Spezifische Drehzahl einer E-Motors

Mefra

User
Hallo zusammen,

ich habe eine Frage zur oft angegebenen spezifischen Drehzahl eines E-Motors.

Ein Motor weist eine spezifischen Drehzahl von x auf. Diese wird mit der Spannung multipliziert und ergibt eine bestimmte Drehzahl.
Z.B.:
spezifischen Drehzahl = 200, Spannung = 20 V => spezifischen Drehzahl 4.000 u/min.

Die Last die auf den Motor wirkt (Luftschraube) beeinflusst die spezifischen Drehzahl nur im geringen Maße, da der E-Motor physikalisch bestrebt ist diese spezifischen Drehzahl zu halten => unter Zunahme des Stromes (A).
D.h. der Motor wird versuchen die spezifischen Drehzahl zu halten, "zieht" aber bei steigender Last (durch Luftschraubendurchmesser und -Steigung ) mehr Strom.

Kann man die spezifischen Drehzahl so (trivial) definieren?

Vielen Dank für Eure Hilfe :)
 

GC

User
Hallo zusammen,

ich habe eine Frage zur oft angegebenen spezifischen Drehzahl eines E-Motors.

Ein Motor weist eine spezifischen Drehzahl von x auf. Diese wird mit der Spannung multipliziert und ergibt eine bestimmte Drehzahl.
Z.B.:
spezifischen Drehzahl = 200, Spannung = 20 V => spezifischen Drehzahl 4.000 u/min.

Die Last die auf den Motor wirkt (Luftschraube) beeinflusst die spezifischen Drehzahl nur im geringen Maße, da der E-Motor physikalisch bestrebt ist diese spezifischen Drehzahl zu halten => unter Zunahme des Stromes (A).
D.h. der Motor wird versuchen die spezifischen Drehzahl zu halten, "zieht" aber bei steigender Last (durch Luftschraubendurchmesser und -Steigung ) mehr Strom.

Kann man die spezifischen Drehzahl so (trivial) definieren?

Vielen Dank für Eure Hilfe :)

Den ersten Teil würde ich fast sofort unterschreiben, jedoch sind die 4000U/min keine spezische sondern die Drehzahl bei der Spannung 20V.

Aber unter Last sinkt in der Tat die Drehzahl ab. Wie stark sie absinkt, wird als der Steifigkeit des Motor bezeichnet. Hier spielt der
Ohm´sche Widerstand auch eine nicht unwesentliche Rolle. Je geringer, umso "leichter" kann der Motor mehr Strom "ziehen" und die Drehzahl sinkt nicht so stark ab. Aber auch der Abstand Stator zu Rotor sollte möglichst klein sein und das kommt ebenfalls dem Wirkungsgrad zu Gute.
 

FamZim

User
Spezifische Drehzahl hin und her

Die Braucht man um einen Antrieb zu kalkulieren .
Die Grenze für Beriebsspannung und Drehzahl setzt allein der Steller und seine max Schaltfrequenz.
Ein 14 poler kann mit einem guten Steller bis ~ 32 000 U/min betrieben werden.
Der Betriebszustand , ob mit oder ohne Last,ist da nicht so maßgebend.
Durch Temperatureinflüsse am Steller ist das aber nicht ratsam, da bleibt man besser drunter.

Soll ein Antreib zb unter Last noch 10 000 U/min drehen, muß der Motor etwa 20 % höher ausgelegt sein. ( 12 000 U/min Lehrlauf).
Bei 20 V dann 600 kv haben.
Bei 40 V dann 300 kv und so weiter.

Motore sucht man nach Dauerstrom und gewünschter Betriebsspannung für eine Zieldrehzahl aus.

Ich hab mal gehört oder gelesen gehört zu Märchen aus 2001 Nacht ;)

Gruß Aloys.

Ist alles nicht böse gemeint, es dient nur der Erklärung.
 

Mefra

User
Ja, danke, das ist das was ich suche:

Ich möchte einen Antrieb kalkulieren.

Drehzahl unter Last = spez. Drehzahl + ca. 20 %, stimmt das so????


