Wirkungsgrad bei Teillast ? Was kommt am Prop noch an ?

Das der Vollgastrom beim Takten des Reglers
in kleinen ,,Scheiben'' durchgereicht wird ist ja
vielen klar.
Nur was kommt an eta dann noch raus?
Wirkungsgrad wie durchgeschaltet bei geringem Strom?
Oder Wirkungsgrad von Vollgasstrom minus Teillastverluste?
Was können moderne Regler mit 12kh Taktfrequenz (YGE) da gutmachen?
Hab mal versucht bisschen Dunkel ins Licht........

Messungen an diesen beiden
F3A 10s Antrieben:
(Bei 37 V wäre die Leistung natürlich noch ca 15% höher)



Die DC Daten:

Anhang anzeigen 595796

Nun mit dem jeweils gleichen Prop
in Teillast:





Das funktioniert natürlich nur,
wenn die N100W Werte zum Zeitpunkt der
Messung auf das durchgeschaltete Ergebniss
(also bei Vollgas)
abgeglichen werden.
Anregungen natürlich erwünscht...

Gruß Andy Reisenauer

Oha, da bin ich auf die Diskussion gespannt Andy

Ich brauche noch etwas Zeit zum deuten deiner Werte

Moin Andy,

die Frage ist, was soll hier verglichen werden - oben werde ich nicht so 100% schlau!
(... mir noch zu viele Variablen)

Finde ich Super (obwohl ich nicht weiß wie der Wirkungsgrad entstanden ist!):
Es ist zu sehen, das der Wirkungsgrad selbst bei halber Last noch respektabel hoch ist.
Beim AXI und ca. 1KW Pin noch satte 80% - mehr als ich erwartet habe!

Aber:
Zum Vergleichen benötigt man konstante Parameter und die gesuchte Größe, in diesem Fall (so denke ich)
wohl der Wirkungsgrad des Motors bei einem Betriebspunkt!

Ich könnte mir vorstellen, dass dies ein Ansatz wäre sofern die Effizienz des Antriebs (erst einmal) bei diesem
Teillastpunkt gefragt ist.

Dazu würde ich wie folgt vorgehen:

Pmax Betriebspunkt / 2 = 50% (ein) Teillastpunkt.
=> Sinn macht das nur wenn man jetzt das Drehmoment mit erfasst!
Jetzt ließen sich "n", "I", "M" (und "P") ermitteln die dieser Motor bei 50% (1KW) benötigt!
(Die Konstanten wären hier: Motor/Temperatur/Regler/Spannung/Last, die Veränderbare Größe: PWM des Stellers)

Ich denke - so deute ich mal die Eta-Werte oben in gelb - dass Du dafür ("M") einen Messstand hast (das hätte was - gratuliere!)

Antriebswirkungsgrad im Programmkunstflug

Antriebswirkungsgrad im Programmkunstflug

Hallo Andy,
so wie ich das verstanden habe, ermittelst Du die Ausgangsleistung aus der Drehzahl und der
Leistungsaufnahme des Propellers (die Du vorher über Drehmoment und Drehzahl bestimmt hast).
Die Eingangsleistung bestimmst Du aus Spannung und Strom vor dem Steller. Das Verhältnis der beiden
Leistungen ist der gesuchte Wirkungsgrad. Diese Vorgehensweise erscheint mir praktikabel und praxisnah.

Bezüglich der Antriebsauslegung für Programmkunstflug (in meinem Fall F3A-X) kann man so sicherlich ein
ganzes Stück weiter kommen. Die Teillastpassagen sind lang, ein ungünstiger Wirkungsgrad in diesen
Passagen könnte den Gesamt-Programm-Wirkungsgrad negativ beeinflussen.

Jetzt müsste man "nur" noch das entprechende Programm zerlegen, meinetwegen in horizontale, vertikale und
45° Zeitanteile und für diese Teile den Strom bestimmen und entsprechend Deiner Vorgehensweise die einzelnen Wirkungsgrade annähern. Entsprechend gewichtet (Zeitanteil, Strom) könnte man dann den Durchschnittswirkungsgrad für das Programm berechnen und danach den Antrieb auswählen.

Vielversprechende Sache.

Das Ganze bringt allerdings dann nichts mehr, wenn sich zeigen sollte, dass der bei Vollast bessere Antrieb auch im relevanten Teillastbereich der Bessere ist. Wie bei Deinem Beispiel. Außerdem hätte ich gedacht, dass der Wirkungsgradabfall bei Teillast größer ausfällt.

