PDA

Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Polzahl, Rastmomente u. Compagnie



Banjoko
08.04.2010, 22:48
Moin !

... ich lese nun immer fleißig hier und da in den diversen Foren, um mich auf dem Laufenden zu halten. Immer wieder höre ich von "Schwierigkeiten" beim Rastverhalten von 8-poligen Moteren und damit einhergehenden, vermeintlichen Lagerschäden.
Dass es bei den unterschiedlichen Polzahlen zu unterschiedlichen Kräften auf den Rotor/Glocke kommt ( s. 18N20P ) ist mir ja mittlerweile bekannt - aber wie verhält es sich bei den niederpoligen Varianten ?
Wenn es wie andernorts behauptet durch das Rastmoment eines 8-Polers dazu kommt,dass Lagerschäden auftreten, hätte das doch auch automatisch ein Anlaufen der Magneten an den Statorblechen zu Folge.
Können die vom 8-Poler ausgelösten Kräfte im Bereich des Rotors dazu führen, mehr als beim 10 poligen Motor die Lager Schaden nehmen ?!

Gruß

Matthias

Banjoko
08.04.2010, 23:02
... oder liegt das nur an mangelnder Wartung, sprich Lagerpflege ?! :D :D

Michael Schöttner
08.04.2010, 23:39
... oder liegt das nur an mangelnder Wartung, sprich Lagerpflege ?! :D :D

Hallo Matthias,

die Rastmomente sind nur deshalb schädlich, weil sie Resonanzstellen des Motors stärker anregen. Da kann es ab und an schon passieren, das bei kleinem Lagerabstand, dünner Welle und unwuchtiger Glocke das ganze bei bestimmten Drehzahlen so ins Schwingen kommt, dass die Magnete auf dem Stator streifen.
Dass gerade 8- Poler dazu neigen würde ich nicht unbedingt sagen. Es kommt auch auf die Zahnbreite und die Magnetbreite an.

Gruß,
Michael

gast_15994
09.04.2010, 06:48
12N8P hat 4 gleichzeitig 4 arbeitszonen in betrieb, die um 90° versetzt liegen und gleichsinnig arbeiten.

da ist de lagerlast bei 12N10P / 14P wesentlich größer, weil dort nur 2 und 180° versetzte arbeitszonen - die noch dazu gegensinnig arbeiten - stets versuchen die glocke zu kippen.

ich gucke mal, ob ich die grafik dazu finde.

<edit>

die kräfte versuchen folgendes zu bewirken:

http://www.powercroco.de/°forum9/090410-2.jpg

12N8P entspricht A
12N10P / 14P entspricht B
18N16P / 20P entspricht C
9N6P entspricht D

<edit>


vg
ralph

wmarton
09.04.2010, 10:28
Hi Ralph,

das ist ja interessant - die einzige Anordnung, wo sich die Kräfte nicht balancieren (axial) - 12N10P bzw. 14N.. - ist die, die für kleines Rastmoment bekannt ist. Und die sollte dann die maximale Lagerbelastung erzeugen?

Gruß
Walter

gast_15994
09.04.2010, 10:34
walter,

weil das 2 verschiedene paar schuhe sind.
das rasten sind die kleinen schläge, die mit zunehmender drehzahl immer weniger ins gewicht fallen.

das hier sind die kraftvektoren, deren betrag mit zunehmender last immer größer wird.

ich selber sehe den zusammenhang zwischen rasten und lagerbelastung nicht so als das bestimmende problem.
die niedrigpoligen varianten töten die lager nicht wegen des rastens, sondern wegen der in der regel höheren auslegungsdrehzahl.

halt nur meine meinung....

www.powercroco.de/rasten.html
www.powercroco.de/wartung.html

vg
ralph

FamZim
09.04.2010, 11:38
Hallo Walter

In Ralphs HP ist eigendlich alles schon gelistet was ausschlaggebend ist!
Ich habe trotzdem mal Messungen gemacht um an greifbare "Kräfte" zu kommen.
Die stehen dort:
http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=190856

