли продолжительный путь отработки в лабораториях, пока не достигли удовлетворительных черт. Существует расчетный аппарат, призванный уменьшить проектирование импеллеров, но Он через чур сложен для восприятия рядовым моделистом-спортсменом, громоздок и, основное, неточен по достоверности приобретаемых результатов. Исходя из этого как правило у нас при создании вентиляторных движителей пользуются способом повтора прекрасно зарекомендовавших себя образцов.

А как быть, в случае если аналогов требуемой установки попросту не существует? Тут нужно готовься к громадному количеству отладочных работ либо… положиться на везение. Дабы избежать аналогичных антиконструкторских приемов, мы предлагаем вниманию спортсменов увлекательный материал, посвященный очень успешной импеллерной установке, вычисленной под распространенные отечественные микродвигатели.

Сохраняем надежду, что описание данной конструкции, не имеющей аналогов (фирменные импеллеры, в большинстве случаев, вычислены на ДВС рабочим количеством 6,5 см3 и выше, причем, как уже говорилось, двигатели это далеко не рядовые!), окажет помощь в создании увлекательных копни реактивных самолетов. В модальной импеллерной установке тяга, потребная для полета .миниатюрного летательного аппарата, образуется при ответе вентилятора посредством поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Трудится «тот движитель таи. Воздушное пространство, поступив в количество установки через лобовой воздухозаборник, проходит через внешний (либо входной) направляющий аппарат (ВНА), образованный комплектом радиальных лопаток. При атом поток закручивается против направления вращения рабочего колеса вентилятора (РК).

Это разрешает расширить скорость набегания потока на лопасти РК и обеспечить более удачное его направление.

По окончании РК воздушное пространство снова закручивается внутренним направляющим аппаратом (НА1) для подготовки ввода во вторую ступень РК, кроме этого против направления вращения. Третий, выходной направляющий аппарат (НА2) раскручивает ноток до осевого направления. Проходя на протяжении двигателя и в один момент охлаждая ого, воздушное пространство попадает, наконец, я сопло, где получает требуемую для силы тяги громадную скорость (тяга данного импеллера на месте равна примерно 1 кгс).

технология и Конструкция изготовления. Корпус, сопло, обечайка выклеены на пенопластовой болванке из стеклоткани на эпоксидной смоле.

Фактически на всех поверхностях стены корпуса имеют толщину 1 мм. Направляющие аппараты составлены из разного числа подробностей: ВНА имеет 12 лопастей, установленных под углом 10°, НА1 — 8 лопастей с углом установки 0 градусов и НА2 — 8 «лопастей под утлом 10 градусов, обратным ВНА. Все направляющие аппараты делаются по одной конструктивной схеме.

Лопатки НА — из алюминиевого сплава АМЦАП толщиной 0,1 мм. Профилируются они в особом приспособлении, продемонстрированном на рисунке.

Диски выточены из текстолита толщиной 8 мм. На все НА; наклеены кольца из стеклоткани на зпоксидной смоле. За эти кольца НА винтами М2 крепятся в центре корпуса. Лопатки рабочего колеса изготовлены из стеклотекстолита (толщина заготовок 1,3—1,1 мм). Закрутку создают кроме этого в приспособлении (см. рис.) следующим образом.

Заготовка нагревается на злектроплитке до светло-коричневого цвета, посла чего она помещается, а приспособление и зажимается плоскогубцами.

Выдержав пара секунд, заготовку вынимают. Нужно подчернуть, что стеклотекстолит не нужно перегревать до появления чёрных оттенков — это может привести и расслаиванию материала. На готовых лопастях разность углов по их финишам должна быть однообразна на всех подробностях и равняться 20°.

Необходимо заблаговременно учесть, что заготовки лопаток НА, РК и стоек моторамы вырезаются .с запасом по длине я 1,5—2 мм. Изготовление дисков проводится в следующей.

Последовательности. В центре заготовки из листового текстолита (кстати, при отсутствии требуемого материала толщиной 8 мм заготовки возможно склеить из комплекта более узких. Но из «кругляка» диски точить запрещено, поскольку они получаются не хватает прочными!, вырезанной с запасом по контуру, сверлится отверстие диаметром 5 мм.

В патроне токарного станка зажимают железный стержень диаметром 30 мм, выступающий на 15 мм из губок.