Gruß
Klaus

Perfekt analysiert.......

Perfekt analysiert.......

Hallo Klaus,

jooh, da hast Du alles richtig verstanden

Man könnte im Log die unrelevanten Ströme
wie Abwärtspassagen etc. ausblenden
und den Teillast - Durchschnittsstrom
als wichtigsten eta Punkt nehmen.
Wenn allerdings das Vollgas eta eh das wichtigste ist.?.?.?...

Gruß Andy Reisenauer

Teillast - Diagramm...

Teillast - Diagramm...

Hab das Thema nochmal aufgegriffen,
da ich immer wieder

,,fälschliche Falschaussagen''

zum Teillastbetrieb höre bzw. lese

Aktuell wollte ein Kunde ein Antriebsdiagramm,
um einen Antrieb auf die Teillastfähigkeit bei seiner Anwendung in
einem Scale-Modell zu überprüfen...
Das gibt immer laaange Erklärungen..

Nochmal zum Verstehen:

Wenn ich z.B. meinen F3A Antrieb mit RS 330.12.16 8pol mit Motor-Chief 6:1 nehme,
steht bei den Meßwerten unten links z.B. bei 22V ein Leerlaufstrom von 3,52 Amp.
Das ist richtig, ist ja ein gemessener Wert. Die Kurve steht dann bei eta Null.
Gehe ich mit einer 20x18 aber in Teillast genügen aber 3-4Amp. (60-90 Watt) zum Höhehalten
mit der knapp 4kg schweren Maschine.
Geht nur, weil in Teillast bei 3-4 Amp. noch deutlich über 50% am Prop ankommen.
So wie bei den Daten im gelben Feld weiter oben.
Die DC Kurven sind also für Teillast so nicht aussagefähig.

Die weiter oben stehenden Teillastwirkungsgrade die über den Propcalculator
nach den tatsächlichen Teillastwerten (Akkuspannung, Strom und Drehzahl)errechnet wurden,
habe ich jetzt zum besseren Verständnis mal in einer 2ten Kurve dargestellt:



Genau so, lassen sich auch die Teillastwirkungsgrad-Meßpunkte beim obigen Axi F3A
ins Feld eintragen und als Diagramm-Linie zeichnen.

Lieber Gruß
Andy Reisenauer

Hallo

Was mich persönlich stört, ist die Drehzahl in den schönen Kurven, die gehört da überhaubt nicht so hin.
Bei Teillast ist ja als aller erstes die Drehzahl runter, und der Laststrom natürlich auch.
Davon ist aber überhaubt nichts zu sehen, es ist immer auf voller Spannung betrieben.
Die Antriebe müssten mit gleichem Prop bei gleicher "reduzierter" Drehzahl verglichen werden, eben bei Teillast.
Da sollte doch alleine der Stromhunger schon eine klare Aussage machen richtung Eta !

Gruß Aloys.

Hallo Andy,

aus den Messungen geht nicht hervor, wie der Strom auf der DC-Seite gemessen wird. Das ist in Teillast noch etwas kniffliger, da der Strom hier kein glatter Gleichstrom mehr ist, sondern von erheblichen Wechselanteilen (PWM-Frequenz und Feldfrequenz) überlagert ist. Berücksichtigt man das nicht, ist der daraus errechnete Werte für ETA nicht mehr viel mit der Realität zu tun. Die Eingangs-ELKOs können den Strom-Ripple nicht glätten.

Wir haben dazu in 2007 mal eine Meßreihe gemacht www.SinusLeistungsSteller.de/P01.pdf in der wir den Unterschied zwischen I(mean) und I(trms) zeigen (4.1. Eingangsstrom). Der Unterschied ist beträchtlich.

Wollte das mal einwerfen, da das meist unter den Tisch gekehrt wird. Im Modellbaubereich habe ich das jedenfalls noch nie korrekt dargestellt gesehen...

Gruß,
Rolf
www.SinusLeistungsSteller.de

Hi Rolf,
ich kann Deine Aussage nur Unterschreiben ,das ist sehr kniffelig. Der Lehner Hans hat da auch etliche Messungen gemacht ,wir haben dazu den Steller an einem Regelbaren Netzteil höchster Güte betrieben und dann die ganzen Drehzahlen einmal im Durchgesteuerten zustand des Stellers bei eingestellter Netzteilspannung und dann mit der PWM des Stellers gemessen. Die DC Rechnungen sind eh schon nix genaues . Gerd die alte Frage ,die Welt bräuchte Aussagen.