Interessand ist, das die niederpoligen die gröste "Klebekraft" beim Anlaufen haben, aber weniger Moment brauchen um zu drehen.
Das ergeben die "Restdremoment" Kurven .
Die Kräfte durch Rasten sind umlaufend am Luftspallt.
Die Kräfte die die Glocke verformen treten an jeder Phasengruppe richtung Achse auf.
Bei 12 Nut und 8 polen an 4 Stellen. Je Stelle zieht aber nur eine Spule.
Bei 12 Nut 10 Pol und 14 Pol ist die Kraft von 2 Spulen, an dann nur 2 Stellen, wirksam.
Darum schwingt die Glocke dann leichter, und die Mags können abplatzen.
Beim 18 nuter sind die Kräfte noch ungünstiger verteilt.
Laufen tun sie aber alle.

Die Versuche hatte ich ja gemacht um den Einfluß einer Schrägnut zu studieren für ABC bewicklung.
Die wird im allgemeinen für nicht so gut wie AabB usw gehalten.
Diese Art der Bewicklung ist aber nichts anderes als Schrägnut, nur in 2 Stufen, oder beim 18 Nuter 3 Stufen.
Sieht nicht so aus, ist es aber für den Magnetfluss!
Erst wird Spule A magnetisiert, dann Spule a dazu, dann Spule A wieder schwächer, und Spule a folgt darauf.
Dann magnetisierung in die andere Richtung!!!
Da die Stege, nicht nur der drei Phasen, nacheinander "rasten", sondern innerhalb einer Phase auch noch nacheinander, ist das Rasten kaum zu spüren!
Alle Kräfte sind aber immer wirksam.
Darum machen alle Motoren, schon beim mit der Hand durch drehen, ein singendes Geräusch.

Gruß Aloys.

Banjoko
09.04.2010, 15:57
Danke Euch für die Antworten, das hilft mir schon ziemlich weiter ! :)

Christian Lucas
10.04.2010, 22:16
Hi,
noch etwas zu den Lagern.Bei unterschiedlichen Resonanzanregungen kann es auch sehr auf die Verwendeten Lager selbst ankommen.Dazu sollten die defekten Lager aber zur Beurteilung an einen Lagerhersteller gesendet werden.So kann schon die Anzahl der im Lager umlaufenden Kugeln zu einer ganz anderen Laufzeit führen,wie auch die Lagerkäfige aus unterschiedlichen Material wie Stahlblech Formgepresst ,Geschweist oder durch umgebogene Laschen verbunden oder Messingmasivkäfige und Kunststoffkäfige.All diese Lager haben je nach Einsatz ihre Vor- und Nachteile.Bei Belastungen wie sie von den Glocken von Modellmotoren auftretten haben sich Lager mit Masiven Messing Käfig als sehr Robust erwiesen.Noch besser mit Keramik Kugeln.Durch die Taumelbewegung der Glocke ,wenn ein Flieger zb.in einen Lopping einsteigt oder einen Turn macht werden die Kugel auf der einen Seite des Lagers mehr an die Laufbahnkannte gedrückt und auf der 90° versetzten Seite in die am weitesten aussenliegenden Bahnen.Dadurch laufen die einen Kugeln schneller wie die anderen und der Käfig wird gestaucht .Das sind sehr hohe Kräfte die wie in einem Planetengetriebe Untersetzt wirken und gegeneinander schieben Wenn die Kugeln da auch ein bischen Slippen können tut das dem Lagerstandzeiten nur Gut.
Die Anregung durch die Pol/Nutanzahlverhältnisse halte ich nicht dafür verantwortlich ,denn diese Reluktanzmomente sind auch bei den Motoren die sich sehr Rastarm drehen lassen genauso hoch vorhanden nur beim einfachen Durchdrehen sind sie nicht mit den Fingern so ausgeprägt spürbar.Werden die Spulen Bestromt schaut es ganz anders aus,denn es sind ja nicht nur und eben nur die Spulen wie von Ralph dargestellt bestromt sondern auch die anderen Spulen sind ja auch ,da ja Verkettet irgendwie von Strömen durchsetzt und nur eine Phase befindet sich dann gerade mal im Nulldurchgang und verbiegt dann eben mal nix.Eigentlich feht es bei den Motoren eh an der richtigen Lagerbestimmung bzw. an den richtigen Lagertoleranzen bei den Wellen und Lagersitzen wie auch an der richtigen Vorspannung und da wären dann sogar richtige Spindellager (Schulterlager) nochmals besser geeignet.Ist halt alles eine Frage des Aufwandts und der Kosten.

