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電動(dòng)模型飛機動(dòng)力系統淺析-電池

2011-07-07 關(guān)注次數:

模型飛機的動(dòng)力大致可分為燃油動(dòng)力、電動(dòng)和其它三類(lèi)。其它主要有噴氣發(fā)動(dòng)機、渦輪發(fā)動(dòng)機和火箭發(fā)動(dòng)機等幾種;而燃油動(dòng)力是指用汽油、煤油和甲醇等燃料發(fā)動(dòng)機做動(dòng)力;電動(dòng)則是指以電池推動(dòng)電動(dòng)機做動(dòng)力的動(dòng)力系統。


前兩類(lèi)是傳統的動(dòng)力系統,其發(fā)展幾近百年,而電動(dòng)則是z近幾年才發(fā)展起來(lái)的,而且是由于手機廠(chǎng)家為增加待機時(shí)間和減輕手機重量,不斷推出容量大、體積小、重量輕的鋰電池為前提而推廣起來(lái)的。


電動(dòng)模型飛機的動(dòng)力系統主要由四個(gè)部件組成:電池、電動(dòng)機、電子調速器和螺旋槳。
電池:現在可用來(lái)做模型動(dòng)力的電池種類(lèi)很多,鎳氫(Ni-MH)、鎳錳(NiOH-MnO2)、鋰金屬(Li)、鋰聚合物(Li-Poly)等電池都行,其中以鎳氫電池和鋰聚合物電池以其優(yōu)良的性能和低廉的價(jià)格成為模型動(dòng)力的選擇。


表示電池性能的標稱(chēng)有很多,我們z關(guān)心的是電壓、容量和放電能力這三個(gè)。


電池的電壓是用伏特(V)來(lái)表示的。標稱(chēng)電壓只是廠(chǎng)家按照國家標準標示的電壓,實(shí)際上使用時(shí)電池的電壓是不斷變化的。如鎳氫電池的標稱(chēng)電壓是1.2V,充電后電壓可達1.5V,放電后的保護電壓為1.1V;鋰聚合物電池的標稱(chēng)電壓是3.7V,充電后電壓可達4.2V,放電后的保護電壓為3.6V。在實(shí)際使用過(guò)程中,電池的電壓會(huì )產(chǎn)生壓降,這是和電池所帶動(dòng)的負載有關(guān)的,也就是說(shuō)電池所帶的負載越大,電流越大,電池的電壓就越小,在去掉負載后電池的電壓還可恢復到一定值。


電池的容量是用毫安時(shí)(MAH)來(lái)表示的。它的意思是電池以某個(gè)電流來(lái)放電能維持一小時(shí),例如1000MAH就是這個(gè)電池能保持1000毫安(1安培)放電一小時(shí)。但是電池的放電并非是線(xiàn)性的,所以我們不能說(shuō)這個(gè)電池在500毫安時(shí)能維持2小時(shí)。不過(guò)電池在小電流時(shí)的放電時(shí)間總是大于大電流時(shí)的放電時(shí)間,所以我們可以近似的算出電池在其它電流情況下的放電時(shí)間。一般來(lái)說(shuō),電池的體積越大,它儲存的電量就越多,這樣飛機的重量也會(huì )增加,所以選好合適的電池對飛行是很有好處的。順便說(shuō)說(shuō),某些廠(chǎng)家生產(chǎn)的電池標稱(chēng)電量往往高于它的實(shí)際電量,那么只要看看電池的大小就可知道它究竟是否屬實(shí)。


電池的放電能力是以倍數(C)來(lái)表示的,它的意思是說(shuō)按照電池的標稱(chēng)容量z大可達到多大的放電電流。例如一個(gè)1000MAH、10C的電池,z大放電電流可達1000×10=10000毫安10安培(A)。在實(shí)際使用中,電池的放電電流究竟是多少是與負載電阻有關(guān)的,根據歐姆定理我們知道,電壓等于電流乘電阻,所以電壓和電阻是定數時(shí),電池的放電電流也是一定的。例如你使用11.1V、1000MAH、10C的電池,而你的電動(dòng)機的電阻是1.5歐姆,那么在電池有12V電的情況下,忽略電調和線(xiàn)路的電阻不計,電流等于12÷1.5=8,結果是8安培(A)。


在實(shí)際使用中電池的電壓和電流不一定與我們的需要相符,所以必須串聯(lián)和并聯(lián)來(lái)使用。串聯(lián)是指把幾個(gè)單節電池頭尾相接的連接起來(lái),也就是說(shuō)正極接負極、負極接正極的連接起來(lái),其總電壓等于各節電池的總和,放電電流等于單節的放電電流,容量也等于單節的容量。并聯(lián)是指把幾節或幾組電池頭對頭、尾對尾的連接起來(lái),也就是說(shuō)正極接正極、負極接負極,并聯(lián)后的電壓等于單節電池或電池組的電壓,電流等于各電池組的總和,容量還是原來(lái)的容量??傊?,電池串聯(lián)后只是電壓增加,并聯(lián)后只是電流增加,而其它的則不變。需要注意的是,電池的串聯(lián)和并聯(lián)要求單節電池或電池組的性能一致,這是因為在電路中如果有個(gè)別電池的電壓過(guò)低,其它電池就會(huì )為它充電,那總電壓或總電流就會(huì )低于我們的要求,同時(shí)也會(huì )造成好電池的損壞,這也是為什么鋰電池要用平衡充的原因。


說(shuō)到這里我們還要說(shuō)說(shuō)充電電池的充電。不管是鎳氫電池還是鋰電池都是可充電的電池,充電過(guò)程對電池的壽命有相當大的影響。一般來(lái)說(shuō),電池的充電時(shí)間是和充電器的電流相關(guān)聯(lián)的。比如說(shuō)一個(gè)1000MAH的電池,充電電壓是它的額定電壓,充電器的電流是500毫安,那么充電時(shí)間就等于1000÷500=2,兩小時(shí)。但這只是說(shuō)從零電壓充起的情況下,也就是說(shuō)這只是理想狀態(tài),實(shí)際的充電時(shí)間還要看電池原有的電量。也許你會(huì )說(shuō)那么我使用大電流充電,不是就能節約時(shí)間了嗎?實(shí)驗證明,大電流充電會(huì )對電池的性能造成一定程度的破壞,也可能充上的只是浮電,一用就沒(méi)了。所以一般廠(chǎng)家要求用十分之一的電流充電,而鋰電池因為性能優(yōu)良可以用五分之一的電流充電。也有人說(shuō)充電時(shí)造成電池的損壞主要是電池的溫度,所以只要溫度不高我就可以大電流、短時(shí)間的充電,這也有一定道理,那就是仁者見(jiàn)仁、智者見(jiàn)智的事情了。

z后說(shuō)一說(shuō)電池的內阻。有時(shí)候我們會(huì )碰上這樣的頭痛事,電池量電壓正常,可接入電路中總是低電壓報警,這就是某節電池的內阻過(guò)高了。這時(shí)你可以在放電后量量各節電池的電壓,如果某節電池的電壓大大低于其它電池的電壓,你就可以把它扔了,這時(shí)即使你不再加上新的電池,電池組的性能也會(huì )比剛才高。要不你就用替換法,換到電池組正常為止。