Außenläufer statt Innenläufer+Getriebe

Hallo Elektroflieger !

Trotz moderner Voll-CFK/GFK-Modelle fliege ich zur Zeit gerne Softlinern aus der Balsa-Ära. Bisher habe ich Modelle wie den (Holz-)Excel oder Hi-Fly mit kleinen Brushless-Antrieben (Kontronik 400-23 oder Lehner 1515 jeweils mit Getriebe in den Himmel gebracht.
Diese nicht unbedingt preisgünstige Antriebslösung kam Zustande, weil ich im LRK-Bereich noch immer auf keinen Motor in der 100 bis 150 Gr Klasse gefunden habe, der mit 3S LIPO bei 12-15 A einen 13 - 15 Zoll Propeller bewegt.

Habe ich bisher nur falsch gesucht oder gibt es keinen LRK, der den teuren Innenläufer+Getriebe ersetzen kann ?

Ich bin gespannt auf eure Empfehlungen

Toni
 

Rbzhl

User
Ein Außenläufer, der 13-15 Zoll Propeller mit deinen Leistungsvorgaben müsste ein Drehzahl von 650-500 upm/V haben. Die meisten käuflichen Motoren liegen aber darüber.
Wenn das ganze kein Gesamtwirkungsgrad-optimierter Antrieb werden soll, würde ich die Luftschraubengröße verringern. Dann lassen sich die 12-15A an 3 Lipos gut erreichen.
2. Möglichkeit:
Wenn du vor einem Selbstbau nicht zurrückschreckst kann ich dir die Ditto Motoren bestens empfehlen http://www.powercroco.de.

Gruß Georg
 

plinse

User
Laser2000 schrieb:
...

Diese nicht unbedingt preisgünstige Antriebslösung kam Zustande, weil ich im LRK-Bereich noch immer auf keinen Motor in der 100 bis 150 Gr Klasse gefunden habe, der mit 3S LIPO bei 12-15 A einen 13 - 15 Zoll Propeller bewegt.

Habe ich bisher nur falsch gesucht oder gibt es keinen LRK, der den teuren Innenläufer+Getriebe ersetzen kann ?

Ich bin gespannt auf eure Empfehlungen

Toni

Moin,

über die Propgröße und die Leistung definierst du quasi die Drehmomentanforderung an den Antrieb. Elektromotoren definieren ihr Gewicht hauptsächlich über das Drehmoment. Je mehr Drehmoment ein Motor bringen muss, desto schwerer ist er in erster Näherung erst mal.

Wenn du einen Innenläufer mit Getriebe optimal auslegst und eine Anforderung mit hohem Drehmoment stellst, wird ein Außenläufer vom Gewicht da nicht dran kommen.

Der Innenläufer hat ein 1:5-1:7 Getriebe davor - wie auch immer - und der Motor wird entsprechend für ein fünftel oder ein siebtel des Drehmomentes ausgewählt. Da sparst du am Motor so viel Gewicht, wie du über das Getriebe nicht wieder dazu bekommst. Leistung ist halt Drehmoment*Drehzahl. Sie über das Drehmoment zu erzeugen, steigert bei Elektromotoren das Gewicht.

Optimal sind Außenläufer dann, wenn es um Dauerlauf geht und sie gut ausgenutzt sind. Dann braucht man aus thermischen Gründen einen größeren Innenläufer, weil er eine vergleichbare Verlustleistung verheizen muss, im Thermiksegler hast du aber eher Impulsbetrieb - da sind Innenläufer mit Getriebe halt leichter, da sie zwischen den Einsätzen abkühlen können.
 
Tendenz Innenläufer Getriebe, aber ...

Tendenz Innenläufer Getriebe, aber ...

Danke für eure Beiträge !

@ Andreas : Der empfohlene Torcman kommt von allen Brushless am nächsten an die genannten Forderungen, vielleicht lege ich mir einen aus Neugierde zu, um selbst den Vergleich zum Getriebe-Innenläufer zu haben.

@ Eike : Deine Erklärung ist absolut einleuchtend. Jedes der beiden Motorenkonzepte hat seine Stärken und Schwächen. Für die von mir gestellten Anforderungen kommt man am Getriebe wohl nicht vorbei.


MfG

Toni
 
Außenläufer mit Getriebe

Außenläufer mit Getriebe

Wenn Du einen leichten Antrieb suchst, führt an einem kleinen Außenläufer mit Getriebe nichts vorbei. Ich habe einen Axi 2212/12 mit 4:1 Reisenauer Micro edition im Einsatz. Mit 3 Konions kgieg ich da schon 800-1000 g Schub raus. Die Strahlgeschwindigkeit ist dabei niedrig, was aber bei einem Holzflieger gut passt.
Ich werde den Motor jetzt mit 5:1 Getriebe an 4S Lipos in einem F3J Modell einsetzen. Mit weniger als 25A kriege ich damit 2kg Schub bei gut passender Strahlgeschwindigkeit. Motor mit getriebe und Akku wiegen zusammen weniger als 300g!!
Ich erreiche natürlich nicht den Wirkungsgrad eines Innenläufers mit Getriebe. Allerdings spare ich enorm Gewicht. In besagtem F3J Modell habe ich bisher einen Lehner Basic mit dem gleichen Getriebe und 10 Zellen GP 2200. Der neue Antrieb ist ist mehr als 350g leichter. Die Wellenleistung beider Antriebe ist fast gleich, daher werde ich besser steigen.

