Владимир (Ульянов) Ленин
Так уж исторически сложилось что в моделизме широко применяется электричество.
А откуда оно берется? Правильный ответ - из аккумуляторных батарей (очень редко для этого применяются солевые или алкалайновые батарейки), а не из розетки.
Небольшая справка:
Электрический аккумулятор — химический источник тока многоразового действия. Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных потребителей.
Может состоять из одной или нескольких ячеек, "банок".
Обычно в моделизме применяют 2 и более баночные батареи.
Итак, для начала рассмотрим типы применяемых аккумуляторов, а затем и зарядные устройства к ним. Заряжать то их как то надо.
|
Это аккумуляторы кроме названия отличаются друг от друга алгоритмом заряда-разряда, и соответственно требуют для обслуживания разных или универсальных (с разными алгоритмами) зарядных устройств.
Рассмотрим основные типы применяемых в моделизме аккумуляторов:
1) NiCd Никель кадмиевые батареи - обычно используются в качестве питания передатчика или борта? а так же в качестве накального аккумулятора. Имеют рабочее напряжение 1,2—1,35 В на банку.
|
|
Кроме того, они отличаются разными зарядными-разрядными токами и некоторые (силовые) могут быть использованы в качестве ходовых аккумуляторов. Имею так называемый эффект памяти. Этот эффект заключается в том, что аккумулятор как бы "запоминает" последнюю отданную емкость. Поэтому перед зарядом такого типа аккумулятора его необходимо разрядить из расчета 0.8-1 вольта на одну банку. Так к примеру если ваша батарея имеет 4 элемента (банки), то вам надо ее разрядить до напряжения 4х0.8-1=3.2-4 вольта. Данный тип аккумуляторов зарекомендовали себя как очень надежные, но имеющие достаточно большую массу по отношению к емкости.
2) NiMh Никель Метал Гидридные - очень похожи на никель кадмиевые однако отличаются от них алгоритмом заряда, немного большей удельной емкостью и практически отсутствующим эффектом памяти. Имеют рабочее напряжение 1,2—1,35 В на банку.
|
|
До появления Литий Полимерных аккумуляторов данные аккумуляторы являлись, и продолжают оставаться основными ходовыми аккумуляторами. Так к примеру на большинстве авто моделей и на некоторых спортивных моделях электролетов правилами разрешены только NiMh аккумуляторы. Не забывайте что в качестве силовых (ходовых) аккумуляторов нельзя использовать обычные бытовые аккумуляторы. Тут подойдут только промышленные батареи с высоким разрядным током.
3) Pb Свинцово-кислотные (гелиевые) аккумуляторы используются в автомобилях. Имеют рабочее напряжение 2 В на банку.
|
|
В моделизме используются мало, однако незаменимы в "полевой" зарядке. Это когда зарядка производится в поле используя в качестве питания аккумулятор автомобиля. Не забывайте контролировать его состояние, так как при зарядки больших аккумуляторов вы рискуете не завести ваш автомобиль. Кроме того данный тип используется в судомоделях копиях, копиях танков и как питание свечного накала в двигателях внутреннего сгорания.
4) LiPo-LiOn Литий полимерные (Литий Ионные). Имеют рабочее напряжение 3.6В на банку, не допускают превышение напряжения выше 4.2В и разряда ниже 3 В на банку. Многие говорят что с появлением в моделизме Литий Полимерных аккумуляторов (и 3_х фазных двигателей) началась новая эра.
|
|
Действительно, по сравнению с другими типами аккумуляторов ЛиПо имеют значительно более высокую удельную емкость и токоотдачу, что особенно важно для авиамоделей. В качестве силовых аккумуляторов обычно используются только Литий Полимерные аккумуляторы, так как Литий Ионные не обеспечивают больших разрядных токов. Данные типы аккумуляторов, по алгоритму заряда, отличаются от вышеописанных что требует специальных зарядных устройств. Ктоме того, ЛиПо являются взрыво-пожаро опасными, хранить и заряжать их надо под наблюдением в специально оборудованных местах. Еще одной неприятностью, связанной с данными аккумуляторами является невысокий срок жизни. После примерно 50 циклов ЛиПо начинают терять свои характеристики. Так же данные аккумуляторы "умирают" просто от возраста, поэтому при покупке всегда интересуйтесь датой изготовления.
Кроме того существуют много мифов по поводу этого типа аккумуляторов.
Некоторые из них абсолютно реальны.