Gast_1681
11.04.2010, 12:44
Tach,

Christian: doch, das Polrucken, das man fühlen kann, ist eine der stärkeren Anregungen für das Schwingungssystem Motor-Propeller. Wir haben vor ein paar Jahren Rechnungen und Versuche dazu angestellt.
Ist ja auch irgendwie logisch: das Polrucken geht direkt als Anregung der Glocke ein. Ist diese nicht durch ein Dünnringlager abgestützt, fängt sie an zu schwingen: Die Anziehung der Magnete am Stator und die Felder innerhalb des Motors können je nach Überlagerung dämpfend oder zusätzlich anregend wirken.

Nur geht in das Schwingungssystem Antrieb noch mehr ein: Unwuchten des Propellers/Spinners, die Masseverteilung vor/hinter dem vorderen Motorlager...

Ich habe z.B. massive Schwierigkeiten, einen Kora 15 ruhig zu bekommen. Trotz Dünnring schwingt er sich so auf, dass an Fliegen nicht zu denken ist! Alles penibel gewuchtet. Der Alu-Spinner ist einfach zu schwer, so dass ich ihn jetzt in GFK abformen musste. Spart 20g ne Handbreit vor dem vorderen Lager! Nur macht das GFK auch wieder Probleme...

Gruß,
Kuni

Christian Lucas
11.04.2010, 22:35
Hi Rene,
nein ,da bin ich anderer Meinung und habe das auch bei vielen Motoren auch per FFT analysen untersucht.Einzelne Motorenbauteile mit Schwingungsaufnehmern bestückt und zum Schwingen angeregt .All die Kurven und Diagramme übereinander gelegt und bewertet.
Das Reluktanzmoment wie es beim Durchdrehen mit der Hand zu spüren ist ,ist kein so starker Schwingungsanreger ,der für Lagerdeffekte verantwortlich ist. Schau dir mal all diese Momente nicht mehr nur beim freien Durchdrehen an sondern beim Bestromten Betrieb.Da wird aus dem anziehenden Kräften genau wenn de Magnete über den Spulenmitten stehen durch Umpolung das Gegenteil und sie Stoßen sich ab. In Bild B von Ralphs Zeichnungen ist es auch Falsch.Die Magnete sind beim 12N10P zwar nicht mehr Gleichpolig ,die sich 180° gegenüberstehen aber die Spulen sind ja auch im Gegensinnigen Wickelsinn gefertigt und es wird mit den Spulen auf beiden Seiten angezogen bis zur Spulenmitte und dann Umgepolt und dann Abgestoßen.Wäre es anders würden sich die 12N10P Motoren nicht Drehen.Magnetisierungs Richtungspfeile haben nichts mit den Angreifenden Kräften zu tun. Dann haben wir es mit einem 3 Phasigen System zu Tun ,weshalb nicht nur die beiden Spulen Allein am Arbeiten sind ,sondern fast Alle Rundherum und die rein Zentral wirkende Kraft ist auch nur für einen sehr kurzen Moment so am Wirken ,das ist ja viel mehr ein Tangentiales Geschiebe und Gedrücke und das immer Gleichzeitig.
Die meisten Lager gehen durch ungenügende Pflege und durch viel zu Weiche,Dünne Motorglocken ,Schlecht ausgewählte Lager ,Lagersitze und Motorbaumaterialien zu Grunde.
Dein Problem mit dem Kora ist kein Motorproblem sondern ein Propeller Problem das in den Motor übertragen wird.Treib mal den Motor durch einen Anderen Motor an und halte den zu vermessenden Motor in der Hand .Bin gespannt was du Fühlst wenn die Motoren etwas Drehzahl aufgenommen haben und was noch zu Spüren ist wenn sie mit 60% Vollastdrehzahl drehen.Da wirst du nicht mehr viel von den Reluktanzmomenten Spüren.

