Maximale Ströme berechnen?

Fly_ · 2. Dezember 2012

Ich suche einen Motor der bei möglichst geringen Gewicht mit 6s und ca 600kv bei guter kühlung dauerhaft um die 100A schluckt.
ich weiß mehr zellen wären klüger aber die voraussetzungen stehen bereits...

am nächsten kommt der Scorpion S 4020/10
SpecificationsStator Diameter 40.0 mm (1.575 in)
Stator Thickness 20.0 mm (0.787 in)
No. of Stator Arms 12
Magnet Poles 14
Motor Wind 10 Turn Delta
Motor Wire 25-Strand 0.25mm
Motor Kv 630 RPM / Volt
No-Load Current (Io) @ 10 v 1.6 Amps
Motor Resistance (Rm) 0.016 Ohms
Max Continuous Current 95 Amps
Max Continuous Power 1500 Watts

Max Zellen sind mit 5S angegeben, wüsste aber nicht warum der nicht auch mit 6S laufen sollte...

was mich allerdings verwirrt ist der Vergleich mit den Angaben zu identischen Motoren mit unterschiedlicher windungszahl:

No. of Stator Arms 12
Magnet Poles 14
Motor Wind 8 Turn Delta
Motor Wire 29-Strand 0.25mm
Motor Kv 790 RPM / Volt
No-Load Current (Io) @ 10 v 1.92 Amps
Motor Resistance (Rm) 0.011 Ohms
Max Continuous Current 80 Amps
Max Continuous Power 1400 Watts

Da dieser Motor die dickere windung besitzt müsste er theoretisch auch mehr strom abkönnen? ist auch die anzahl der windungen/gesamtlänge des Drahtes) entscheidend?

Insofern frage ich mich inwieweit man die 95A vom obigen Motor vertrauen kann zumal dieser Wert von allen vergleichbaren Motoren etwas aus der Reihe springt.

alternative Motorvorschläge auch willkommen

Danke

Behemoth · 2. Dezember 2012

Hi Fly,

Es gibt keine Formeln um den Strom zu berechnen , den ein Motor ab kann.
Das kann man allenfalls mit vergleichswerten am Rechner simulieren, aber auch dann sind es nur Nährungswerte.
Abhängige Faktoren sind zum beispiel die Kühlung der Wicklung, der "Wärmestau" , etcetc....

Das was dir den Motor hin macht, ist entweder eine Entmagnetisierung der Magnete oder das Schmelzen Des Lackes vom Draht.
In Scorpionmotoren sind N50EH eingebaut, die laut Scorpion bis 200°C aushalten. Ich vermute eher dass die mit der Entmagnetisierung schon bei 150°C anfangen. Der Draht ist mit 180 °C gelistet.
Das heißt solange du unter diesen Temperaturen bleibst bist du auf der sicheren Seite.
Und ob du die überschreitest kommt immer auf deine Flugweise an. Schau dir nen Hotti an, die lassen vllt nur 3 Sekunden das Gaß stehen, haben aber Ströme von 300 A .... Andere Motoren werden schon bei 50 A im Dauerbetrieb zu heiß ...
Wenn du jetzt nicht dauervollgaß fliegst, dann kannst du auch schonmal 130 A über nen HK4020 jagen.
Aber am besten ist immernoch messen. Flieg mit einer geregelten vollgaßzeit, lande dann, und dann misst du die Themperatur. Meinetwegen auch per Hand..... Ab 50 °C wirds unangenehm ;-)

Zu 6s, du kannst den HK4020 auch mit 12s betreiben, solange die Last im rahmen bleibt. Du musst halt aufpassen, dass die Drehzahl mit der Last nicht über einen gewissen maximal Strom kommt. Je mehr Zellen, umso kleiner muss die Luftschraube werden.

Grüße

Andrej

Fly_ · 2. Dezember 2012

hmm, Danke

also bleibt wohl nix anderes als auf die Herstellerangaben zu vertrauen, allerdings werd ich daraus nach wie vor nicht wirklich schlau.