Moin,
genau ... ich hab es aufgegeben hier "verlässliche Daten" zu nennen wie der DC NUR bei VOLLLAST fähig ist!
Das ist die Realität:


"1" - (Nullinie [20A/DIV]) Vollgastrom einer Phase - die anderen eben 120° versetzt dazu denken! Hier sind es im Mittel: +/-40Ap
"2" - (Nullinie [20A/DIV]) NT Strom zwischen Regler und Kondensatoren 68000µF/60V (wegen der 1m langen Ltg. vom NT - im Mittel: +40A).

... möchtet ihr mal Teillast sehen wenn die Vollgasrampen mit der PWM moduliert sind ...

Hallo

Hab da noch 2 Möglichkeiten die Eingangsleistung zu messen

1 . Zwischen den Steller mit der Elkobatterie und dem Netzgerät, kommt eine Luftspalltdrossel, die auch 50 A ab kann, um dem Versorgungsgleichstrom die Spannungsspitzen zu nehmen.

2 . Die Eingangsleistung des Netzgerätes als Maß zu nehmen. das kann vorher mit reinen Gleichstrombelastungen geeicht werden .
Zimlich weit daher geholt ich weiß .

Gruß Aloys.

Hallo Aloys,

klar kann man eine fette Drossel und ELKO-Batterie (bei Gerd 68.000µF!) in den Gleichstrompfad schalten, um den Wechselanteil platt zu machen, aber damit wird dann das ETA dieses (verbesserten?) Systems bestimmt. Hat also mit dem System von dem der Wirkungsgrad eigentlich bestimmt werden soll nichts mehr zu tun. ...oder möchtest Du die Drossel und die zusätzlichen ELKOs im Modell einbauen?

Das Gleiche erreicht man übrigens, wenn man den realen Strom zwischen Akku und Regler im Originalsystem mit einem Shunt mißt und das Meßsignal massiv mit RC-Filtern bearbeitet. Es blendet die Wechselanteile genau so aus und berücksichtigt die durch sie verursachten Verluste eben so wenig in der ETA-Berechnung. Der tatsächliche Wirkungsgrad ist wesentlich schlechter! Im Teillastberich in unserem oben verlinkten Messungen ist zwischen I(mean) und I(trms) ein Faktor von bis zu 1,4 festzustellen!

Es führt kein Weg daran vorbei, den Akkustrom als I(trms) (trms= "true root mean square") zu messen, um eine einigermaßen realistische Größe des Wirkungsgrads zu erhalten.

@Gerd:
Ja komm, stell doch mal die Teillast-Ströme hier ein. Das könnte einige hier vom Hocker hauen!

Gruß,
Rolf
www.SinusLeistungsSteller.de

Teillastströme.........

Teillastströme.........

Macht es doch nicht so kompliziert..

Die zwischen Akku und Regler gemessenen Ströme bei
Teillast sind richtig.

Aufbau für Teillastversuch:

Peggy Pepper 2524-2410 KV mit YGE 120 LV aktiven Freilauf
extra deaktiviert.
Prop 5,25x6,25 APC.
Akku 1,5Jahre alter SLS APL 2200 45C der seit 6 Monaten ungenutzt lag.
Akku auf 4,2V/Zelle geladen.
Tabelle 1 am Anfang mal voll durchgeschaltet.
Teillast meist so auf 10 Amp. gehalten.
Gegen Schluß auch mal runter auf 0,4Amp.
Sogar da bringt der Motor noch ein eta von ca. 35%













Der Strom wurde richtig angezeigt und
korrekt summiert wie die Zeit und die
entnommene Kapazität klar beweisen.

Aber das hätte doch jedem klar sein sollen...
Viele fliegen ja längst nach im Rückkanal angezeigter Kapazitätsentnahme.
Wenn die nicht stimmen würde....

Lieber Gruß
Andy Reisenauer

Teillast

Teillast

Als der von Andy angesprochene 'Kunde' freue ich mich, als Laie eine fachmännische Diskussion angeregt zu haben. Was Rolfs Einwände angeht: Hat nicht Aloys mit seinem Vorschlag 2 einen Weg gewiesen? Alternativ könnte man auch bei einem Akku die entnommene Energiemengen per Nachladen annäherungweise bestimmen. An Andy hätte ich noch die Bitte, eine Messung einmal mit und einmal ohne 'aktivem Freilauf' zu dokumentieren, was bei den YGEs ja problemlos geht.

Klaus

Mein Postkasten

Mein Postkasten

Ich hätte nicht gedacht das auch meiner mal voll würde.
Also jetzt müste es gehen .

