Výhody a nevýhody elektromotorů

Elektrický pohon si po desetilletí intenzivního vývoje a zdokonalování vydobyl svoje místo na slunci. S příchodem cenově dostupných střídavých motorů také definitivně odhodil dětské plenky a začal pronikat i do kategorií modelů, které byly dosud doménou spalovacích motorů.

Jaké výhody pohon elektromotorem přináší?

Je tichý - což umožňuje létat i na místech, kde není možno provozovat spalovací motory. Výkon motoru je možno velmi snadno plynule regulovat (nejsou zde problémy s přechody z nízkých do vysokých otáček, motor při prudkém přidání plynu nikdy nezhasne, motor lze kdykoliv za letu zapnout a vypnout). S nástupem střídavých motorů je elektromotor stejného výkonu jako spalovací motor znatelně lehčí. Provoz je jednoduchý a čistý - odpadá seřizování motoru, nákup paliva,
čištění modelu od spalin… Motory nejsou zdrojem vibrací a chvění, což umožňuje konstruovat modely lehčí. Samozřejmě - nic není zadarmo. Je tu stále „přívažek“ ve formě pohonných akumulátorů, které přes veškerý pokrok způsobují, že model stejné velikosti s odpovídajícím výkonem motoru vychází se „spalovákem“ lehčí. Také doba letu je zpravidla kratší, ale tento rozdíl se neustále zmenšuje. Nyní je běžné, že motorové větroně jsou i bez vlivu termiky spolehlivě létat přes 20 minut (Filip 600, Big Swift, Elegant), motorové modely z původních 5-7 minut akrobatického létání běžně dosahují 8-10 i více minut letu, přičemž i ve vertikálních manévrech se
blíží již modelům se spalovacími motory (Bonnie, WildCAP).

Předpokládáme, že si ze školní fyziky aspoň matně vzpomínáte, jak elektromotor funguje. Zjednodušeně řečeno, vždy sestává ze dvou základních částí - statoru a rotoru. Vždy jsou přítomny magnety a vinutí.

Pokud je motor napájen stejnosměrným proudem, je rotor opatřen komutátorem a uhlíky, které zajišťují přívod proudu do vinutí na rotoru. Napájecí vodiče jsou vždy dva. Jejich záměnou se obrátí smysl otáčení motoru. Aby se motor otáčel, musejí být uhlíky a magnety statoru v určité poloze (tzv. časování), která se liší pro oba smysly otáčení. Dále změnou časování lze do jisté míry ovlivnit, zda motor má vyšší otáčky a nižší kroutící moment (použití s převodovkou), nebo nižší otáčky, ale vyšší kroutící moment (pro přímý náhon).

Elektromotor napájený střídavým proudem komutátor ani uhlíky nemá (proto „brushless“ - bez uhlíků). Pro zajištění správného otáčení musí řídící regulátor „znát“ polohu rotoru. K tomu účelu může mít motor vestavěné snímače, což poznáte podle dalších pěti tenkých vodičů vedoucích k motoru - problémem je ovšem slučitelnost regulátorů a motorů různých výrobců. Proto většina v současnosti vyráběných motorů je v provedení bez snímačů (sensorless). Velmi zjednodušeně řečeno, zde regulátor do vinutí motoru vysílá vysokofrekvenční pulsy a vyhodnocuje jejich indukovaný zpětný odraz, který závisí na polaritě magnetu, jenž je cívce nejblíže. Odhlédneme-li od poněkud složitějšího regulátoru, odměnou je nižší cena motoru, pouze tři vodiče a vzájemná kompatibilita. Obrácení směru otáčení dosáhnete prohozením kterýchkoliv dvou vodičů mezi motorem a regulátorem.

Zvláštní kapitolu představují střídavé motory s rotačním pláštěm. Zásadní výhodou této konstrukce je, že motor má velmi vysoký kroutící moment (i když maximální otáčky jsou omezené), což dovoluje pohánět přímo vrtule velkých průměrů a stoupání, bez použití převodovky. Střídavé motory jsou oproti stejnosměrným se stejným výkonem vždy o 30-50% lehčí a mají až o polovinu vyšší účinnost. (Je to tak - pokud ve stejném modelu pracuje stejnosměrný motor s účinností 55% a střídavý s účinností 80%, je účinnost střídavého o polovinu vyšší!). Významnou výhodou střídavých elektromotorů při použití přímého náhonu je mnohem příznivější průběh krouticího momentu. Zatímco stejnosměrný motor dobře „táhne“ jen při otáčkách blížících se maximu, se střídavým motorem bude dobře navržený model schopen horizontálního letu na 20 nebo i méně procent plného výkonu. To vše znamená výrazné snížení hmotnosti modelu, zvýšení výkonů a prodloužení doby letu.