Что LiPo взрывоопасны - это так, при неправильной эксплуатации они могут загореться, при этом температура горения весьма высока.
|
|
Что эти акки надо хранить в холодильнике и они при этом востанавливаются.
|
Это не правда, то что вздутые банки "осядут" не значит что они востановят свои параметры.
Ктоме того, Литий Полимерные аккумуляторы при низких температурах теряют свои свойства.
А часности токоотдачу. Так что при эксплуатации зимой их надо держать в тепле.
Что достаточно проколоть вздувшуюся банку и можно летать дальше.
Ни в коем случае. Практически все производители запрещают эксплуатацию поврежденных и разорванных аккумуляторов.
Что переразряженные аккумуляторы можно востановить специальынми программами и импульсными зарядами.
Это не так!
|
Будте осторожны!
Всегда используйте специальные зарядные устройства с балансирами!
5) LiFe Литий нано фосфатные (А123) Имеют рабочее напряжение 3.4 В. Это относительно новый тип аккумуляторов использующий нано технологии.
|
|
|
Так электроды данного акка изготовлены с использованием нано трубок что обеспечивает громадные площади электродов и в следствии этого большие зарядно разрядные токи. Вообще, по своим характеристикам, данные аккумуляторы являются как бы смесью NiMh и LiPo аккумуляторов. В отличии от NiMh они имеют значительно более высокую удельную емкость и токоотдачу, с другой стороны они являются пожаро безопасными и имеют значительный, по сравнению с LiPo срок эксплуатации. Данные аккумуляторы позволяют полностью зарядиться за 15 минут. Однако не все так хорошо, данный тип акков примерно в 1.5 раза тяжелее аналогичных LiPo и имеют немного более низкое рабочее напряжение. Алгоритм заряда практически не отличается от LiPo, за исключением рабочих напряжений. Основной, если не сказать единственный производитель данных аккумуляторов является А123System/ Данные аккумуляторы разработаны по заказу компании DeWalt для применения в ручном электроинструменте. До сих пор многие моделисты покупают аккумуляторные сборки для получения таких аккумуляторов.
6) Редкие типы аккумуляторов. Такие как Литий Ферум, Литий Марганец, Серебрянно цинковые и так далее редко применяются в моделизме и мы не будем подробно на них останавливаться.
|
|
|
Эти аккумуляторы применялись в Советском ВВП и вряд ли применимы для моделизма по сроку службы. Хотя некоторые имели достаточно впечатляющие характеристики.
Кроме того аккумуляторы делятся на ХОДОВЫЕ и БОРТОВЫЕ.
Тут все просто, если акк (в дальнейшем аккумулятор) применяется для приведения модели в движение - это ХОДОВОЙ аккумулятор. Если он применяется для питания приемника (питания борта) и управляющих механизмов - это бортовой аккумулятор.
Тут конечно не все так просто и достаточно распространено питание от одного источника и привода и борта модели, но это обычно применяется на небольших моделях. В частности небольших моделях самолетов-вертолетов и авто-судо моделях. В случае применения двигателей внутреннего сгорания бортовой аккумулятор может быть использован для питания подкала свечи накаливания. В случае больших бензиновых моделей самолетов, от 2.5 метров бортовых аккумуляторов может быть несколько (большие мощные сервы обуславливают высокое потребление). К примеру 2-3 бортовых аккумулятора (для более надежного питания) и аккумулятор для системы зажигания. Возможно так-же раздельное питание приемника и сервоприводов через оптическую развязку.
Можно конечно применять в качестве тортовых ходовые аккумуляторы, но не в коем случае наоборот.
Еще можно коснуться темы селекции, но это скорее отдельная статья.
Теперь рассмотрим как это все заряжается.
Заряжается оно - правильно, с помощью зарядного устройства.
Теперь вкратце расcмотрим виды зарядных устройств.
Они бывают самые разнообразные:
1) Ночная зарядка предназначены для NiCd-NiMh типов аккумуляторов.
|
Никогда не пытайтесь с их помощью зарядить другие типы аккумуляторов. Эти зарядки обычно идут в комплекте с аппаратурой и позволяют заряжать, за длительное время, к примеру за ночь (вот откуда название ночные), штатные аккумуляторы передатчика и приемника. Они не обеспечивают практически никаких алгоритмов заряда и процесс заряда контролируется самостоятельно выключением по времени.
Плюсы данных зарядок в их низкой цене и щадящем режиме заряда (очень малым током, примерно 1/10 емкости).
С другой стороны вы не можете контролировать состояние ваших аккумуляторных батарей, что естественно не хорошо влияет на безопасность.