Dort finde ich nahezu baugleiche Motoren wo einige für 6S und andere für 12S freigegeben sind. Bei hohen kv zahlen ist ein oberlimit noch verständlich aber sonst habe ich keinen schimmer was einen 6S und was einen 12S motor auszeichnet.

Kann man allgemeine aussagen treffen wie sich die maximalen ströme abhängig zur Zellenzahl verhalten?
also ob man bei angegebenen 12s 70A bei weniger S auch höhere Ströme fahren kann?

Auch inwieweit die Statorgröße mit Drehzahle/Drehmoment zusammenhängt fände ich interessant.

Danke für die Antworten Bernd

robi · 2. Dezember 2012

Behemoth schrieb:
Zu 6s, du kannst den HK4020 auch mit 12s betreiben, solange die Last im rahmen bleibt.

Kann ich nicht so ganz glauben: das wären dann bei vollen Akku knapp 32.000 U/min, statt nominal bei 5S knapp 12.000 U/min. Kann mir nicht vorstellen, dass das der Motor lange mitmacht.

robi

robi · 2. Dezember 2012

Fly_ schrieb:
hmm, Danke

also bleibt wohl nix anderes als auf die Herstellerangaben zu vertrauen, allerdings werd ich daraus nach wie vor nicht wirklich schlau.

Dort finde ich nahezu baugleiche Motoren wo einige für 6S und andere für 12S freigegeben sind. Bei hohen kv zahlen ist ein oberlimit noch verständlich aber sonst habe ich keinen schimmer was einen 6S und was einen 12S motor auszeichnet.

Kann man allgemeine aussagen treffen wie sich die maximalen ströme abhängig zur Zellenzahl verhalten?
also ob man bei angegebenen 12s 70A bei weniger S auch höhere Ströme fahren kann?

Auch inwieweit die Statorgröße mit Drehzahle/Drehmoment zusammenhängt fände ich interessant.

Danke für die Antworten Bernd

Wieso willst du eigentlich so extrem von den Herstellenangaben abweichen?
Klar, vieles ist möglich und die Motoren machen mehr mit, als man denkt.
Aber irgendwann ist halt Schluss und dann ist die Maschine eben kaputt.

Die angelegte Spannung z.Bsp. bestimmt deine Drehzahl.
Die Zentrifugalkraft, die auf die rotierenden Teile wirkt steigt im Quadrat mit der Drehzahl.

Bei extremer Überdrehzahl (12S statt nominal 6S) entstehen somit Kräfte, für die der Motor,
Lagerung, Rotor, etc. u.U. gar nicht ausgelegt ist.

robi

P.S. evtl. rückst du mal mit der Sprache raus, was du genau vorhast. Dann kann man evtl. besser helfen.
Allein deine Anfangsaussage "suche einen Motor der 100 A schluckt" verwirrt mich.
Normalerweise habe ich einen (geschätzten) Leistungsbedarf in Watt und dann schaue ich, wie ich das möglicht effizient umgesetzt bekomme.
Oder, wenn es sich um ein Flugzeug handelt, habe ich ein Vorgabe bzgl. Steigen oder Fluggeschwindigkeit, etc.
Dann fängt die Ausslegung aber bei der Luftschraube an.
Also, raus mit der Sprache

Behemoth · 2. Dezember 2012

robi schrieb:
Kann ich nicht so ganz glauben: das wären dann bei vollen Akku knapp 32.000 U/min, statt nominal bei 5S knapp 12.000 U/min. Kann mir nicht vorstellen, dass das der Motor lange mitmacht.

robi

Dem Motor ist es Egal, ob er nun mit 6s oder mit 12s betrieben wird.