FamZim
11.04.2010, 23:13
Hi

Mal was zu den anziehenden und abstossenden Momenten !
Da ALLE Magnete IMMER das Statorblech anziehen, egal ob + oder - Pol, und sie IMMER stärker als die bestromten Stege sind, gibt es auch bei Motorbetrieb IMMER nur Anziehmomente!

Dieses wird aber durch die Spule auf dem Steg beeinflusst, so das der Steg zb zu + stärker als zu - gezogen wird.

Das ist am stärksten ausgeprägt wenn der Steg genau zwischen zwei Magneten ist.
Genau dann wird das gröste Dremoment erreicht, und die gröste Spannung durch Feldwechsel induziert.
Ist der Steg vor einem Magnet gibt es keinen Feldwechsel (der ist abgeschlossen) und es wird keine Spannung induziert.
Auch Drehmoment entsteht keines, nur Anziehungskraft.
Darum wird diese Phase dann umbestromt, das Feld wird schwächer und zum nächsten Magnet stärker.

Darum gibt es KEINE abstossenden Kräfte!
Ein doppelt starkes Feld hat 4 fache Anziehungkraft, und ein halbstarkes zieht nur 1/4 !!!
Das hat mit abstossen nichts zu tun!

Gruß Aloys.

Gast_1681
12.04.2010, 06:16
Moin,

Christian, dass davon Lager kaputt gehen hab ich nicht gesagt. Ist mir persönlich auch noch nie passiert, aber vielleicht kommen die Hubi-flieger auf ganz andere Laufzeiten als ich...

Ich kann mir auch nicht vorstellen, dass es was mit Winzig-lagern zu tun hat. Du müsstest mal die niedlichen Teile sehen, die in meinen Gegenläufern tun, und das schon seit mehreren Jahren. Die bekommen nur ab und zu eine Öldusche, damit sie nicht rosten (Wasserflug).
Dass gerade bei den Hubifliegern die Lager so schnell aufgeben, mag 2 Gründe haben: die Motoren drehen irre hoch und dabei lange, und zum 2ten sorgt das Getriebe immer für eine Kippbelastung des vorderen Lagers!

Das Kora-Problem ist keines des Motors, richtig. Es sollte aber die Schwingungsproblematik verdeutlichen und dass es viele Teil-beeinflussungen gibt. Der Kora läuft ja mustergültig ruhig.
Trotzdem bleibe ich bei meiner obigen Aussage, da wir in Simulationen für einen Gegenläufer Resonanzmaxima bestimmen konnten, die es in der Praxis an genau diesen Gaspunkten dann auch gab.