Spezifische Drehzahl hin und her

Die Braucht man um einen Antrieb zu kalkulieren .

Soll ein Antreib zb unter Last noch 10 000 U/min drehen, muß der Motor etwa 20 % höher ausgelegt sein. ( 12 000 U/min Lehrlauf).
Bei 20 V dann 600 kv haben.
Bei 40 V dann 300 kv und so weiter.

Motore sucht man nach Dauerstrom und gewünschter Betriebsspannung für eine Zieldrehzahl aus.
.....QUOTE]
 

Erdie

User
Ein 14 poler kann mit einem guten Steller bis ~ 32 000 U/min betrieben werden.

Das ist theoretisch richtig, aber aber die meisten Motoren würden das mechanisch nicht verkraften. Warum sonst schreiben vielen Hersteller, darunter auch Hacker, man solle den Motor nicht im Leerlauf hochdrehen. Bei meinem A50 16S V3 mit 365kv wäre das auch ohne Belastung eine lächerlich geringe Drehzahl (an 6S).

Grüße
Martin
 

rkopka

User
Das ist theoretisch richtig, aber aber die meisten Motoren würden das mechanisch nicht verkraften. Warum sonst schreiben vielen Hersteller, darunter auch Hacker, man solle den Motor nicht im Leerlauf hochdrehen.
Mit Leerlauf meinst du wohl ohne Prop !? Aber solange man im angegebenen Spannungsbereich bleibt, kann die Drehzahl ja nicht beliebig steigen, da sie eben vom Kv Wert abhängt.

Die Warnung hat aber IMHO noch andere Gründe. Zum einen fehlt so meist die entsprechende Luftkühlung und außerdem gibts da noch andere Effekte (die ich nie ganz verstanden habe :-) ), die für eine erhöhte Verlustleistung sorgen und den Motor ziemlich erhitzen. Das hast du auch bei Innenläufern, die die Drehzahl locker packen.

RK
 

GC

User
..

Drehzahl unter Last = spez. Drehzahl + ca. 20 %, stimmt das so????


..

Drehzahl unter Last = spez. Drehzahl*U - (minus!) ca. 20 % so stimmts. Wobei U die angelegte Spannung ist.

Aloys,

Du denkst an Außenläufer mit vielen Polen. Ich habe schon mal einen Innenläufer auf einem FB-Wettbewerb platzen gesehen (gehört ;)); die Drehzahl lag nicht wesentlich unter 100.000 U/min
 

Erdie

User
Mit Leerlauf meinst du wohl ohne Prop !? Aber solange man im angegebenen Spannungsbereich bleibt, kann die Drehzahl ja nicht beliebig steigen, da sie eben vom Kv Wert abhängt.

Die Warnung hat aber IMHO noch andere Gründe. Zum einen fehlt so meist die entsprechende Luftkühlung und außerdem gibts da noch andere Effekte (die ich nie ganz verstanden habe :-) ), die für eine erhöhte Verlustleistung sorgen und den Motor ziemlich erhitzen. Das hast du auch bei Innenläufern, die die Drehzahl locker packen.

RK

aber ohne Propeller ist die Belastung so lächerlich gering, dass praktisch überhaupt keine Wärme entsteht. Der induktive Widerstand der Spulen dominiert, so dass kaum ohmsche Verluste auftreten und somit kaum Wärme. Von daher verstehe ich die Warnung nicht.
 

GC

User
aber ohne Propeller ist die Belastung so lächerlich gering, dass praktisch überhaupt keine Wärme entsteht. Der induktive Widerstand der Spulen dominiert, so dass kaum ohmsche Verluste auftreten und somit kaum Wärme. Von daher verstehe ich die Warnung nicht.

Das ist ein großer Irrtum Erdie!

Wenn Du einen Motor mit 2A Leerlaufstrom an 6S laufen lässt, ohne Propeller, so ist die Verlustleistung 2A*24V=48Watt , also mehr als eine 40W Glühbirne! Und die wird heiß! :D
 

FamZim

User
Wo fange ich da blos an zu erklären ?