Его протачивают диаметром 5 мм на длине 4 мм, по окончании чего на проточку надевают заготовку диска и прижимают ее вращающимся центром с шайбой диаметром 30 мм. Позже приступают и обработке резцами. Центральные отверстия в дисках эргономичнее делать посла прорезки пазов.

Читать еще:  Датчик оборотов двигателя схема подключения

Разметка дисков. На аиста бумаги чертится окружность пара большего размера, чем диск. Она разбивается на необходимое число частей.

Из центра по точкам деления выполняют лучи.

Диск накладывают на чертеж, совмещают центры и по лучам выполняют, риски от края и центру диска (направляться стремиться и большой точности), Размеченный диск ставят, а приспособление, продемонстрированное на рисунке, и ножовкой по металлу пропиливают пазы под лопатки. В НА операция проводится одинарным полотном на глубину 5 мм, а в дисках РК и моторамы — сдвоенным на глубину 7 мм.

По окончании пропиливания пазов окончательная обработка ведется на токарном станка. Выполняются начисто наружные и центральное отверстие скосы по окружности. После этого идет сборка: профилированные лопасти, нижние финиши которых зачищены наждачной бумагой, смазывают эпоксидной смолой и ставят в диск. Так, собирают НА.

РК сперва собирают без склейки для контроля размещения лопаток, и лишь позже выполняют склейку эпоксидной смолой.

По окончании ее отверждения доформовывают лопатки — они должны иметь плосковыпуклый профиль с большой толщи-ной на 1/3 собственной хорды. После этого на оправке длиной 6 мм и диаметром 10 мм калибруется внешний диаметр РК. В дисках монтируют стопоры и, наконец, приступают к балансировке РК.

Подгонка же НА по диаметру колец производится методом подрезки финишей лопаток ножницами по разметке от центрального отверстия. Дополнительные приспособления.

Продемонстрированное на рисунке 4 приспособление для закрутки лопаток РК выполняется либо из жёсткого дюралюминия толщиной 1—1,5 мм, либо из стали. В пластинах сверлятся по два отверстия диаметром 3 мм, через каковые проходят винты МЗ с гайками. Но возможно в металлических пластинах нарезать резьбу МЗ, тогда гайки не пригодятся.

Собранные пластины зажимают, в тисках за финиши ниже винтов и закручивают пакет по часовой стрелке на угол 20°.

Приспособление для профилировки лопаток НА изготавливается из железной трубки диаметром 25—30 мм, которую разрезают на протяжении, как продемонстрировано на рисунке. Самое непростое — работа над приспособлением для пропила пазов в дисках (см. рис.). Его корпус делается из стали толщиной 1—1,5 мм.

В каждом элементе корпуса приспособления — собственный тип калибровочных пазов.

К примеру, а одном: пропил под углом 45° для сборки и монтажа РК и под углом 10° для ВНА. А я втором — для НА1, моторамы и НА2. При прорезке калибровочных пазов крайне важно обеспечить совпадение осей пазов, продольных и поперечных осей корпуса в одной точке. Варианты импеллерной установки.

Двух- , ступенчатый импеллер с калильным микродвигателем рабочим количеством 2.5 см3 рекомендован для копий самолетов типа Ан-72, Ан-74, Ил-76, Як-28, Ил-20, где корпус модельной установки может делать функции имитации копийной мотогондолы.

На рисунке 6 продемонстрирован вариант импеллера, что монтируется в фюзеляжа копии. У него последовательность изюминок: удлинен диффузор карбюратора двигателя, установлен удлинитель глушителя для отвода выхлопных газов за количество импеллера, а корпусе сделаны дополнительные окна. Приводим и более несложный вариант псевдореактивной установки.

Ротор имеет одну ступень, что при равных проходных сечениях импеллера ведет к падению статической тяги до величины 600—700. гс. Но подобная установка не только несложнее, но и легче, что во многих случаях может иметь первостепенное значение для копикста. Нужно подчернуть, что по предлагаемой разработке несложно создать и более большие варианты движителей.

Изготовленный импеллер под двигатель рабочим количеством 10 см3 развивает статическую тягу порядка 3 кгс. Настройка режима работы всех вариантов содержится в подборе углов установки ВНА я маленьких пределах, причем его лопаткам полезно придать еще при изготовлении некую крутку (к наружным финишам; угол установки уменьшен на 3—4°).