Gruß,
Kuni

Christian Lucas
12.04.2010, 12:16
Nö Aloys,
es gibt Anziehende und Abstoßende Kräfte. Leg mal einen Magnetstreifen auf ein Eisenstück das mit einer fetten Spule bewickelt ist .Bei einer Polung bleibt der Magnet am Eisen Haften und bei der Umgepolten Bestromung fliegt es dir im hohen Bogen vom Eisen weg .
Es gibt auch Motoren die nur Anziehende Kräfte nutzen.Das sind einmal die Swicht Reluktanzmotoren die nur Magnetische Eisenkreise schliesen und Homopolarmotoren die auch nur einen Pol Nutzen.Für beide braucht es auch nur Steller die zu den Spulen einen Schlieser haben ,Umgepolt wird da nix.Deshalb wird nur die halbe Magnetisierung durchfahren ,auch ein Grund für deren niedrigere Drehmomentdichte.
Rene,
die Hubiflieger haben die Falschen Getriebe verbaut.Würden sie ein Ordentliches Planetengetriebe wie vom A.Reisenauer verbaut haben ,gäbe es keine Quer drückenden Kräfte auf die Wellen ,Lager und Glocken.Die gibt es auch mit Ausreichender Untersetzung für die Anwedung .Ich würde wenn ich Leistung haben möchte auf so ein Getriebe setzten oder Direkt antreiben. Oder Planeten mit Gegenläufer/ Koax Rotor .Kann ja nicht der Grund für zu langsammes Fliegen sein ,sonst würde die bei Sikorski nicht auf Koax für ihren Speedheli setzen. http://www.sikorsky.com/vgn-ext-templating-SIK/v/index.jsp?vgnextoid=40c96eb78fa78110VgnVCM1000001382000a .

Gast_1681
12.04.2010, 19:40
Tach Christian,

Du musst mir bei Gelegenheit nochmal genau erklären, wie ein normales Planetengetriebe auf Gegenlauf umgebaut wird. Mit meinem Gegenläufer komm ich irgendwie fertigungstechnisch nicht weiter:cry:

Gruß,
Kuni

FamZim
13.04.2010, 20:50
Hi

@ Christian
Ich will hier nicht auf abstossende Felder rumreiten, kann es mir aber beim besten Willen nicht vorstellen das die im Motor vorkommen.
So wie in einem Trafo die Sekundärwicklung immer der Primären folgt, und bei Belastung nur eine entgegengesetzte Magnetkraft hat, entsteht KEIN engegengesetztes Feld.
Es gibt immer nur das der Primärwicklung.
Ebenso in unseren Motoren, die Bestromten Spulen erzeugen eine Elektromagnetische Kraft, die das Feld das die Magneten durch die Stege drückt NUR Beeinflusst (verstärkt oder schwächt) .
Nur beim Polwechsel vor dem Steg, wenn der Hammerkopf die Mags überbrückt kann die Spule das Feld selbst bestimmen.
Danach übernimmt der nächste Magnet das Zepter, und die Spule darf verstärken oder schwächen.
Zum Abstossen muss die Spule fast Ebenbürtig sein, eben eine Fette Spule (wie zum Magnetisieren) . Hab auch schon mit Mags geschossen, mit 220 Windungen und 150 A :D
So ein Magnet ersetzt immerhin eine Spule mit 1 000 AW (Amperwindungen).

@ Kuni

Zum Planetengetriebe.
Mache das Hohlrad am Motor ab und ein Dünnringlager dazwischen.
Dann dreht es sich in die andere Richtung für den Gegenlaufprop.
Aber Achtung :
Die Drehmomente sind unterschiedlich !! Um das Motordrehmoment :D

Gruß Aloys.

Christian Lucas
14.04.2010, 07:15
Hi Aloys,
geht schon am besten die Vorlesungsskripte der Uni Braunschweig , http://www.imab.de/ , lesen dort unter Download das Skript , Elektrische Fahrzeugantriebe und neue Verkehrstechniken öffnen und dort den Ordner WS 0910_EL-Fzg-Verk_Kap5a.pdf darin auf Seite 15 ,steht es wie groß eine Spule bemessen sein muss um einen Permanentmagneten zu Ersetzten der Äquivalent ist.
Leider sind die Skripte zur Elektrischen Energie Umwandlung in Arbeit ,dort ist es ausführlicher erklärt.

Kuni,so wie der Aloys es beschreibt .Einfach das Gehäuse des Getriebes durch ein Ringkugellager an den Motor befestigen ,so das es sich nicht mehr am Motor festhalten kann.Jetzt wird es sich da ja lose einfach durch das nichtvorhandene abstützen gegen den Propeller drehen.Damit es sich nicht ungehemt dreht brauchts noch den gegenläufigen Prop der da wenigstens einen Teil abfängt .So Teilen sich die Propeller die Leistung untereinander auf.Eine Seite wird etwas mehr abkriegen ,das sollte der hintere Propeller sein .