Gruß Aloys.

Hallo Andy,

ich will Deine Messungen nicht als falsch darstellen. Für den Modellbau sind sie wohl ausreichend genau und zweckmäßig ... Ich will nur den Blick dafür öffnen, wo Ungenauigkeiten auftreten und wie man es noch genauer machen könnte. Also bitte nicht angep***t fühlen!

... fest steht:
1. Die überlagerten Wechselanteile erzeugen zusätzliche Verluste im Akku, in Zuleitungen, ELKOs, etc., die nicht erfaßt werden.
2. Diese nicht erfaßten Verluste führen zu einer ungenauen Bestimmung des Wirkungsgrads.
3. In Teillast erhöht sich Wechselanteile und die Genauigkeit der ETA-Bestimmung vergrößert sich noch mehr.
4. Der Wirkungsgrad wird somit idR zu groß und zu gut ermittelt.

Alle Messungen und alle daraus abgeleiteten Größen sind nur so genau, wie das ungenaueste eingesetzte Meßgerät. Wenn mehrer Meßgeräte eingesetzt werden, so können sich die Fehler der einzelnen Meßgeräte schlimmstenfalls addieren http://de.wikipedia.org/wiki/Fehlerfortpflanzung Bitte unterzieh Deine Meßgeräte einer kritischen und ehrlichen Überprüfung hinsichtlich ihrer Genauigkeit (ich meine damit nicht die Anzahl der angezeigten Nachkommastellen!) und schätze die erzielbare Genauigkeit für eine ETA-Bestimmung ab. Ich denkte, es wird sich bestcase(!) bei +/-10% ausgehen.

Die ungenaue Messung des Stroms ist nur eine "Baustelle". Einen weiteren Ansatzpunkt sehe ich in der Verwendung eines Propellers als "geeichtes Meßnormal". Ein Propeller verhält sich über Drehzahl nicht so ideal wie erwartet, da er unter Last zu Verwindung neigt und dadurch seine Kennwerte etwas verändert. Von Einflüssen unterschiedlicher Temperatur und Druck des beförderten Mediums (Luft) ganz zu schweigen (Vergleichbarkeit von Messungen an unterschiedlichen Tagen???)
Genauer wäre die Messung des Drehmoments auf der mechanischen Seite, damit man die abgegebene mechanische Leistung direkt ins Verhältnis zur zugeführten elektrische Leistung setzen kann (->eta).


Nochmal:
Ich will hier niemanden kritisieren! Ich möchte nur Wege aufweisen, wie die Meßmethode verbessert werden kann und genauere Ergebnisse erzielbar werden. Dabei ist mir natürlich klar, daß die wenigsten hier entsprechende Meßmittel zur Verfügung haben. ... ich bin ja schon zufrieden, wenn ich nur etwas Bewußsein dafür geschaffen habe, daß jedes Meßergebnis mit einer gewissen Unsicherheit/Ungenauigkeit behaftet ist und streng genommen immer eine Toleranz (+/-X%) zu einem Meßergebnis dazugehört und man nicht jeder Angabe mit x Nachkommastellen blind vertrauen sollte (denn oft sind schon die Zahlen vor dem Komma unsicher!)

Gruß,
Rolf
www.SinusLeistungsSteller.de

P.S.
Aloys´ Punkt 2.
Ein Netzteil hat auch einen Wirkungsgrad. Wie groß ist der? Ist der bei allen Lastpunkten gleich?
... also nur eine zusätzliche Größe, die berücksichtigt werden muß (aber eigentlich nicht bekannt ist) und das Ergebnis zusätzlich "unscharf" werden läßt.

RoGerZ schrieb:

@Gerd:
Ja komm, stell doch mal die Teillast-Ströme hier ein. Das könnte einige hier vom Hocker hauen!
Gruß,Rolf
www.SinusLeistungsSteller.de

Zum Vergrößern anklicken....

... jou - gleiche Bedingungen wie oben - hier auf 50% des Gasweges gestellt:

Hallöchen

Ja sehr schön sieht man die Stromschwankungen, selbst im Nulldurchgang der Phase.
Da ziehen sich die andern beiden den Stom rein .
Aber ich denke es geht garnicht darum, welches Bauteil im gesammten Verbund, wie viele Prozente schluckt, sondern das GESAMMT ETA !!!
Das ist es was zählt, und nichts anders.
Da braucht es keine super Messgeräte, wir brauchen nur Eingang Elektrisch, und Ausgang Mechanisch .
Und das die Strommessung meist effektiefe, gemittelte Werte sind, ist doch bekannt oder?
Es geht ja nur darum, das bei Leistungsreduzierung duch Teillast, der getaktete Strom unser Freund ist, und keine Leistung wegschmeist, wie manchmal vermutet wird, sondern durch Selbstinduktion und effektiefe Ströme, den Wirkungsgrad bei Laune hält.