(Создатель: ФЕОКТИСТОВ, г. Рязань)

Тест 4.5 импеллера

Увлекательные записи:

  • О двигателях внутреннего сгорания (двс)
  • Как расположить антенну
  • Простая учебно-тренировочная модель самолета под двигатель марз-2,5

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:

Из новых таймерных двигателей внутреннего сгорания возможно выделить только пара образцов с высокими чертями, дешёвых как умелым спортсменам, так и…

Строительство лонжеронов для древесной авиамодели KR2-S Дареном Клутенг — Кромптоном из Австралии стало настоящим открытием для него самого. То…

Сейчас все громадную популярность у авиамоделистов покупают термоизвещатели— электронные, механические и аэродинамические устройства для обнаружения…

Возвратившиеся из Испании советские пилоты принесли неутешительные вести. И главный истребитель, и основной фронтовой бомбардировщик были через чур…

Оглавление Несиловые нервюры Посадочные ребра жесткости крыла. Часть 1 Посадочные ребра жесткости крыла. Часть 2 Центральные нервюры Несиловые нервюры…

Всем здравствуй, авиация всегда была страстью всей моей жизни, что в итоге стало причиной получению научной степени в авиационном университете. Как…

Виды импеллеров и их особенности

Различают два вида импеллеров:

  1. Толкающий, когда двигатель расположен за ротором;
  2. Тянущий — классический вариант «двигатель-ротор».

Стальные винты или лопасти изготавливают методом литья или штамповки (пресс с усилием до 40 тонн профилирует лопатки). Заготовки проходят комплекс механической обработки для снятия заусенцев, зазубрин и прочих дефектов. Применяют для этого токарно-фрезеровочные комплексы mazak и фрезеровочные машины MIKRON. После чего лопатки проходят термическую и обработку, отпуск и нормализацию. После чего проводится комплекс испытаний на прочность и твердость.

Читать еще:  Чип тюнинг двигателя для опель

Благодаря особой конструкции импеллера удается достичь минимального шума и отсутствие потери мощности работающей турбины. Корпус импеллерного двигателя обладает меньшими размерами, чем пропеллерные, при этом полезная мощность остается та же. Крыльчатка (закреплена на роторе) представляет собой многолопастной винт в кольцевом канале. Воздух, затянутый в импеллер под большим давлением, имеет какой-то вес, поэтому в результате движения воздушных масс возникает реактивная тяга. Усилие двигает машину или перемещает рабочую среду.

Основная сфера применения импеллеров

Импеллеры применяются в самых разных направлениях. Это не только крупные промышленные двигатели турбин, градирен или компрессоров, но и небольшие механизмы, например, аквариумные фильтры, помпы, двигатели посудомоечных машин, водометы.

Импеллер — механизм для создания реактивной тяги. Принцип используется в авиационных двигателях. Поршневые механизмы давно отошли на задний план, так как реактивные двигатели более легкие, экономичные в работе, работают на более дешевом топливе. Направляющие лопатки могут регулироваться на разных механизмах. Импеллер — механизм, способный обеспечивать максимальную тягу при минимальном диаметре вентилятора, поэтому спрос на такие механизмы очень высок. В настоящее время лопастные высокооборотные электродвигатели нашли широкое применение в авиамоделировании категории F4 (модель копирует реактивный самолет).

Импеллерные двигатели также применяются для двигателей гидроциклов, катеров и прочего водного транспорта. Система придает более высокую тягу и необычайную эффективность, немыслимый разгон и максимальную производительность. Лопаточные элементы — расходный материал, при этом можно заменить только лопастной узел.

Импеллеры применяют как основной механизм насосного оборудования. Такие насосы применяют в пищевой, фармацевтической, косметической, химической промышленности. Основная конструктивная особенность — ротор с резиновыми или пластиковыми лопастями, заключенные в овальный корпус. Такие машины обладают свойствами самовсасывания до 5 метров, имеют реверс (то есть перекачивают жидкость в обе стороны, легко меняется направление перекачивания), допускается перекачивать жидкости с твердыми включениями, для вязких (с пределами вязкости среды до 50000 сСт) и прочих сред. Наиболее часто это насосы-дозаторы, так как производительность жестко связано с частотой вращения. Импеллерные насосы имеют ряд недостатков: ограничение по температуре, а также ограничение по перекачиваемым средам. Оборудование относится к дорогостоящему и технически сложному, поэтому часто используют альтернативные варианты.

