| Club
ALA R.C.>Eléctricos>Calcular
batería adecuada |
|
Como calcular la batería necesaria para un motor
|
|
Muchas veces instalamos motores eléctricos en nuestros aviones y no sabemos que
batería debemos utilizar.
La elección del conjunto batería / motor debe
realizarse cuidadosamente , y vendrá determinado por el
consumo del motor en Amperios, la capacidad de la batería y
la potencia que queremos obtener, no debiendo sobrepasar el
consumo la capacidad de descarga de la
batería.
Los elementos que debemos tener en cuenta son los
siguientes:
Leer detenidamente los datos del motor y verificar el rango de voltajes válidos, Consumo máximo en Amperios y revoluciones por voltio.
|
|
Ejemplo de características de un motor:
- Operating Voltage 8-12 V
- RPM per Volt 2,300 RPM/V
- Max. Efficiency Current 20-35 A
- Max. Loading 35 A/60 s
|
Una vez determinado este valor, verificamos la capacidad de la
batería que queremos emplear y que se adapta a nuestro
avión en cuanto a peso y tamaño. Lo ideal sería
transportar la batería más grande que nuestro avión
admita sin mermar sus capacidades de vuelo.
La capacidad de la batería normalmente aparece escrita sobre la misma y se compone de dos valores, el voltaje y los miliamperios hora.(más
información sobre las baterías de LiPo)
|
|
|
El voltaje nos indica la diferencia de potencial entre los bornes, y deberá estar en el rango de voltajes del motor. El voltaje se aumenta al unir varias
células en serie ( + con -) y es el resultado de la suma de los voltajes de las
células, por ejemplo:
|
|
2 células LiPo de 3,7 Voltios = 3,7 + 3,7 = 7,4 Voltios
|
|
Es importante recordar que el número de revoluciones de un motor vendrá dado directamente por el voltaje aplicado, existiendo normalmente un factor que el fabricante indica según la siguiente fórmula:
|
RPM = Voltaje * RPV (Revoluciones por Voltio)
RPM = 7,4 x 2300 = 17.020 RPM (teóricas)
|
De esta fórmula se deduce que al aumentar el Voltaje debemos reducir el
diámetro de la hélice, ya que si
no lo hacemos sobrecargaremos el motor y lo quemaremos, pues el consumo es directamente proporcional al trabajo
realizado por la hélice.
La regla a seguir es:
|
Menor Voltaje --->
Mayor diámetro Hélice
Mayor Voltaje --> Menor diámetro Hélice
|
|
Este número de revoluciones es el medido en el eje del
motor, por lo que si incluimos una reductora el número de
revoluciones disminuirá y el torque de la hélice
aumentará.
Por ejemplo para una reductora 3:1 tendríamos:
|
|
RPM = 7,4 x 2300 = 17.020 RPM / 3 = 5.673 RPM eje
reductora
|
|
El otro dato importante son los miliamperios hora (mAh), que corresponden a la capacidad de una
batería para suministrar una intensidad de corriente durante un tiempo dado, por ejemplo:
|
Una batería de 1000 mAh (1 Amperio/Hora) puede suministrar
1 Amperio durante 60 minutos
o
2 Amperios durante 30 minutos
o
10 Amperios durante 6 minutos
|
|
Si aplicamos un motor que consume 8 Amperios podremos decir que la duración estimada de la batería
será el resultado de la fórmula siguiente:
|
Tiempo = (3,6/(Consumo Motor A/ Capacidad Batería mAh)) / 60
Consumo Motor A= 8
Capacidad Batería en mAh = 1000
Consumo Motor A/ Capacidad Batería mAh = 8/1000 = 0.008
Tiempo= (3,6/0.008)/60 = 7,5 minutos
|
Esta duración es la teórica, dependiendo la duración real de otros factores como el estado de la
batería, eficiencia etc.
Ya tenemos casi todos los datos, pero nos falta uno muy importante y que viene determinado por la
resistencia interna de la batería, y es la capacidad de descarga.
Las baterías de Ni-Cd tienen una resistencia interna
menor que las baterías de LiPo, lo que les permite tener un
factor de descarga mayor.
Normalmente la capacidad de descarga se indica con una cifra seguida de una
C mayúscula (5C, 10C, 15C). Esta cifra indica la capacidad de descarga máxima que admite una batería y se relaciona con su capacidad nominal según la siguiente fórmula:
|
Capacidad Máxima Descarga = Capacidad de la batería x Factor descarga
Por ejemplo, para una batería de 1000 mAh y un factor de
15C
Capacidad Máxima de Descarga = 1000 x 15 = 15.000 mAh = 15 Amperios
|
En algunas baterías se indica un factor de descarga que puede obtenerse en picos de tiempo muy cortos, esto es normal en las
baterías de tipo LiPo.
Por ejemplo, para una batería de 1000 mAh y un factor de
18C en picos
Capacidad Máxima de Descarga en Picos = 1000 x 18 = 18.000 mAh = 18 Amperios
Esta capacidad de descarga solo puede aplicarse en periodos muy cortos, antes de dañar la
batería.
Con todos estos cálculos seleccionaremos la batería más adecuada.
Ejemplo teórico para un Motor con un consumo máximo de 20 A y 3200 RPV:
|
Si utilizamos un Pack de tres células de LiPo de 1500 mAh y una capacidad de descarga de
15C con picos de 18C
tendríamos lo siguiente:
Duración = (3,6/(20/ 1500)) / 60 = 4,5 minutos
Potencia = (3,7 Voltios * 3 células) * 20 A = 222 W
RPM = (3,7 Voltios * 3 células) * 3200 RPV = 35.520 RPM
Capacidad Máxima de Descarga = 1500 x 15 = 22.500 mAh = 22,5 Amperios
Capacidad Máxima de Descarga en Picos = 1500 x 18 = 27.000 mAh =
27 Amperios
|
|
Es muy importante comprobar que la capacidad de descarga de la
batería es suficiente para el consumo del motor, ya que si este excede la capacidad de descarga, la batería se dañará. Por ejemplo si cambiamos el motor por uno que consume
30 A con la misma
batería tendríamos
|
