Типы бесколлекторных двигателей для электропарамоторов
Бесколлекторный двигатель для электропарамотора — это бесколлекторный двигатель, предназначенный для обеспечения тяги для парамотора.[*] Парамоторы — это легкие летательные аппараты, состоящие из двигателя и крыла. Двигатель крепится к спине пилота, а крыло надувается для создания подъемной силы. Парамоторы используются для развлекательных полетов, воздушной фотосъемки и промышленных применений. Электропарамоторы — это экологически чистая альтернатива традиционным парамоторам, работающим на двухтактных бензиновых двигателях.
Бесколлекторные двигатели подходят для электропарамоторов благодаря их высокому соотношению мощности к массе, эффективности и надежности. Соотношение мощности к массе — это количество мощности, которое может генерировать двигатель по сравнению с его массой. Бесколлекторные двигатели для электропарамоторов бывают разных типов. Они включают в себя следующее:
- Бесколлекторные двигатели типа «аутруннер»: Эти двигатели имеют ротор снаружи, и они являются наиболее часто используемыми бесколлекторными двигателями для электропарамоторов. Бесколлекторные двигатели типа «аутруннер» с внутренним ротором и внешним ротором — это два основных типа двигателей «аутруннер». Ротор в двигателях с внутренним ротором вращается внутри статора, а ротор в двигателях с внешним ротором вращается вокруг статора. Более того, двигатели с внутренним ротором имеют меньший диаметр и большую длину, в то время как двигатели с внешним ротором имеют больший диаметр и меньшую длину. Помимо этой разницы, двигатели с внутренним ротором требуют редуктора для снижения высоких оборотов. Однако это увеличивает вес двигателя. С другой стороны, бесколлекторные двигатели типа «аутруннер» с внешним ротором не требуют редуктора, что делает их лучшим и более эффективным вариантом для электропарамоторов.
- Бесколлекторные двигатели типа «инруннер»: Бесколлекторные двигатели типа «инруннер» имеют железное ядро с обмотками, которые вращаются внутри при вращении двигателя. Они меньше по размеру с более высоким крутящим моментом по отношению к весу. Бесколлекторные двигатели типа «инруннер» подходят для применений, которые требуют высоких оборотов и меньшего крутящего момента, таких как электропарамоторы. Однако они нечасто используются для электропарамоторов.
Функции и особенности бесколлекторного двигателя для электропарамотора
Бесколлекторные двигатели для электропарамоторов стали неотъемлемой частью современных конструкций парамоторов благодаря их многочисленным преимуществам по сравнению с традиционными коллекторными двигателями. Принимая во внимание это, при выборе идеального двигателя для любого конкретного применения необходимо учитывать несколько факторов; каждый бесколлекторный двигатель имеет разные характеристики, что делает их подходящими для определенных функций. Поэтому важно понимать различные функции и характеристики бесколлекторных электродвигателей.
- Мощность: Мощность, измеряемая в ваттах или лошадиных силах, определяет способность двигателя создавать тягу и подъемную силу. Разные парамоторы требуют различной мощности в зависимости от веса пилота, оборудования и условий полета.
- Вес: Это влияет на общую производительность парамотора. Электродвигатели, как правило, легче своих бензиновых аналогов, что делает их в этом отношении более привлекательными.
- Система охлаждения: Двигатели требуют надлежащей системы охлаждения для предотвращения перегрева и обеспечения долговечности. Электродвигатели используют системы воздушного охлаждения, в то время как газовые двигатели могут использовать жидкостное охлаждение или поток воздуха через ребра двигателя для регулирования температуры. Эффективность любой данной системы охлаждения позволяет двигателям поддерживать более высокую выходную мощность без перегрева.
- Контроллер: Бесколлекторные двигатели полагаются на электронные регуляторы скорости (ESC) для управления скоростью двигателя, направлением вращения и подачей мощности. ESC также предоставляют важные данные, такие как напряжение, потребляемый ток, температура и показания оборотов, которые помогают контролировать работу двигателя во время работы.
