Тема электомоторов оставалась для меня до выставки "пунктом недоумения"... 😉
Вот тут один из примеров: электромотор от аккумуляторов через легкий ремень на мотопланере вращает винт.
А тут, на многочисленных примерах их применения понял в чем изюм их высоких, модерновых характеристик.
Разработчики нашли возможность заполнить именно такую техническую нишу:
- они низковольтные, как стартеры моторов,
- они с весьма большими рабочими токами: обмотка выполняется маловитковой и из толстого провода,
- они весьма кратковременного действия, поэтому в них вплоть до 10 раз превышена расчетная плотность тока в обмоточном проводе; расплавиться провод не успевает ввиду кратковременности режима работы. Он составляет около десятка минут: за это время планер поднимается на приличную высоты, чтобы планировать далее без привода. Да и охлаждение обмотки весьма интенсивно - осевые крышки двигателя весьма открыты для обдува набегающим воздухом. Охлаждению способствует и увеличенный диаметр статора по сравнению с длиной мотора.
- значительный момент вращения достигается за счет обилия пар полюсов в обмотке. Но обычно такие двигатели становятся чрезвычайно тихоходными, ... если не повысить частоту переменного тока. Да, да! Как ни странно, эти двигатели, питающиеся от постоянного напряжения аккумуляторов - эти двигатели переменного трехфазного тока...
- прорыв достигнут именно в электронной области преобразователей напряжения: постоянное напряжение преобразовывается специальным электронным блоком (инвертором) в переменный ток... Да не просто в переменный, а в ток очень большой частоты!! Этим компенсируется расчетное снижение числа оборотов из-за большого числа полюсов... Двигатель имеет и повышенный момент вращения и достаточно высокое число оборотов. Естественно даром это не далось: для высокой частоты питающего напряжения на двигателе электронные компоненты в преобразователе должны быть весьма быстродействующими. Это не было проблемой и раньше, но ... только для слабых транзисторов и тиристоров. А тут прорыв наблюдается в том, что такие переключатели в инверторе сами способны пропускать очень большие токи: аккумуляторные токи в выставочных электромоторах колебались от 40 ампер до 200 ( 😱) ампер. Поэтому-то и невозможно было бы намотать обмотку из более тонкого провода и повышенного числа витков на каждый полюс;
- последний компонент успеха этих модерновых электродвигателей, - на каждой отдельной паре полюсов такого синхронного двигателя установлены чрезвычайно сильные постоянные магниты из новейших порошковых технологий; Итак, обмотка с очень большими токами производит очень сильные динамические электромагнитные поля, которые взаимодействуют с очень сильными постоянными магнитными полями. Отсюда увеличенный, по сравнению с обычным промышленным эдвигателем, вращающий момент. Что в сочетании с высокими оборатами дает весьма высокую удельную мощность.
- удельная мощность таких "пускачей" для планеров сравнима с удельной мощностью двигателя Ванкеля: около 0,5 кг на 1 л.с. (с отклонениями у разных производителей);
- не случайно важной характеристикой таких СУ (аккумулятор, преобразователь, элдвигатель) является именно высота, на которую можно запустить с помощью такой стартовой установки планер. Скажем, типичный параметр здесь - 3000 метров.
Понимать этот показатель такой вспомогательной СУ следует примерно так:
Хотите - поднимитесь сразу на 3000 метров высоты, но потом следует аккумуляторы по новой полностью перезарядить.
Хотите - поднимитесь 6 раз на высоту 500 метров, или 3 раза на высоту 1000 метров, а потом придется полностью перезаряжать аккумулятор. И так далее.