Das einzige was Grenzen setzen könnte wären die Lager. Aber die halten das locker aus. Da kommt es wieder drauf an was du willst. Lange Laufzeiten werden da nicht drin sein, ganz klar, aber bei kurzen Laufzeiten halten das die Lager gut aus. ( Stichwort Reibung und Hitzeentwicklung)

Zentrifugalkraft ist die Kraft, die Rotierende Körper nach außen zieht. Diese wirkt aber nicht als Belastung auf ein Bauteil, sondern die Zentripetalkraft. Sie ist der Zentrifugalkraft entgegengerichtet, und du kannst sie dir so vorstellen, das ist diejenige Kraft, die der Körper aufbringen muss um sich nicht zu deformieren.

Gehen wir das ganze mal logisch an. Die Zentripetalkraft ist an jedem punkt der Glocke gleich, das heißt du hast eine konstante Kraftverteilung über den Ring. ein Ring, auf den eine konstante Flächenlast einwirkt, der der hällt quasi eine unendliche Lastgröße aus. Also hier kann schonmal nix passieren.

Dann gibts da noch die Magnete. Da es sich aber um AL handelt, werden die einfach nur noch mehr in die Glocke gedrückt , und können sich also nicht bewegen.

Das einzige was Problematisch wird, sind Biegemomente , die bei gerissenen Kunstflugfiguren auf die Welle wirken. Da tritt dann ein höchst komplexer Spanungszustand in der Welle auf, den du nicht mehr so einfach beschreiben kannst. Und das wird dann der Welle auch zu komplex, und sie bricht möglicherweise

100A halten wohl beide Motoren aus, wenn du sie nicht unbedingt ne halbe Stunde mit Dauuervollgaß quählen willst.

Aber wie robi schon sagte, ohne einen genauen Einsatzzweck ist das hier nur Spickern ...

Grüße

Andrej

Fly_ · 2. Dezember 2012

robi schrieb:
Also, raus mit der Sprache

Ganz einfach, Regler, Flugzeug und Akkus sind schon vorgegeben/gekauft, nun suche ich nach einem Weg das Modell(gut verstärkter 1,5m FPV Nurflügel) maximal zu motorisieren.

Ich habe zwar schon einen Motor bestellt: Turnigy 3025-850kv 1300w

Allerdings würde ich gern noch etwas mit der Drehzahl(lautstärke) runtergehen und die 125A die meine 5A 25C Lipos liefern, auch möglichst zur gänze ausnutzen.
Das gewicht ist dabei ein wichtiger faktor, da ich vermutlich selbst bei den 304g nicht mehr ohne zusätzlichen ballast auskommen werde, um den Schwerpunkt zu erreichen.

Habe mich natürlich schon ausführlich mit Drivecalc und sonstiger theorie beschäftigt, da auch die maximale Luftschraubengröße begrenzt ist haben sich zwischen 600 und 700kv als ideal herausgestellt.

Was luftschrauben betrifft werde ich um ein wenig probieren wohl sowieso nicht herumkommen um das optimum zu finden, allerdings will zuerst mal der optimale Motor gefunden werden

MfG Bernd

Behemoth · 2. Dezember 2012

Warum willst du dir die Flugzeit durch so hohe Ströme kaputt machen?
Grade beim FPV will man doch so lange wie möglich fliegen...

Ich würde das Setup eher so auslegen dass der Nuri rasch steigen kann, aber nicht unbedingt Hotliner senkrecht gehen muss

Wie groß darf den die Luftschraube maximal sein? Wie viel wiegt der Nuri ca flugfertig?

Grüße

Andrej

Fly_ · 2. Dezember 2012

naja ich denk mir mit wenig gas kann man immernoch fliegen^^ mir ist natürlich klar dass ich dann keine Stunde Flugzeit mehr erreichen werde, alternativ kann ich dann immernoch den kleinen Motor mit den 2 3S lipos parallel geschaltet fliegen.