- Крепление: Бесколлекторные двигатели могут быть установлены как сверху, так и снизу рамы. Однако двигатели, установленные сверху, более распространены, чем установленные снизу. Это связано в первую очередь с тем, что к двигателю легче получить доступ и осмотреть его. Это также обеспечивает лучшее охлаждение и снижает риск повреждения от контакта с землей или мусора. Помимо этого, более высокое положение также обеспечивает лучший крутящий момент для пропеллера, что повышает эффективность.
- Герметизация: Влагозащитные / пылезащитные уплотнения для бесколлекторных двигателей парамоторов необходимы для защиты двигателя от пыли, влаги и мусора, с которыми приходится сталкиваться при полетах на открытом воздухе. Во многих случаях более продолжительная и надежная работа бесколлекторного двигателя является результатом хорошей герметизации.
- Напряжение: Уровень напряжения двигателя влияет на его мощность и производительность, при более высоком напряжении, как правило, можно использовать более мощные двигатели. Напряжение двигателя также определяет совместимость с аккумулятором, поэтому его следует учитывать в зависимости от типа аккумулятора, используемого в парамоторе.
- Время работы: Эффективность бесколлекторных двигателей приводит к более длительному времени работы и менее частой зарядке аккумулятора или дозаправке топливом, что является преимуществом при полетах на большие расстояния или в отдаленных районах, где доступ к топливным / зарядным станциям ограничен.
Сценарии применения бесколлекторных двигателей для электропарамоторов
Бесколлекторные двигатели используются в электропарамоторах для замены тягового устройства в парапланеризме. В этой деятельности пилот бежит, чтобы запустить вращение пропеллера, чтобы создать тягу, направленную вниз. Крыло параплана наполняется воздухом и занимает положение чуть выше пилота. Затем пилот, пристегнутый к эргономичной подвесной системе, управляет крылом с помощью тросов, подключенных к аэродинамическим поверхностям крыла в полете. Бесколлекторные двигатели в парамоторных машинах стали популярными благодаря лучшей производительности и эксплуатационной эффективности.
Бесколлекторные двигатели для электропарамоторов также могут использоваться в других приложениях:
- Летающие игрушки: Электрические летающие игрушки, такие как дроны, самолеты и вертолеты, используют бесколлекторные двигатели. Двигатели обеспечивают точный полет, поэтому дроны могут двигаться плавно, быстро или долгое время. Бесколлекторный двигатель обеспечивает лучшую производительность, чем двигатель с коллектором.
- Модельные самолеты: Моделисты используют модели самолетов и автомобилей для игр с бесколлекторными двигателями. Двигатели легкие и обеспечивают высокую мощность, чтобы модельные транспортные средства могли двигаться быстро на большие расстояния.
- Промышленное оборудование: Бесколлекторные двигатели используются для привода конвейерных лент, насосов и роботизированных манипуляторов, среди прочего промышленного оборудования. Эти двигатели обеспечивают точное и надежное управление движением для широкого спектра промышленных задач благодаря своей долговечности, эффективности и низким требованиям к техническому обслуживанию.
- Вседорожные транспортные средства: Квадроциклы и другие вседорожные транспортные средства могут использовать мощные бесколлекторные двигатели. Они обеспечивают высокий крутящий момент для хорошего ускорения, в то время как двигатели обеспечивают больший контроль над скоростью и подачей мощности для лучшего опыта вождения по бездорожью.
- Водные мотоциклы: Водные мотоциклы и другие типы электрических водных мотоциклов используют бесколлекторные двигатели. Их можно спроектировать так, чтобы они были водонепроницаемыми и защищали от коррозии, чтобы выдерживать морскую среду.
- Электровелосипеды и скутеры: В них используются бесколлекторные двигатели постоянного тока, поскольку они позволяют использовать рекуперативное торможение для повышения энергоэффективности. Электровелосипеды и скутеры используют такие двигатели.
- Электрические лебедки и тали: Бесколлекторные двигатели являются предпочтительными для обеспечения постоянной мощности для подъема и тяги в промышленных или строительных условиях, поскольку они требуют меньшего обслуживания, чем традиционные двигатели.