Принцип работы насоса

Электродвигатель насоса подключен к электросети, подается электропитание. Вал электродвигателя начинает вращаться. Жестко закрепленный на валу импеллер с гибкими лопастями также начинает вращаться. Импеллер вращается, касаясь концами лопастей внутренней поверхности корпуса. Когда лопасти импеллера проходят место сужения диаметра корпуса они сгибаются уменьшая тем самым полезный объём между двумя соседними лопастями. После прохождения «сплющенной» области корпуса – лопасти разгибаются, принимая своё первоначальное состояние. Разгибающиеся лопасти за счет разрежения пространства создают всасывающий эффект в районе одного из патрубков (так как несимметричная область корпуса находится между патрубков). Перекачиваемый продукт поступает в корпус насоса. Далее он перемещается между лопастями по окружности проточной части корпуса по ходу его вращения импеллера. Достигая область сужения лопасти снова изгибаются и ввиду уменьшения пространства между смежными лопастями – продукт выдавливается в напорный патрубок.

Стоит отметить, что производительность насоса прямо пропорциональная частоте вращения вала электродвигателя. Именно по этой причине импеллерные насосы иногда используют в качестве насосов-дозаторов.

Технически импеллерный насос сочетает в себе возможности центробежного насоса и насоса объемного типа: он создает напор и производительность и в то же время может перекачивать густые вязкие жидкости.

Кроме этого насос с гибкой крыльчаткой является самовсасывающим. Он может осуществлять самовсасывание продукта на высоту до 6-7 метров даже если изначально в корпусе нет жидкости, и делает это в течении нескольких секунд.

В начале статьи было упомянуто, что импеллерный насос еще называют ламельным. Дело в гибких лопастях импеллера – ламелях. Они осуществляют плавное бережное перекачивание продукт, без ударов и пульсаций. В следствие чего не происходит разрушение структуры продукта. Насос создает ламинарный поток.

Устройства «НСУ-3/0,75»

В парфюмерной области активно используется данный импеллерный насос. Устройство его сильно схожее с модификацией НСУ-3/0,35. С жидкостью насосы способны работать разной вязкости. Камера у модели установлена цилиндрического типа. Нагнетатель в данном случае располагается за рабочим колесом. Непосредственно импеллер применяется с не большими направляющими. Переходной вал в диаметре составляет ровно 2.5 см. Головка его сделана с зубчиками, и способна выдерживать большие нагрузки. Двигатель у модели имеется асинхронный, а мощность его достигает 20 кВт. Напряжение данный импеллерный насос «НСУ» может выдерживать 220 В при рабочей частоте в 45 Гц.

Руководство по сборке «Angry Oskie»

Сейчас я покажу вам как собрать «самый мелкий бесколлекторный коптер» это подробное, пошаговое руководство, попробую показать все детали.

Читать еще:  Что течет из двигателя тосол

Подготовка

Похоже, что последняя партия камер CM275T идет с 4 проводками, судя по всему, два дополнительных проводка — это видеовход и видеовыход для подключения OSD. Однако, мы не будем использовать OSD, так что можно просто убрать провода и соединить контакты между собой.

Если этого соединения не сделать, то CM275T ничего не покажет.

Убираем лишнюю термоусадку около отверстий на регуляторе.

Подключаем регуляторы скорости, полетный контроллер и FPV оборудование

Обрезаем провода у регуляторов до нужной длины. Я настоятельно рекомендую оставить небольшой запас проводов, это сильно упростит сборку. На картинке видно, что я обрезал слишком много, еле удалось собрать!

Также следует проверить порядок моторов, прежде чем собирать. Не уверен, была ли это ошибка в инструкции, но пришлось менять провода несколько раз.

Настраиваем полетный контроллер

(это мои личные настройки, есть что улучшать. Дайте мне знать, если есть идеи)

Я предпочитаю настраивать ПК до установки в раму.

ПК идет с предустановленной прошивкой Betaflight 3.1.5, не стал её обновлять.

