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電動模型飛機動力系統(tǒng)淺析-電池

2011-07-07 關注次數(shù):

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


前兩類是傳統(tǒng)的動力系統(tǒng),其發(fā)展幾近百年,而電動則是z近幾年才發(fā)展起來的,而且是由于手機廠家為增加待機時間和減輕手機重量,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的。


電動模型飛機的動力系統(tǒng)主要由四個部件組成:電池、電動機、電子調速器和螺旋槳。
電池:現(xiàn)在可用來做模型動力的電池種類很多,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格成為模型動力的選擇。


表示電池性能的標稱有很多,我們z關心的是電壓、容量和放電能力這三個。


電池的電壓是用伏特(V)來表示的。標稱電壓只是廠家按照國家標準標示的電壓,實際上使用時電池的電壓是不斷變化的。如鎳氫電池的標稱電壓是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。在實際使用過程中,電池的電壓會產生壓降,這是和電池所帶動的負載有關的,也就是說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(MAH)來表示的。它的意思是電池以某個電流來放電能維持一小時,例如1000MAH就是這個電池能保持1000毫安(1安培)放電一小時。但是電池的放電并非是線性的,所以我們不能說這個電池在500毫安時能維持2小時。不過電池在小電流時的放電時間總是大于大電流時的放電時間,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間。一般來說,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增加,所以選好合適的電池對飛行是很有好處的。順便說說,某些廠家生產的電池標稱電量往往高于它的實際電量,那么只要看看電池的大小就可知道它究竟是否屬實。


電池的放電能力是以倍數(shù)(C)來表示的,它的意思是說按照電池的標稱容量z大可達到多大的放電電流。例如一個1000MAH、10C的電池,z大放電電流可達1000×10=10000毫安10安培(A)。在實際使用中,電池的放電電流究竟是多少是與負載電阻有關的,根據(jù)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(shù)時,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,忽略電調和線路的電阻不計,電流等于12÷1.5=8,結果是8安培(A)。


在實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)來使用。串聯(lián)是指把幾個單節(jié)電池頭尾相接的連接起來,也就是說正極接負極、負極接正極的連接起來,其總電壓等于各節(jié)電池的總和,放電電流等于單節(jié)的放電電流,容量也等于單節(jié)的容量。并聯(lián)是指把幾節(jié)或幾組電池頭對頭、尾對尾的連接起來,也就是說正極接正極、負極接負極,并聯(lián)后的電壓等于單節(jié)電池或電池組的電壓,電流等于各電池組的總和,容量還是原來的容量。總之,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(jié)電池或電池組的性能一致,這是因為在電路中如果有個別電池的電壓過低,其它電池就會為它充電,那總電壓或總電流就會低于我們的要求,同時也會造成好電池的損壞,這也是為什么鋰電池要用平衡充的原因。


說到這里我們還要說說充電電池的充電。不管是鎳氫電池還是鋰電池都是可充電的電池,充電過程對電池的壽命有相當大的影響。一般來說,電池的充電時間是和充電器的電流相關聯(lián)的。比如說一個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,那么充電時間就等于1000÷500=2,兩小時。但這只是說從零電壓充起的情況下,也就是說這只是理想狀態(tài),實際的充電時間還要看電池原有的電量。也許你會說那么我使用大電流充電,不是就能節(jié)約時間了嗎?實驗證明,大電流充電會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,一用就沒了。所以一般廠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。也有人說充電時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、短時間的充電,這也有一定道理,那就是仁者見仁、智者見智的事情了。

z后說一說電池的內阻。有時候我們會碰上這樣的頭痛事,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(jié)電池的內阻過高了。這時你可以在放電后量量各節(jié)電池的電壓,如果某節(jié)電池的電壓大大低于其它電池的電壓,你就可以把它扔了,這時即使你不再加上新的電池,電池組的性能也會比剛才高。要不你就用替換法,換到電池組正常為止。