- Медицинские приборы: Бесколлекторные двигатели используются в инвалидных колясках и кроватях, чтобы их можно было перемещать на большие расстояния. Эти двигатели обеспечивают надежное и непрерывное движение, поскольку они разработаны для устройств, помогающих передвигаться.
- Электрические воздушные змеи и парусники: Электрические парамоторы используют бесколлекторные двигатели, где скорость воздушного потока создает подъемную силу и тягу. Эти двигатели приводят в движение пропеллеры или турбины в легких конструкциях для оптимального управления и быстрого отклика.
Как выбрать бесколлекторный двигатель для электропарамоторов
Выбор правильного бесколлекторного двигателя зависит от некоторых важных факторов.
Во-первых, рассчитайте общий вес, который необходимо поднять двигателю. Сюда входят пилот, рама парамотора, крыло, топливо или аккумулятор, а также любое дополнительное снаряжение. Стремление к соотношению тяги к весу около 2:1 обычно является хорошей отправной точкой. Это означает, что двигатель должен создавать как минимум вдвое больше общей массы в виде тяги, чтобы обеспечить устойчивые подъемы и эффективные повороты. Большая тяга позволяет быстрее подниматься и более маневрировать, особенно при больших или неравномерно распределенных нагрузках. Меньшая тяга, с другой стороны, позволяет увеличить время полета.
Во-вторых, определите правильный размер и мощность двигателя. Более высокие обороты лучше подходят для небольших, узких пропеллеров. Бесколлекторный двигатель с более высоким номинальным напряжением может обеспечить большую мощность и поддерживать более крупные размеры пропеллера.
Затем выберите подходящий аккумуляторный блок. Аккумулятор должен иметь достаточную емкость (измеряемую в ампер-часах или Ач), чтобы питать двигатель в течение желаемого времени полета. Он также должен иметь номинальное напряжение, соответствующее спецификации двигателя. Кроме того, подумайте об использовании литий-полимерного (LiPo) или литий-железофосфатного (LiFePO4) аккумулятора, поскольку эти типы популярны среди парамотористов из-за их высокой плотности энергии и выходной мощности.
Наконец, убедитесь, что двигатель достаточно охлаждается во время работы. Бесколлекторные двигатели полагаются на прохождение через них воздуха, чтобы поддерживать безопасную рабочую температуру. Убедитесь, что двигатель хорошо продувается воздухом во время работы. Подумайте о добавлении радиаторов или использовании электронного регулятора скорости (ESC), который может ограничивать потребляемый ток, если это необходимо для более длительных или более сложных полетов.
Вопрос-ответ
Вопрос 1: Можно ли использовать бесколлекторный двигатель для парамоторов?
Ответ 1: Да, можно использовать бесколлекторный двигатель для электропарамоторов. Однако необходимо обеспечить совместимость с предполагаемым пропеллером и другими компонентами парамотора.
Вопрос 2: Каковы некоторые недостатки бесколлекторных двигателей?
Ответ 2: Бесколлекторные двигатели дороже коллекторных двигателей. Они также требуют контроллеров двигателя для работы, что увеличивает стоимость и сложность системы. Кроме того, бесколлекторные двигатели сложнее ремонтировать, поскольку у них нет щеток, которые легко заменить.
Вопрос 3: Обладают ли бесколлекторные двигатели лучшим крутящим моментом?
Ответ 3: Да, одно из существенных преимуществ бесколлекторных двигателей заключается в том, что они обеспечивают более высокий крутящий момент, то есть они могут вращать ротор с более высокой скоростью.
Вопрос 4: В чем основное отличие коллекторных и бесколлекторных двигателей?
Ответ 4: Основное отличие между коллекторными и бесколлекторными двигателями заключается в способе получения мощности для вращения двигателя. В коллекторном двигателе имеются медные щетки, которые касаются вращающейся части двигателя, называемой коллектором. Эта коммутирующая часть заставляет катушки внутри двигателя вращаться, чтобы он вращался. Коллекторные двигатели проще, но бесколлекторные двигатели более долговечны, поскольку у них нет щеток, которые изнашиваются.
Вопрос 5: Как долго служат бесколлекторные двигатели?
Ответ 5: Правильно обслуживаемый бесколлекторный двигатель может прослужить до 30 лет.