(Ich hab in meinen Messreihen leider keine präsentierbaren Daten gefunden, müsste das extra mal messen!).

Gruß Aloys.

FamZim schrieb:

...
Und das die Strommessung meist effektiefe, gemittelte Werte sind, ist doch bekannt oder?
Es geht ja nur darum, das bei Leistungsreduzierung duch Teillast, der getaktete Strom unser Freund ist, und keine Leistung wegschmeist, wie manchmal vermutet wird, sondern durch Selbstinduktion und effektiefe Ströme, den Wirkungsgrad bei Laune hält.
Gruß Aloys.

Zum Vergrößern anklicken....

Hallo Aloys,

Du kennst den Unterschied zwischen effektiv und gemittelt?
Denn genau das ist doch der springende Punkt: der Effektivwert eines getakteten Stroms (DC mit überlagerten AC-Anteilen) ist höher als sein gemittelter Wert!

Gruß,
Rolf
www.SinusLeistungsSteller.de

notorisches rumnörgeln.....

notorisches rumnörgeln.....

Hallo Rolf,

das Thema Teillast-Ströme ist für mich erledigt.
Am Ende der Tabelle von Beitrag 6 sieht man in Spalte 10
eine Kapazitätsentname von 2030 mA.
Bei einem 2200er der 1,5 Jahre alt, noch knapp 2100-2150 haben dürfte,
also eine absolut plausible Entladetiefe von 95%.

Für Themen wie:
Unterschied von effektiv und gemittelt.
Meßgeräte-Ungenauigkeiten.
Anzweifeln von Eta Berechnungen
mach bitte einen eigenen Thread auf.

Natürlich frage ich mich,
warum hier einer nur rumnörgelt und alles in Frage stellt?

Eine Erklärung könnte sein,
dass Dir die überraschende Teillastfähigkeit getakter Regler,
die sogar bei einem Bruchteil des Leerlaufstrom noch Antriebsleistungen generieren,
absolut nicht in den Kram paßt.
Schließlich wollt Ihr teure Sinusregler verkaufen.

Wenn Du meinst dass alle in Teillast gemessenen Stöme falsch sind,
da geh doch in alle Hubi-Foren und erkläre denen, wie falsch ihre Messungen und Log's sind.
Die fliegen nämlich fast alle mit Regleröffnung 70-85%.
Hab noch nie gehört, dass diese Stromwerte angezweifelt werden.
Wird aber wohl niemand interressieren..


Wenn Du zur Abwechslung mal was kontruktives tun willst,
dann kannst Du mir ja einen Sinus-Test-Regler für Teillastvergleiche schicken.
Wäre sicher für alle hier sehr interessant.
Oder ist ein Vergleich gar nicht gewünscht ???
Bei Volllast, also Durchgeschaltet sollen sie ja schlechter sein......

Aloys hat es richtig auf den Punkt gebracht:
Was zählt ist nur Eingang elektrisch und Ausgang mechanisch.

Wenn mir übrigends irgendjemand solche Messungen abnehmen will,
weil er glaubt, er kann das besser, dann nur zu!

Mein Zeitaufwand für Messungen in Teillast ist sehr hoch:

Um Serienstreuung auszuschließen, wird ein Motor auf dem
magnetisch gebremsten Prüfstand dafür neu vermessen.
(Wiederholgenauigkeit bei ca. 0,5%)
Anschließen werden die N100W Werte für den Prop bei der momentanen Luftdichte
ermittelt.
Die im DC eingegebenen Werte müssen dann im Ergebniss die gleichen
Strom und Drehzahlwerte bringen wie die direkte Vergleichsmessung am Prop.
Danach kommen erst die Teillastmessungen.
Ein halber Tag ist da schnell weg...

Irgendwelche Werte aus dem DC in den Propcalculator legen funktioniert nicht,
da die ausgewiesenen Werte zu große Abweichungen haben.

Interessieren würde mich noch:
Teillast Eta im Vergleich mit aktivem Freilauf.
Teillast Eta vom Motor in Überlast gegenüber gleichem Motor im optimalen Betriebspunkt.

Also wenns jemand anders machen will,
herzlich gerne..

Lieber Gruß
Andy Reisenauer