Der Rohbau ist soweit fertig, mit den zahlreichen gfk verstärkungen komme ich auf 1,2kg ohne elektronik, die lipos wiegen 700g , sollte also gesamt unter 2,5kg bleiben können, was auch in etwa das angedachte limit war um unter 50g/dm bleiben zu können.

ein strenges limit gibts bei der Luftschraube nicht, allerdings muss man bei zunehmender größe den Ausschnitt hinten immer weiter vergrößern, Standard sind ca 11 zoll Schrauben, bis jetzt waren max 14 zoll angedacht.

Wobei ich mir noch unsicher bin ist die pitchgeschwindigkeit, hab bis jetzt kein Modell mit einer Vergleichbaren motirisierung gefunden und kann deswegen auch nur schwer den topspeed einschätzen, es ist ein relativ langsames Profil mit 4,5 cm dicke:
http://a2-modellbau.de.dd27512.kass...id=13&XTCsid=c6f555570615bcd65a9c47698d44412f

mir ist klar dass das kein speedmodell ist, das ding ist jetzt allerdings steif wie ein Brett und ich bin zuversichtlich dass er 2kw Leistung verträgt.

Die Wunschvorstellung hinter dem Ganzen ist halt mit 200kmh in fpv ansicht knapp über den Boden heizen

Behemoth · 2. Dezember 2012

Für 200 km/h hast du den ganz falschen Flieger ^^
Zu dickes und zu langsames Profil.
Wenn du permanent in Teillast fliegst, könnte es dir deinen Regler grillen ^^
Also, wie wäre es mit einer 12x7, bei dem 4020 790 an 6s , da biste bei 95-100 A .
Solang der Motor gut gekühlt ist, und du nicht dauervollgaß fliegst ist alles in bester ordnung, und wenn ich mich nicht Irre sollte dein Nuri damit sogar senkrecht gehen ^^ Damit haste mehr als das Doppelte an Schub, was du an Gewicht hast.

Grüße

Andrej

Fly_ · 2. Dezember 2012

Denke eine 12x7 wäre in etwa so als wenn man nur in den 3. Gang schalten könnte^^

Habe aus diversen quellen dass der Nuri mit 3S und 40A ohne anstechen über 100 schafft, mit der 4 fachen Leistung sollten dann doch etwas mehr als 150 drinnen sein

angeblich doppelte geschwindigkeit achtfache Leistung...

Teillast problematik ist mir bewusst, 0-70 oder 100%... der Regler hat mit 190A auch ausreichend Reserven(wenn auch China Ware)

Erstmal Danke für die Antworten, hoffe dass alle Lieferungen noch diese Woche eintrudeln, dann wird erstmal fleißig getestet

etwas angst habe ich nur davon:
http://www.youtube.com/watch?v=0tPfxe3cLuA

Man bedenke aber die rießen Akkubox genau in der mitte und nur ein Standardholm...

Behemoth · 3. Dezember 2012

Hätte der Typ seine Akkus besser befestigt wäre das nicht passiert ^^

Warum nimmst du nicht dem sein Setup ? Der kommt ja offenbar auf 200 km/h ^^

Grüße

Andrej

Fly_ · 3. Dezember 2012

bezüglich topspeed abschätzung kam mir die eingebung gerade auch^^

allerdings sollte meiner ja mit wesentlich niedriger drehzahl laufen und natürlich noch mehr power haben

ich glaub übrigens nicht dass der flügel in der mitte geknickt ist weil die akkus nicht fest genug drinnen waren...

wenn auch OT, hier ein ähnlich "unterhaltsames" video jedoch kaum vergleichbar, 3m spannweite, ab 4:55
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=4H3cKI7mtJQ

Behemoth · 3. Dezember 2012

Achso, ich dachte ihm hats einfach nur die Akkus raus gehaut. Und ist dann abgestürzt.
Aber so wies aussieht fangen die Nuris bei höheren Geschwindigkeiten das Flattern an ^^
Dann solltest du dir überlegen, ob es so sinnvoll ist mit DEM Flieger auf 200 km/h kommen zu wollen ^^

Jaja, noch mehr Leistung ... ^^ Das wollen sie alle ^^

Vielleicht wäre da eine RASA Luftschraube was für dich , ich glaub es war 8X7, und mit verdrehtem Mittelstück kommst du auf 8x10 ^^ Genaueres stand mal im Dogfighter Thread. Dann bräuchstest du aber einen Motor mit um die 1000-1100 u/V ^^
Da kommste auf Pitchspeed um die 300 km/h, und Schub 2,4 kg . Würde passen.