Включил DShot600, установил Gyro Rate = 8K, PID Loop = 4K.

Устанавливаем электронику в раму

В этом руководстве я не буду припаивать провода, просто покажу как все соединяется.

Оберните резинку вокруг центральной части и закрепите ее стяжкой. Это наш держатель аккумулятора

Установите моторы на раму.

Установить регуляторы используя нейлоновые стоки/винты M2 длиной 25 мм, затем оденьте 5 мм разделители (поверх регулей).

Затем очередь полетного контроллера и еще 5 и 3 мм разделители сверху него.

Теперь можно поставить крепление камеры и зафиксировать всё гайками M2 (тут-то и пригодится ключ из моего комплекта).

Ставим камеру в крепление. Держится на объективе, так что просто аккуратно вставьте камеру.

Позади есть небольшая прорезь для проводов питания, она нужна для того, чтобы пропеллеры не порезали провода.

25 мм стойки несколько длинноваты, но их можно оставить как есть, нужно подрезать только одну из них, чтобы она не попадала в кадр.

Сбоку рамы есть крюк для провода от аккумулятора

Коптер после сборки, крупным планом.

Резинка в качестве крепежа для аккумулятора работает просто отлично.

Обязательно прочтите, если собираетесь собирать Angry Oskie

Как подключить USB кабель?

К сожалению, из-за маленьких размеров, доступа к USB порту нет, он закрыт одним из моторов. Советую настраивать ПК до сборки рамы. Иначе придется снимать мотор.

Приемник не работает при подключении по USB

Это нормально для F3D8, он работает только от аккумулятора, не питается от USB.

Когда приземляться?

К сожалению, нет контроля за напряжением аккумулятора. Но я выяснил, что прием сигнала становится неуверенным, когда аккумулятор садится. При этом Таранис начинает сообщать о низком уровне RSSI (RSSI Low) или о его критическом значении (Signal Critical), при этом коптер будет рядом со мной и будет нормально летать. Но это знак, что аккумулятор разряжен и мне пора приземляться.

Как они работают?

Бесколлекторные двигатели постоянного тока обычно используются в многомоторных летательных аппаратах из-за их высокой скорости и эффективности.

Оценка характеристик бесколлекторных двигателей

Как и коллекторные двигатели постоянного тока, бесколлекторные двигатели работают путем изменения полярности обмоток внутри двигателя. Магнитные поля, создаваемые при возбуждении обмоток, оказывают толкающее воздействие на постоянные магниты, расположенные вокруг внешнего корпуса.

На бесколлекторном двигателе постоянного тока вращается не вал двигателя, а внешний корпус. Поскольку центральный вал, к которому прикреплены обмотки, является неподвижным, питание может подаваться непосредственно на обмотки, что устраняет необходимость в щетках и коллекторе.

Без щеток бесколлекторные двигатели изнашиваются намного менее быстро, чем коллекторные двигатели постоянного тока. Они работают с гораздо меньшим звуковым и электрическим шумом и способны работать на гораздо более высоких скоростях.

Из чего состоит бесколлекторный двигатель постоянного тока

Бесколлекторные двигатели постоянного тока только недавно начали использоваться в потребительских товарах и любительских проектах, потому что их сложно контролировать.

В то время как коллекторные двигатели постоянного тока для изменения полярности обмоток используют просто вращение самого двигателя, бесколлекторные двигатели постоянного тока управляются активно и требуют сложной схемы управления обмоткой, которая также должна масштабироваться при увеличении скорости.

Только благодаря тому, что микроконтроллеры стали дешевле и доступнее, стало возможным, чтобы недорогие системы могли удерживать правильную частоту вращения, необходимую для работы двигателя.

Заключение

Бессчетное количество информационных справок о двигателях охватывает академическую теорию, возможные реализации, варианты использования, механические, электрические и термические проблемы, функции привода и элементы управления от простейших до продвинутых. Одним из полезных источников является «An Introduction to Electric Motors» от ST. Для более глубокого ознакомления с шаговыми двигателями и микрошагами, которые не так интуитивно понятны, как коллекторные и бесколлекторные двигатели, смотрите «Application Note AN4923 STSPIN220: Step-Mode Selection and On-the-Fly Switching to Full-Step».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector