Speedantrieb des Hayabusa

Hallo,
ich wollte hier mal in lockeren Abständen über die Weiterentwicklung des Antriebs in meinen F3S-Speeder "Hayabusa" berichten.

Aktuell beschäftige ich mich gerade damit, die anfangs sehr hohen Ströme flacher zu bekommen. Diese gingen teilweise bis 260A hoch. Sie sanken dann auf bis zu 130A, je nach Fluggeschwindigkeit. Hier mal das Problem:



Hierzu wurden mal Versuche mit einem neuen Motor gemacht. Ziel waren 30.000 rpm an der 7*10 APC und ein flacher Strom beim einschalten. Hier mal das Ergebnis der ersten Versuche:



Interessant ist bei dem 8s-Antrieb, dass jetzt pro V Spannung die Drehzahl fast genau um 1.000rpm rauf oder runter geht. Sind noch nicht ganz 30.000 Bei 9s sollte es dann aber passen.
Der Wirkungsgrad ist nicht so toll, dafür wird der Steller und Akku geschont. Umsonst gibt es eben nichts.

Hier wurde auch der YGE150FAI eingesetzt, der nach dem Austausch in diesem Setup tadellos funktioniert. Schon erstaunlich, dass über dieses fragil anmutende Bauteil 4kw geschickt werden können. Die Erwärmung ist mnimal, wird aber im weiteren dann auch mit geloggt, um den Kühlbedarf einschätzen zu können.

Jetzt wird noch ein wenig mit verschiedenen Zellen, Zellenzahlen und Vorwärmtemps. geloggt und dann gehts zur Flugerprobung.

Grüsse

...der hier

...der hier

...ist es nicht. Aber er sieht dann fast so ähnlich aus. Innen ist aber alles anders.



Grüsse

... 6 kw

... 6 kw

Hallo,
so ganz allmählich wird das ein kleines Monster:



Mir sind fast die Ohren abgefallen, deshalb nur der kurze Gasschub. Die gut durch- und vorgewärmten 2400er Kokamh5 haben eine erstaunlich hohe Spannungslage. Denke mal, es läuft auf 9s hinaus. Das Weitere wird die Flugerprobung zeigen.

Grüsse

Hallo Steve

Schönes Monster !!!

Zum Temperaturverlauf schreib ich erst mal nix !!
Nur das ich bei Magnetisierversuchen mit 150 A und Einschaltzeiten deutlich unter 0,5 sek nach 2 Versuchen schon einen Ampergeruch im Keller hatte.
Deshalb meine Zweifel

Gruß Aloys

Wie gets dem VP ??

Steve hat Sondermagnete im Motor,diese halten weit über 150°C.
-Ralf denkt da im Vorfeld schon an alles nur erdenkliche.

gruß
Andreas

new frequenz...

new frequenz...

... der Duft von 6kw... das wär doch mal was. Im praktischen Roller oder im Zerstäuber.

Also es duftet noch nicht. Und nachdem ich schon den winzigen Mega FAI mit seinen 90g mit über 1 kw für mehr als 30sec. belasten konnte, ohne das es zu Problemen kam, mach ich mir da erst mal keine Sorgen. Man wird sehen....

Nach dem bisherigen Erfahrungen kann man so einen E-Motor im Intervallbetrieb sehr hoch belasten. Man darf es eben nicht übertreiben und muss die Temperaturen an den kritischen Stellen genau im Auge behalten. Bei aktuell etwa 10° Temp-Anstieg pro run sollte alles im Grünen bleiben. Diese Extremantriebe sind aber immer für ein paar Überraschungen gut.

Jetzt schauen wir mal, was die Flugerprobung bringt. Da gehts dann an die 10-15sec. runs. Die Stunde der Wahrheit sozusagen.

6 kw sind natürlich noch sehr utopisch. 7 sind die magische Grenze. 10 Ps im Flieger, dass wärs. Nene, es geht mehr darum, dass ich mir noch eine Alternative zu den bisher erprobten Antriebssträngen vorbereite. Da möchte ich auf der sicheren Seite sein.

Beim V-Prop mache ich erst mal nicht weiter. Muss jetzt bei den Antrieben eine paar Alternativen aus den Ärmel schütteln und das wird mich wohl ein wenig beschäftigen.

Die Sache mit dem V-Prop steht aber auf der to-do Liste und wird früher oder später dran kommen.

Grüsse

der einzig sinnvolle weg zu noch mehr leistung.
interessant ist, was man in nur 2 tagen so auf die beine stellen kann, wenn man nur wirklich will.....

Interessant ist bei dem 8s-Antrieb, dass jetzt pro V Spannung die Drehzahl fast genau um 1.000rpm rauf oder runter geht.

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du hast gerade entdeckt, was es mit n_spez auf sich hat.


das ist btw. die von links nach rechts abfallende gerade im motordiagramm, falls du eins zur hand hast.
die amis sagen dazu kv, wir besser spezifische drehzahl. (rpm/V)

160A aus den 2400ern = 66 C. mal sehen, wie lange die das mitmachen.

vg,
ralph

Faszinierend (ehrlich),

was wiegt der - so um die 300g? Dann wären das unglaubliche: 0,05g/W
(Äh - davon träumt mein Auto, das hat 11g/W )

... zu:

160A aus den 2400ern = 66 C. mal sehen, wie lange die das mitmachen. ... und 50°C Vorwärmung!

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... Die Höchstleistung ist das Ziel ...

Da drängt sich die Frage auf:
Wer Akkus (so hoch) vorwärmt sollte Motoren auch vorkühlen dürfen, wäre konsequent!
Wie wäre es im flüssigen Stickstoff, halten das die Lager bzw. Magnete + Verklebungen aus?)?

Vorkühlen

Vorkühlen

Hallo Gerd,
das gegesteuerte Vorkühlen hatten wir auch auf der Liste stehen. Das ist so eine Sache und da muss man wissen was man macht oder will:

Am Anfang ist der Peak ja auch so hoch, weil der Motor noch kalt ist. Mit der Erwärmung des Kupfers steigt ja der Widerstand. Wenn nun bei dem Motor aus dem ersten Diagramm für den Start auf 0° vorgekühlt werden würde, wäre der Peak nochmal deutlicher. Gezielt im Flug eine kurze co2 Dusche wäre schon was, ist aber so ein Thema mit dem Gewicht.

Es kommt vor allen Dingen darauf an, wie hoch beim Motor der Anteil der aktive Kühlung ist. Wenn die Wärme überwiegend von Eisen, Kupfer, Magneten und Gehäuse gespeichert wird und je run die Temp. um 10° oder 15° steigt, dann ist ein absenken der Starttemp. um 20-30° sicher eine Hilfe. Es entlastet den Antrieb termisch bestimmt.

Wenn die aktive Kühlung, wie sie bei den Powercrocos durch das Schleuderrad und die rotierende Glocke gegeben ist, die Temp. kontinuierlich senkt, dann kann eher über eine gezielte Vorwärmung nachgedacht werden. Sie kann den Peak beim Start wieder senken, weil der Widerstand höher ist. Im ersten Run kann sich die Temp. dann wieder einpegeln.

Ich habe leider keine exakten Infos über die Temperaturverteilung im Triebwerk während des Fluges. Die Logger von SM gehen glaube ich bis 125° und frühe Versuche mit dem Speedcroco an der Wicklung führten zur Zerstörung des Sensors.

Es sind bestimmt alle 3. Effekte beobachtbar. Wie es wirklich läuft, können nur Versuche zeigen.

Das Motorgewicht beträgt aktuell 300g. Ziel 1. sollen etwa 3kw am Arbeitspunkt sein, was einer moderaten Steigerung um ~ 20% entspräche.
Ziel 2. wäre die Senkung des Peaks beim Einschalten.

@ Ralph,
gut durchgewärme Zellen, bei denen die Temp. auch im Kern bereits vorliegt (dauert ziemlich lange, bis die gar sind) zeigen eine sehr gute Spannungslage und ziehen die show auch durch. Problematisch sind Zellen, oder Vorwärm-Prozeduren, die kurz anwärmen und wo die Zellen nur aussen die Wärme habe.
Das Konzept Kv kenne ich schon länger. Bei 30V-Antrieben und angestrebten 30.000rpm muss man aber nicht lange umherrechnen. Da kann man aus der Spannung fast direkt die Drehzahl ablesen. 3 Nullen dahinher und gut. Das fand ich so interessant. Deshalb war ich auch wegen der 36V Lastspannung bei dem 10s2400-Versuch erstaunt. Hatte mit einem Einbruch auf 32-30V gerechnet. Der kommt aber bestimmt noch.

Wenn´s interessante news gibt, werde ich mich wieder melden.

Grüsse

Hallo Steve,

sieht doch super aus. Was den Einschaltpeak angeht könnte man hier zum Start und für die erste Beschleunigung noch über Teillastversuche nachdenken. Das sollte ein JiveHV evt. packen für ein paar Sekunden. Das könnt man aber am Boden bequem austesten.

YGE150 FAI - Hochlaufzeit 1 Sec.

YGE150 FAI - Hochlaufzeit 1 Sec.

Hallo Snoopy,
beim aktuellen YGE150 FAI ist die Hochlaufzeit von Heino Jung auf 1sec. eingestellt worden. Kann man auf den Logg auch sehen und im Flug auch deutlich merken. Der Antrieb ist nicht mit einem Knall da, sondern es wird sauber und fast turbinenartig hochgefahren. Das sollte schon sehr viel zur Reduktion des Peaks begetragen haben. Ohne diese Verzögerung wäre wohl der Strom beim 10s-Versuch auf über 10kw hochgeschossen. Wahrscheinlich sogar noch höher...
Gab da auf dem Speedtreffen in Osnabrück ein sehr interessantes Gespräch mit Heino Jung (YGE) seit dem mir vieles etwas klarer ist.
Diese langen Hochlaufzeiten sind mal etwas Neues, hat vorher (glaube ich) keiner bei den kleinen Motoren und den riesigen Leistungen probiert/publiziert. Jetzt kommt es darauf an, dass es auch dauerhaft hält. Da bin ich aber optimistisch, was den Steller angeht.

Wäre natürlich interesant, wo da die Grenze liegt. Die Kurve schaut auch sehr linear aus. Ein Kurve, die bei niedrigen Strom schneller steigt und um den erwarteten Peak langsamer, wäre ein nächster Schritt.

Moderne Sender haben ja die Möglichkeit die Gaskurven und Hochlaufzeiten anzupassen. Mal sehen, was ich da noch hinbekomme.

Um zu sehen, welchen Anteil am Rückgang des Peaks der neue Antrieb hat, müßte man die Hochlaufzeit wieder rausnehmen. Lassen wir aber lieber mal...(Den Anteil des Motors werde ich später erläutern. Das wäre jetzt zu früh. Es ist ein Versuch und alles noch nicht ausgereift.)

Optimal wäre eine Strombegrenzung durch den Steller, bzw. ein System, was verglichbar mit den sensorlosenlosen Stellern den jeweils möglichen weiteren Kurvenverlauf schätzt und dann eben nur soviel Steigerung für die Gasrampe freigibt, wie vereinbart. Solche Feedback-Schleifen sind bei der Turbinensteuerung üblich und auch dort gab´s mit der Einführung einer solchen Steuerung sehr viel Entlastung. Ein smartes Sicherheitsfeature wäre, wenn noch die Temp. am senibelsten Bauteil von Steller und/oder Motor gemessen würde und mit einbezogen würde. Denke da z.B. an die hinteren Wickelköpfe, die sich von run zu run mehr aufheizen.
Die immer spannungssteiferen Zellen-Typen und längeren Laufzeiten bringen da ganz neue Probleme und Aufgaben.

Wie heißt es doch so schön: Stell Dir vor, du hättest 3 Wünsche frei...

Evtl. bekomme ich die Möglichkeit auch mal einen Jive auszuprobieren (Wunsch Nr. 1). Der soll ja schon sehr viele dieser Sicherheitsschranken haben.

Grüsse

Diese langen Hochlaufzeiten sind mal etwas Neues, hat vorher (glaube ich) keiner bei den kleinen Motoren und den riesigen Leistungen probiert/publiziert.

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... äh, diese Auswirkungen haben mich schon (viel früher - Sommer 2004) interessiert!
Hier nur eben bei kleinern Leistungen und somit voll übertragbar da die Berechnungsgrundlage vorhanden
(weiter unten, halt Werte einsetzten - pdf1 und pdf2):
http://www.elektromodellflug.de/Projekte/contr-vergl.htm
... rechne "nur" mal nach was Dir (bzw. dem Antriebsstrang) die 1s gegenüber 0,2s Beschleunigungsleistung erspart haben!

Wurde schonmal an das Umschalten von Stern auf Dreieck nachgedacht?

gruß
Andreas

Test zur Hochlaufzeit bei G. Giese

Test zur Hochlaufzeit bei G. Giese

Hallo Gerd,
der Test ist super. Bis zu 4 Sec. Hochlaufzeit, wenn ich das richtig gelesen habe. Hatte deshalb auch gesagt, " u n d den riesigen Leistungen".

Könntest Du Dir vorstellen, so einen Test mal mit einem aktuellen Speedcroco und dem Avionik durchzuführen? Akkus gebe es natürlich auch. Ist .sicher auch für alle Freunde der Aussenläufertechnik interessant

Wie Ralph schon andeutet, sind im FAI-Modus und generell bei den hohen Leistungen Teillasten ausdrücklich zu vermeiden. Beim Avionik 225 wird dazu folgendes gesagt:

"The controller should be open or closed full. In the other variant it will
be destroyed from a current more 150A in 1sec!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"

Dabei kann er voll durchgeschaltet:

"Avionik220A (4plate) 0.00055Om,max strom 340A - 5sec ,
Max RPM for 2poles motor - 280 000
2 - 8 LiPo"

sind (26V x 340A = 8840Watt) fast 9 kw.

Die Frage wäre hier, wie so eine technisch noch mögliche Verzögerung z.B. beim Avionik 225 aussehen könnte, wenn von der vorgesehenen Leistung gerade mal 30% abgerufen werden?

Ok...höherpolige Antriebe reduzieren Strom und Zellenzahl, dass haben wir erkennen müssen: Max 6s und durchschnittlich 200A in den ersten 5sec beim Avi 225 ~3kw im Durchschnitt. Die sind aber safe und auch beim fast ungekühlten Stellereinbau 20 Sec, lang abrufbar.

1 Sec. bringt ja schon sehr viel - bei 2 Sec. wäre ich seelig und bei 4s wäre die Welt eine andere.

Grüsse

stern / dreieck:

die differenz ist einfach zu groß - da drehzahl und leistung und damit strom in der 3. potenz verknüpft
(also halbe drehzahl = /8 der leistung) sind, bringt der faktor 1:1,73 leider nix.
ausserdem wären sehr große ströme zu schalten.

gerd,

bei kleinen leistungen ist das sowieso alles nicht so schlimm, da sind die controller a priori als teillastfest anzusehen.


steve,

der jive hv lässt in mode 5 bis zu 6sec teillast zu - aber das hab ich dir ja schonmal gesagt.

Gangschaltung beim E-Antrieb

Gangschaltung beim E-Antrieb

Andreas Maier schrieb:

Wurde schonmal an das Umschalten von Stern auf Dreieck nachgedacht?

gruß
Andreas

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Hallo Andreas,
jupp sowas war mal angedacht und wurde früher auch schon bei Rennantrieben gemacht. C. Lukas hat im pcf drüber berichtet und auch Zeichnungen/Skizzen hinterlegt.

Start und Steigflug mit hohem kv (=wenig Drehzahl) und dann zum Speed mit niedrigen kv (hohe Drehzahl). Dazwischen umschalten. Dann gabs noch Anregungen mit zusätzlichen Windungen, die nur im Steigflug aktiv sind.
Dann wurde überlegt, von 10s1p auf 5s2p umzuschalten. Alles so Sachen, die wie eine Art Gangschaltung funktionieren. Ziel war immer eine Spareinstellung für den Steigflug und Hochleistung für die Messstrecke.

Von den Elektronik-Experten im pcf wurde klar angedeutet, dass es noch elegantere Methoden gäbe, die auch im Steller integriert werden könnten. Mehr wurde damals aber nicht verraten, bzw. von mir verstanden.

Grüsse

Moin
Leistungsgewicht am Motor ist kein Hexenwerk, linear abhängig vom k/V, letztes Jahr haben wir da >3KW durch einen 150gr Motor geschoben, (getarnt als 330/150.... im Drivecalc) den Motor interessiert das, wenn er ausreichend hoch dreht, nicht im Geringstem. Interessant wird es wenn die aber Propgröße wachsen soll, denn Ziel ist es keinen Motor mit höchstmöglichen W/gr zu bauen, sondern möglichst schnell damit zu fliegen

Wurde schonmal an das Umschalten von Stern auf Dreieck nachgedacht?

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Ja das wurde es, und das funktioniert sogar, mit ca. 50% mehr Fets, aber mit diesem Zuwachs könnte auch genausogut eine Teillastfestigkeit eingebaut werden.

Was in der Praxis funktionieren wird ist eine Timingverschiebung, damit sind bis zu 15% auseinanderliegende Arbeitspunkte realisierbar, ohne Gewichtszuwachs, rein Softwaretechnisch.
Beispel, ein Jazz/TMM im aut. Timing verhällt sich an einem 20Winder etwa gleich zu einem YGE/Hacker Master an einem 22Winder mit Füllgradausgleich (von daher auch der vermeintliche Wirkungsgradunterschied, man vermisst sozusagen zwei völlig unterschiedlich abgestimmte Antriebe wenn man nur die Steller 1zu1 zur Messung austauscht ohne das kV zu kompensieren).

Sprich; man startet und steigt im aut. softem Timing, für die Messstrecke schiebt man dann ein festes Timing rein.

steve schrieb:

Hallo Gerd,
der Test ist super. Bis zu 4 Sec. Hochlaufzeit, wenn ich das richtig gelesen habe. Hatte deshalb auch gesagt, " u n d den riesigen Leistungen".

Könntest Du Dir vorstellen, so einen Test mal mit einem aktuellen Speedcroco und dem Avionik durchzuführen? Akkus gebe es natürlich auch. Ist .sicher auch für alle Freunde der Aussenläufertechnik interessant

Wie Ralph schon andeutet, sind im FAI-Modus und generell bei den hohen Leistungen Teillasten ausdrücklich zu vermeiden. Beim Avionik 225 wird dazu folgendes gesagt:

"The controller should be open or closed full. In the other variant it will
be destroyed from a current more 150A in 1sec!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"

Dabei kann er voll durchgeschaltet:

"Avionik220A (4plate) 0.00055Om,max strom 340A - 5sec ,
Max RPM for 2poles motor - 280 000
2 - 8 LiPo"

sind (26V x 340A = 8840Watt) fast 9 kw.

Die Frage wäre hier, wie so eine technisch noch mögliche Verzögerung z.B. beim Avionik 225 aussehen könnte, wenn von der vorgesehenen Leistung gerade mal 30% abgerufen werden?

Ok...höherpolige Antriebe reduzieren Strom und Zellenzahl, dass haben wir erkennen müssen: Max 6s und durchschnittlich 200A in den ersten 5sec beim Avi 225 ~3kw im Durchschnitt. Die sind aber safe und auch beim fast ungekühlten Stellereinbau 20 Sec, lang abrufbar.

1 Sec. bringt ja schon sehr viel - bei 2 Sec. wäre ich seelig und bei 4s wäre die Welt eine andere.

Grüsse

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Danke für das Angebot, klingt verlockend und Messmittel wären vorhanden und interessieren täte es mich brennend aber ich muss passen.
Mein Messstand ist für maximal 1,5KW bzw. 2KW Impuls ausgelegt - darüber möchte ich nicht mehr in der Nähe sein ...

Zur Teillast im FAI - alles richtig und wird in den Anleitungen auch darauf hingewiesen... aber wie lange benötigt ihr denn Teillast?
Zwei Sekunden sind im FAI Modus durchaus tolerierbar ...