Grüße

Andrej

FamZim · 3. Dezember 2012

Moin

Na bei DER Motorbefestigung, so weit abstehend am Spannt ?
Wenn da die Flächen flattern, bricht der raus und schmeißt auch mit den Akkus

denke ich .

Gruß Aloys.

robi · 3. Dezember 2012

Behemoth schrieb:
Dem Motor ist es Egal, ob er nun mit 6s oder mit 12s betrieben wird.

Das einzige was Grenzen setzen könnte wären die Lager. Aber die halten das locker aus. Da kommt es wieder drauf an was du willst. Lange Laufzeiten werden da nicht drin sein, ganz klar, aber bei kurzen Laufzeiten halten das die Lager gut aus. ( Stichwort Reibung und Hitzeentwicklung)

Zentrifugalkraft ist die Kraft, die Rotierende Körper nach außen zieht. Diese wirkt aber nicht als Belastung auf ein Bauteil, sondern die Zentripetalkraft. Sie ist der Zentrifugalkraft entgegengerichtet, und du kannst sie dir so vorstellen, das ist diejenige Kraft, die der Körper aufbringen muss um sich nicht zu deformieren.

Gehen wir das ganze mal logisch an. Die Zentripetalkraft ist an jedem punkt der Glocke gleich, das heißt du hast eine konstante Kraftverteilung über den Ring. ein Ring, auf den eine konstante Flächenlast einwirkt, der der hällt quasi eine unendliche Lastgröße aus. Also hier kann schonmal nix passieren.

Dann gibts da noch die Magnete. Da es sich aber um AL handelt, werden die einfach nur noch mehr in die Glocke gedrückt , und können sich also nicht bewegen.

Das einzige was Problematisch wird, sind Biegemomente , die bei gerissenen Kunstflugfiguren auf die Welle wirken. Da tritt dann ein höchst komplexer Spanungszustand in der Welle auf, den du nicht mehr so einfach beschreiben kannst. Und das wird dann der Welle auch zu komplex, und sie bricht möglicherweise

100A halten wohl beide Motoren aus, wenn du sie nicht unbedingt ne halbe Stunde mit Dauuervollgaß quählen willst.

Aber wie robi schon sagte, ohne einen genauen Einsatzzweck ist das hier nur Spickern ...

Grüße

Andrej

Andrej

bei all der Richtigkeit deiner Ausführungen bitte nicht vergessen, dass jede kleinste Unwucht (und die gibt es immer),
umso mehr Kräfte bewirkt, je höher die Drehzahl ist.
Und nochmal: diese Kräfte steigen im Quadrat mit der Drehzahl. Somit macht das einen gehörigen Unterschied aus, ob 6S oder 12S.
In der Regel werden Motoren auf ihre Betriebsdrehzahl hin ausgewuchtet und laufen somit hier "optimal" rund.
Verdoppelt sich diese Betriebsdrehzahl, ist der Motor auch nicht mehr optimal gewuchtet und es treten hohe Kräfte an Lagern und der Welle auf,
die dazu führen werden, dass der Motor vorzeigt verreckt.

