白兔女王RANA 发表于 2014-2-24 08:20:44

()航模电动动力系统 (四) 鱼和熊掌,转速和扭矩-电.....

孟子曰:“鱼,我所欲也,熊掌,亦我所欲也;二者不可得兼,舍鱼而取熊掌者也”。两千年后,电动机说“扭矩,我所欲也,转速,亦我所欲也;二者不可得兼,视飞机权衡也”
功率并是电机最重要的指标,但并不是一切,除了功率外,还有一个重要的指标就是扭矩和转速。功率是越高越好,但是根据公式P=T*w,( P是功率,T是扭矩,w是转速)功率定下来后,扭矩和转速的乘积就确定了,提高其中的一个就会降低另外一个,两者不可得兼,怎么办?扭矩和转速的原则是匹配飞机的就好。
对于使用变速齿轮的飞机来说,扭矩和转速不是问题,只要功率够,要什么转速扭矩就给你变什么转速扭矩,转速太高扭矩太低就加一个减速组,这样输出到螺旋桨的转速就降低了,扭矩就上来了, 直升机的大桨需要的扭矩不是一般电机能提供的,没问题,那个大大的减速齿轮就是来解决这个问题的。转速太低,扭矩太高,也不是问题,加一个提速齿轮组,转速就上来了,当然扭矩也就下来了。骑山地车的同学都知道,每个人的额定功率都差不多,大概也就是2208电机的功率(是不是很自卑?),无氧爆发一下也就是2217电机的水平,而且这是在一定的扭矩(大腿力量)和转速(踏频)下才能稳定输出的。上坡的时候需要高扭矩来对抗重力,换低档,这样你的踏频和大腿的扭矩不变(仍旧在最佳输出工况),但是传递到轮子上的动力成了低转高扭。 走平路维持高速度的时候,只需要克服气动和摩擦阻力,扭矩要求不高,但是需要高速,于是用高档位,输出到轮子上的就是高转低扭的动力。想当年大家骑老式自行车的时候,没有变速,大坡上不去下来推,平路彪个车腿都能蹬抽筋。 电动机的转速特性由KV值决定,1000KV就是说在1V电压下,电机空载的转速是1000转/分钟,KV越高,线圈的匝数越少,扭矩越低。现在说直驱的固定翼飞机,你要根据你的飞机特性选螺旋桨(请看下集),进而根据螺旋桨来选电机,如果桨需要高扭矩,你就要配1000KV左右的电机,等于山地车用低档位上坡。 如果你要用高速飞行,用小桨,你就要高KV的电机。 很可惜,现在变速系统在模型上没普及,你只能在高KV,中KV,低KV这几个组合中选一个来匹配你的飞机,而不能像变速自行车一样在不同情况下用不同的组合。 不过也不用太担心,因为电动机和人或者汽油机不大一样,就是自适应能力特别好,在不同的转速下功率变化不是特别大,低速的时候自然扭矩大,高速的时候扭矩自动降下来。 人肉和汽油机比较难伺候,转速高了或者扭矩高了都不灵光,功率降低,效率也降低,需要调整到最佳工况运行,所以有了24速自行车变速器,6速汽车变速箱,但是你看电动自行车,电动汽车基本都不用变速器,或者只用简单的两速变速器。 二战的时候德国鬼子就明白这个问题,坦克歼击车上搞电传动,就是发动机始终在最佳转速扭矩下运行,发电,然后电力输出给电动机,让他在不同转速下都优美的输出这些功率,这样就省掉了复杂的变速箱,还能提高效率。 现在的弱混合动力汽车也有部分这个主意。 电动机相对人肉和汽油机相对要好,并不意味他是完美的,大家还是要根据需要选好KV,让电机运行在它最佳工况的位置,这样效率才能最高(电机能达到90%,比较一下汽油机可怜的35%左右外加变速系统的损耗),效率高放热就低,就能帮助你榨取最后一点额定功率,让你口袋里的每一个铜板发挥出自己的最大价值。

精机乐园 发表于 2014-2-26 21:19:45

不错的学习资料啊!!!谢了!
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