2) Простые зарядные устройства. Предназначены для заряда одного типа аккумуляторов.
|
|
Иногда в случае с NiCd-NiMh оборудованы переключателем типа аккумуляторов. Обеспечивают определенный алгоритм заряда.
В случае с NiCd-NiMh это отслеживание ДельтаПик или в случае с LiPo алгоритм СС-СV. Алгоритмы заряда мы рассмотрим позже. Это значительно более высококлассные зарядные устройства, но они, как и предыдущие, практически не имеют индикации а только показывают окончание заряда. Некоторые такие зарядные устройства, в случае с LiPo, могут содержать встроенные балансиры (о балансирах мы расскажем позднее).
3) Компьютерные универсальные зарядные устройства. Такие устройства обеспечивают алгоритмы заряда-разряда многих типов аккумуляторов. Нередко такие устройства имеют 2 и более каналов (позволяют заряжать одновременно несколько разнотиповых аккумуляторов).
|
|
|
|
Такие зарядные устройства обычно имеют экран для программирования и индикации режимов работы, также могут иметь интерфейс для связи с компьютером. Такой интерфейс позволяет на компьютере анализировать процесс заряда разряда батарей.
Стоимость таких зарядных устройств зависит от функций и брэнда производителя.
Основные характеристики:
1. Типы заряжаемых батарей
2. Максимальное количество ячеек в заряжаемой батарее (количество банок). В случае с ЛиПо обозначается буквой S (2S - 3S -4S...)
3. Максимальный ток заряда разряда (к примеру 8А заряд 5А разряд)
4. Мощность. Тут есть одна хитрость. Далеко не все производители указывают мощность. И этим могут ввести моделиста в заблуждение.
Так к примеру может быть написано что зарядное устройство может заряжать 6_ти баночную литиевую батарею и максимальный ток заряда 10А. Но это не означает что именно 6_ти баночную током 10 ампер. Так как в данном случает потребуется 6х4.2х10=252 (где 6 -количество банок, 4.2 - максимальное напряжение на 1 банке, 10А) а зарядное устройство имеет мощность (к примеру) 200 ват.
Так же многие компьютерные зарядные устройства имеют встроенный балансир (или порт обмена с ним) и термо датчик для контроля температуры заряжаемого аккумулятора.
Теперь подробнее по балансирам.
Немного поверхностной теории.
Так как обычно используются батареи состоящие более чем из одной банки, возожен дизбаланс между ними.
Особенно это относится к Литий Полимерным аккумуляторам, так как они боятся повышенного напряжения.
Рассмотрим пример, в процессе зарядки, зарядное устройство контролирует напряжение на всей батарее. Если в качестве примера взять 3_х баночную батарею 3S, то максимальное напряжение при заряде должно быть 4.2х3=12.6 вольта. Но при этом в силу разных причин напряжение на банках может быть не 4.2 4.2 4.2=12.6 а в случае разбаланса 3.9 3.8 4.9=12.6, что может привести к возгоранию банки с повышенным напряжением. Для ппредотвращения этого и служат балансиры. Они не дают отдельным банкам (с повышенным напряжением) "вырываться" в перед, подкорачивая их на нагрузочные сопротивления. При этом банки заряжаются равномерно.
Для подключения к аккумулятору балансиры используют так называемые балансирные разъемы, которые подключены к отдельным банкам батареи.
|
|
Балансеры подключаются в разрыв между зарядным устройством и батареей. Некоторые балансеры имеют специальные кабеля для соединения друг с другом, при этом позволяют заряжать до 12 банок полимеров. Кроме того балансеры могут подключаться к зарядному устройству отдельным дата кабелем что позволяет зарядному устройству показывать напряжение на каждой банке и в случае его превышения прекращать процесс заряда. Некоторые балансиры позваляют балансировать не только LiPo LiFe но и другие типы аккумуляторов, например NiCd - NiMh. Но такие балансиры очень редки и дороги. Еще одно отличие между балансирами - это балансировочный ток. Чем он выше - чем больший дисбаланс в батарее, за меньшее время, может выровнять балансир. Обычно ток балансировки около 100мА. В более дорогих балансирах ток достигает 1А и выше.
Достаточно распространены зарядные устройство со встроенными балансирами.
|
Термодатчики предназначены для отключения заряда при привышении (или скорости поднятия) определенной температуры. Особено актуальны при заряде NiCd - NiMh.
|
Как всегда статью можно обсудить на форуме.