Ich bin mit Julian einer Meinung das die Lastdrehzahl 20 % bis 25 % unter der Lehrlaufdrehzahl liegt.
Bin aber auch der Meinung das jeder Motor wenigstens 1 min die Lehrlaufdrehzahl an Nennspannung klaglos wegstecken kann.

Wenn ein Modell mit Vollgas senkrecht runter und dann über den Platz geheizt wird, wird auch die Lehrlaufdrehzahl erreicht.
Wenn danach fast jeder Motor verreckt ist ???? wohl kaum.
Ich denke das Problem ist, das fest eingesteltes Timing, das nur für Vollast obtimal ist.
Das überlasse ich lieber dem mitfliegenden Steller, der passt das dann an .

Die Wärme bei Lehrlauf entsteht im Statorblech durch Ummagnetisierung (Hysterese), und ist im Lehrlauf durch die höhere Frequenz auch grösser.
Es entsteht sie auch in den Magneten und em Rückschlußring, da sie nicht immer gleich stark durchflutet werden, wenn die Stege vorbei laufen.
Die Stege verbinden dabei auch kurzzeitig 2 nebeneinander stehende Mags, und werden direckt am Luftspallt dadurch noch Quer magnetisiert.
Bei sinkender Lastdrehzahl verringert sich die Frequenz, das Magnetfeld (Sättigung) verstärkt sich aber etwas durch das Feld der Spulen.
Diese beeinflußen auch das quer entstehende Kurzschlußfeld aussen am Steg.

Das platzen der Innenläufer ist ein mechanisches Problem.
Die Magnete sind ja Sintermetall mit geringer Festigkeit, das spröde ist und zum brechen neigt.
Meist aus runden Tabletten auf der Welle geschichtet.
Sind sie sehr stram auf der Welle, ist ein platzen vorprogramiert.
Die meisten sind warscheinlich nur geklebt, und können sich bei zu großer Hitze gegeneinander verdrehen, was von der Wirkung einer Endmagnetisierung gleichkommt.
Mit einem dünnen Edelstahlrohr drum, ist das aber ausgeschloßen. (So etwas gibt es auch).

Wenn ein Aussenläufer platzt, ist das ein Materialfehler, entweder ein schlecht geschweistes Rohr oder glasshart gehärtet.
( Die größten gewickelten Läufer die ich gewickelt habe, hatten 70 cm Durchmesser, und machten einen Schleudertest mit 4 000 U/min.
Die waren mit Bandage gehalten die eine Dicke von ~ 8 mm hatte).
Das wäre dann beim BL Läufer der Rückschlußring mit Magneten.
Auf 70 mm D runter wäre der dann 0,8 mm .

Wie groß ist die mechanisch max Drehzahl ???

Warum geben Hersteller die max Betriebsspannung an ?? ich denke das es immer " schlaue " gibt , die den grösten Prop und die höchste Spannung nehmen würden die " DA " irgentwo steht ;) das dient dann der Schadensbegrenzung.
Das die meisten auch mit doppelter angegebener Spannung klar kommen, wissen aber schon sehr viele User ;) .
Der Strom ist da die Grenze, aber ein hoch drehender bringt auch höhere Leistung durch die Drehzahl.
Darum die leichten Getriebeantriebe.

Zb die alten Bürstenmotoren für 6 V gehn auch bis 15 V noch! --- aber der Strom wird dann oft vergessen.
Auch die 7,2 und 12 V Motoren mit 3 T Anker sind bis etwa 15 V noch OK .
Das liegt an der "Spannung" zwischen den beiden Kolektorlamellen, die die Kohle kurzzeitig kurzschließt, und das Bürstenfeuer verursacht.

Bei Motoren oder technischen Geräten ist es so, das eine wird bei Veränderung besser, das andere aber wider schlechter.
Da sucht man den günstigsten Kompromiß für das gesteckte Ziel .
Da werden auch schon mal die Ziele angepasst ;) .

Zb : Motor 5 % besser , großer Prop auch 10 % besser, aber das Modell insgesammt keine 5 % schwerer.
Das Ziel ist der Weg und der Weg das Ziel ;) .

Gruß Aloys.
 
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