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Como
calcular la batería
necesaria para un motor |
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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:
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 s
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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: |
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2
células LiPo de 3,7 Voltios =
3,7 + 3,7 = 7,4 Voltios
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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:
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RPM = Voltaje *
RPV (Revoluciones por Voltio)
RPM = 7,4 x 2300 = 17.020 RPM
(teóricas)
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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:
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Menor Voltaje ---> Mayor
diámetro Hélice
Mayor Voltaje --> Menor
diámetro Hélice
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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: |
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RPM = 7,4 x 2300
= 17.020 RPM / 3 = 5.673 RPM
eje reductora
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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
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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
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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:
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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
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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 |
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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 |
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Modificar el diámetro o
el paso de la hélice
puede aumentar el
consumo por encima de
los valores máximos
tolerados por el motor o
la batería. |
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Duración =
(3,6/(30/ 1500)) / 60 = 3
minutos
Potencia = (3,7 Voltios * 3
células) * 30 A = 333 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
< 30
Amperios
Capacidad Máxima de Descarga en
Picos = 1500 x 18 = 27.000 mAh =
27 Amperios
< 30
Amperios |
En este caso
podemos ver que el consumo
excede la capacidad de descarga
de la batería, ya que es
incapaz de mantener un flujo
continuo superior a 22,5 A,
lo que provocaría un daño
irreversible en la batería.
La solución es aumentar la
capacidad de la batería
añadiendo otra batería de 1500
mAh en Paralelo o sustituyéndola
por una de más capacidad, dando
como resultado lo siguiente:
a) Colocando dos baterías en
paralelo de 1500 mAh
Capacidad Máxima de Descarga =
(1500 x 2) x 15 = 45.000 mAh =
45 Amperios
Capacidad Máxima de Descarga en
Picos = (1500 x 2) x 18 =
54.000 mAh = 54 Amperios
b) Colocando una batería de
2000 mAh
Capacidad Máxima de Descarga =
2000 x 15 = 45.000 mAh = 30
Amperios
Capacidad Máxima de Descarga en
Picos = 2000 x 18 = 36.000 mAh =
36 Amperios
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| Espero que este
articulo sirva para mejorar
nuestro conocimiento sobre los
motores y las baterías. Recordar
siempre que los valores de las
fórmulas son teóricos y siempre
existirá una perdida de
eficiencia en el mundo real.
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Información sacada de la Web del
Club RC Ala
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