FamZim
14.04.2010, 09:20
Moin

@ Christian

Ich werde da mal reinschaun, habe aber auch noch meine Bücher aus der Lehre !

@ Kuni

Das höhere Moment hat immer die Originale, innere Welle !
Die Aussenwelle 1 mal Motormoment weniger.
Hinterer Prop mit mehr Moment, geht also nur bei Druckantrieb!

Gruß Aloys.

Gast_1681
14.04.2010, 18:27
Tach ihr beiden,

ich versuche gerade durchzusteigen, welcher Prop mehr Moment braucht. Der hintere ist meiner Auffassung und -messung nach kleiner im Durchmesser, hat aber mehr Pitch (Helmut würde sicher widersprechen). Braucht der nun mehr Moment, um die vorbeschleunigte Luft weiter zu beschleunigen? Ich denke hier ist eine feste Kopplung der Drehzahlen vorhanden, also quasi ein Differenzial, oder? Das Restdrehmoment geht dann auf den Rumpf.
Die Drehzahlen an den Props halbieren sich gegenüber dem reinen Getriebe, also quasi doppelte Untersetzung, richtig? Da brauche ich also einen Schnellläufer.

Ich werd mir erstmal ein Planetengetriebe suchen, und ein paar Umbauversuche starten. Dauert ja mangels Drehe immer etwas...

Gruß,
Kuni

FamZim
14.04.2010, 19:50
Hallo Kuni

Der Motor macht die Drehzahl für beide Props zusammen, und auf den Rumpf wirkt nur das Motordrehmoment.
Die "Untersetzung" zb 1:6 Getriebe rechnet sich aus 50 Zähne im Hohlrad durch 10 Zähne Sonnenrad am Motor .
Da die Planeten dabei aber einmal um den Motor kreisen, kommt noch eine Motorumdrehung dazu.
Das Hohlrad übernimmt 5 Anteile Drehmoment und der Motor ein Teil.
Die gehen an die Innenwelle die durch das Hohlrad gefürt ist!
Das Hohlrad bekommt also nur 5 mal Motordrehmoment und benötigt auch nur 5 Motorumdrehungen !
Gesammtübersetzung ist also 1:11 !!!

Über die einzelnen Drehzahlen der Props würde ich mir kein Kopfzerbrechen machen :D
Das regeln die am besten untereinander und mit der Aerodynamik :D


Zu den abstossenden Feldern, hab ich ein paar Versuche gemacht.
Um einen makierten (rot) Magneten hab ich Tesa zum anfassen gemacht, und ihn dann in eine Spule gehängt, mit 220 Windungen.
Darin dreht er sich schon bei kleinen Strömen anders herum.
Auf einem darin befindlichen Eisenkern, klebt er sehr stark und bleibt sehr Unbeeindruckt von meinen Versuchen!
Dann hab ich den Eisenkern verlängert und mit etwa gleichen Abmessungen versehen wie der Magnet hat:

444997

Daran klebt er auch erstmal ganz gut.

Dann hab ich "erst" das E Feld eingeschaltet und Ihn dann in die Nähe gebracht.
Da weicht er ab 1 cm schon ab und sträubt sich! (bei 1 A und 220 Windungen) .
Bei weiterer Annäherung überwiegt aber Sein Feld, setzt sich durch, und zieht trotzdem an.
Mit steigendem Strom muss ich Ihn immer weiter gegen das E Feld drücken, bis Er sich durchsetzen kann, macht Er aber.
Dann hab ich Ihn kleben lassen und nur noch das E Feld verstärkt.

444998

Bei fast 9 A hebt Er dann ab und dreht sich selber alleine um.
Da hab ich dann ~ 1900 Amperwindungen um Ihm Paroli zu bieten :D
Das Tesa macht einen "Luftspallt" von 0,05mm !

Gruß Aloys.