Gerd Giese schrieb:

Danke für das Angebot, klingt verlockend und Messmittel wären vorhanden und interessieren täte es mich brennend aber ich muss passen.
Mein Messstand ist für maximal 1,5KW bzw. 2KW Impuls ausgelegt - darüber möchte ich nicht mehr in der Nähe sein ...

Zur Teillast im FAI - alles richtig und wird in den Anleitungen auch darauf hingewiesen... aber wie lange benötigt ihr denn Teillast?
Zwei Sekunden sind im FAI Modus durchaus tolerierbar ...

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Hallo Gerd,
also Leistungsmessungen mache ich am liebsten im Flug. In der Werkstatt ist das wirklich nur ein Behelf. Allein, wenn wirklich mal was warm wird, bekommt man den Geruch nicht so rasch aus dem Raum. Ganz zu schweigen von dem Rauch.

Wenn Du meinst, dass 2 sec. im FAI-Modus toleriert werden, dann werde ich mich da mal heran tasten. Würde vieles vereinfachen.

Hallo Holger,
die Timingverschiebung hört sich sehr interessant an. Da würde ich mich gerne mal bei Dir melden.

Grüsse

350...

350...

Hallo,
nun konnte die Flugerprobung beginnen. Erst mal ganz sooooft mit lauwarmen 8s und einer 7*8APC.

Akkutemp. lag beim Start ungefähr bei 35° - bei der Landung waren es nach 7 Minuten Gesamtflugzeit dann 45°. Die Spannung lag nie unter 3V/Zelle. Durch die geringe Vorwärmung und die lange Flugzeit lag die Spannung aber insgesamt 2-4 Volt niedriger. Da kühlen die Zellen auch aus und dann kommt eins zum anderen: Im Wettbewerb wird hier präzises preheating ein entscheidender Faktor sein.

Der YGE150 FAI lief ohne Probleme durch. Kein verschlucken beim Gasgeben, keine Übertemp.- Abschaltung. Die runs konnten bis auf 12-13sec ausgedehnt werden, was auf einen thermisch gesunden Antrieb hindeutet. Die Kühleinlässe sind allerdings noch sehr großzügig gestaltet. Da sollten alleine noch mal 5% weniger Widerstand möglich sein.

Wichtig war die Erkenntnis, dass auch hier wieder der Strom um 30% zurückgeht, wenn der Arbeitspunkt erreicht wurde, also sich das Modell mit und um den Auslegungs-Speed herum bewegt. 70A für 350, wo bereits auf dem Prüfstand 130A über 5sec anlagen. Das lässt hoffen. Mit Props, die mehr Steigung im Verhältnis zum Durchmesser haben, sollte dieser Effekt noch ausgeprägter werden. Denke mal, bei der 7*10 wird der Strom um 50% zurückgehen.



Morgen geht’s dann mal mit einem 9s und etwas ernsteren preheating los. Prop bleibt evtl. erst mal die 7*8APC. Evtl. und abhängig von den Ergebnissen kann es dann mit 10s und einer 6,5*10cfk weitergehen.

Die ~350 sind mit der 7*8 aber schon mal viel versprechend. Die Prognose für die 9s wären 390.
Mit der 7x9 und 8s wären die Prognose gleich. Bei 9s sollte der Antrieb an der 7x9 bis ~440 gehen. Die 7*9 ist aber auch noch eine Option für die 8s – als ein möglicher Zwischenschritt zu 9s.

Was mit 10s und der 6.5*10 bei voraussichtlichen 33.000-34.000rpm passiert, kann ich noch nicht sagen, aber wenn der Antrieb cool bleibt, sollte es dann über die aktuellen Bestzeiten gehen – und das war ja das Ziel. Für die knappe Zeit (7 Tage!) schon mal ganz gut. Es ist allerdings schon der nächste Antrieb in der Mache. Da habe ich dann mal etwas mehr drüber nachgedacht und der wird dann ein echter Kracher.

Die Prognosen bitte ganz locker sehen… man muss schauen was geht und der Teufel versteckt sich immer hinter den Details – und erst hinter ihnen das Potential eines Antriebs. Da muss man also erst mal durch…!

Tipps und Anregungen sind übrigens ausdrücklich erwünscht.

Grüsse