Gruß
robi

Behemoth · 3. Dezember 2012

robi schrieb:
Andrej

bei all der Richtigkeit deiner Ausführungen bitte nicht vergessen, dass jede kleinste Unwucht (und die gibt es immer),
umso mehr Kräfte bewirkt, je höher die Drehzahl ist.
Und nochmal: diese Kräfte steigen im Quadrat mit der Drehzahl. Somit macht das einen gehörigen Unterschied aus, ob 6S oder 12S.
In der Regel werden Motoren auf ihre Betriebsdrehzahl hin ausgewuchtet und laufen somit hier "optimal" rund.
Verdoppelt sich diese Betriebsdrehzahl, ist der Motor auch nicht mehr optimal gewuchtet und es treten hohe Kräfte an Lagern und der Welle auf,
die dazu führen werden, dass der Motor vorzeigt verreckt.

Gruß
robi

Stimmt , robi das hab ich nicht bedacht.
Fz = m*r*w^2 = m*r*(2PI()*n/60)^2 Um das Übel mal beim Namen zu nennen

In der Praxis hat sich aber schon gezeigt, dass es dann doch nicht so dramatisch ist. Solange alles Statisch und überhaupt mal Dynamisch gewuchtet ist, sehe ich da garkeine Probleme .
Die Lager sollte man eh nicht solange benutzen, bis der Motor irgendwannmal Rauchzeichen von sich gibt, oder die Lager verrecken.
Nach einer gewissen Laufzeit sollten die Lager ersetzt werden. ( Nach einer Saison in der Regel)
Was die Welle angeht, die könnte in der Tat zu einem Problem werden, aber bei nem 4020 haste ne 8mm Welle, die dürfte das wohl eher nicht jucken. ( An ne M8 Schraube kannste über ne Tonne aufhängen ....)
Ich könnte es dir genau ausrechnen, sowas machen wir bei uns in Festigkeitslehre ^^ Aber grade bin ich viel zu sehr mit Klausurenvorbereitung beschäftigt ^^

Grüße

Andrej

robi · 3. Dezember 2012

Behemoth schrieb:
Stimmt , robi das hab ich nicht bedacht.
Fz = m*r*w^2 = m*r*(2PI()*n/60)^2 Um das Übel mal beim Namen zu nennen
In der Praxis hat sich aber schon gezeigt, dass es dann doch nicht so dramatisch ist. Solange alles Statisch und überhaupt mal Dynamisch gewuchtet ist, sehe ich da garkeine Probleme .
Die Lager sollte man eh nicht solange benutzen, bis der Motor irgendwannmal Rauchzeichen von sich gibt, oder die Lager verrecken.
Nach einer gewissen Laufzeit sollten die Lager ersetzt werden. ( Nach einer Saison in der Regel)
Was die Welle angeht, die könnte in der Tat zu einem Problem werden, aber bei nem 4020 haste ne 8mm Welle, die dürfte das wohl eher nicht jucken. ( An ne M8 Schraube kannste über ne Tonne aufhängen ....)
Ich könnte es dir genau ausrechnen, sowas machen wir bei uns in Festigkeitslehre ^^ Aber grade bin ich viel zu sehr mit Klausurenvorbereitung beschäftigt ^^

Grüße

Andrej

Na dann lern mal schön.
Ich habe mich auch mal vor über 20 Jahren durch ein Maschinenbaustudium gequält

Leider vergißt mal so vieles wieder.
Gruß und viel Erfolg
robi

Behemoth · 3. Dezember 2012

robi schrieb:
Na dann lern mal schön.
Ich habe mich auch mal vor über 20 Jahren durch ein Maschinenbaustudium gequält
Leider vergißt mal so vieles wieder.
Gruß und viel Erfolg
robi

Danke

Ja, das habe ich mir gedacht, dass du auch was in die Richtung machst bzw studiert hast

Klar vergisst man einiges, was man dann im Job braucht ist ja nur ein Bruchteil, von dem was man im Studium lernt

Trotzdem , je mehr man kann, umso wertvoller ist man für jede Firma, vor allem wenn man sich selbstständig machen will

So und jetzt kehren wir mal schön zum Thema zurück ^^ OT aus

Grüße

Andrej

Maximale Ströme berechnen?

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