Gruß
Frank
 

plinse

User
Moin Frank,

du sagst es sogar selbst, das mit dem Wirkungsgrad.

Das liebe ich so an Modellbauerdiskussionen, ein Korb Äpfel gegen Birnen ;) .

Nichts für ungut, Aussagen kann man aber nur bei gleichem Arbeitspunkt treffen, vorzugsweise Ausgangsleistung, denn nur die zählt. Dazu kommt noch, wie lange der Motor am Stück laufen muss und wie lange er abkühlen kann, die Annahmen sollten gleich sein. Dann bleiben Gewicht, Wirkungsgrad und Preis als Variable und von denen sollte man tunlichst von den beiden technischen noch eine weitere festzurren. Beispielsweise bei gleichem Arbeitspunkt und gleichem Gewicht lässt sich dann eine Differenz im Wirkungsgrad feststellen, wobei nach Murphy normal der teurere Antrieb der technisch bessere ist, sonst wäre die Wahl ja auch zu einfach, andererseits ist das aber auch gut so ;) . Aber dann kannst du halt bewerten, ob dir ein verminderter Stromverbrauch und somit ggf. sogar ein leichterer Akku einen gewissen Mehrpreis wert sind.

In Modellbaukreisen gibt es aber meistens Aussagen, die eigentlich nur bedeuten, dass es ein Setup gibt, welches für den Betreiber zufriedenstellend funktioniert und von dem er überzeugt ist. Ob das Setup auch für andere Ansprüche, andere Geldbeutel oder gar andere Flieger, ... taugt, lässt sich meistens nicht extrahieren, wie auch hier ;) .
 
Hallo Eike
Ganz so einfach ist es dann doch nicht.
Gewicht vergleichen........und unterschiedliche Konzepte......... Aussenläufer zu Innenläufer.............. und dann die Preise ;)

Nimm Gerds Antriebsberechner, und Vergleiche mal den SS23 mit gleich schweren Innenläufer am gleichem Prop und ähnlicher Drehzahl, und schon geht es nicht mehr auf, das Innenläufer leichter sind, egal ob mit oder ohne Getriebe.
z.B. der Fun 480-28 ist schwerer (140gr.) , teuerer , und im Betriebspunkt nur 1-2% besser, als der SS23 (95gr.)
Gruß Frank
 

plinse

User
Moin Frank,

mit Antriebsberechnungen verbringe ich meinen Arbeitstag und werde mich hüten, einen Innenläufer mit Stahlrohr als Gehäuse und zusätzlich geblechtem Rückschluss gewichtsmäßig mit einem Außenläufer zu vergleichen, vor allem nicht anhand von Programmen, deren hinterlegte Modelle ich nicht kenne ;) .

Sicher werden sich explizite Innenläufer und explizite Außenläufer finden, die jeder These entsprechen, man muss sie nur entsprechend aussuchen. Das war aber auch nicht die Frage des Ausgangspostings sondern es ging allgemein um einen Topologievergleich. Soetwas setzt aber vorraus, dass man von gleichwertig durchkonstruierten Antrieben ausgeht, ... und nicht von beliebig austauschbaren, expliziten Motoren. Dabei interessiert das technisch machbare und nicht ein explizites Beispiel, wo man nur die Kandidaten ändern muss, um die Aussage umzudrehen, vielmehr würde man sich entsprechend auskonstruierte Motoren aus dem Markt suchen, die jeweils aus ihrem Konzept das maximale herausholen.

Gegenbeispiel: F5B-Antrieb: Gute 3kW aus ~300gr. mit ausreichend Drehmoment eine 17x18 o.ä. zu drehen. Ein Außenläufer, der dabei nicht gnadenlos absättigt, wiegt ohne Getriebe wesendlich mehr, einfach damit da am Prop das gleiche bei raus kommt. Wählt man auch hier den Weg über die Drehzahl mit Getriebe, frisst einen die elektrische Frequenz auf, besser gesagt die Wirbelstromverluste gehen mit ~f² ein, die Hystereseverluste ~f.

Das ist das eine Extrem. Das andere Extrem ist der Dauerläufer, 24h am Tag, durchgehend. Da ist nur noch die Frage, wie man die Verluste verheizt, ohne den Motor zu verheizen. Da beide Konzepte vergleichbare Wirkungsgrade erreichen können, werden sie vergleichbar groß werden, wobei man beim Außenläufer weniger zusätzlich für die Kühlung tun muss, der verwirbelt sich die Luft schon selbst ganz ordentlich, kühlt sich dadurch tendenziell besser und könnte dann evt. kleiner und leichter werden. Leistungsdichte ist bei Dauerläufern nicht das Kriterium, als dass da eines der beiden Konzepte Probleme mit hätte.

Ich bin weder "Verfechter" von Außenläufern, noch von Innenläufern und gehe da eher technisch ran.

Natürlich ist ohne den technischen Hintergrund einfacher zu argumentieren: "Wenn Außen-/Innenläufer das allein seeligmachende wären, würden sie überall geflogen, werden sie aber nicht!" Aber das kann man in beide Richtungen gleichgut.

Und letztendlich ist es meistens, dass viele Wege nach Rom führen, dabei unterschiedlich beschwerlich sind und vor allem unterschiedlich teuer. Für den Endverbraucher stellt es sich dann meistens schon so einfach dar: Gewicht, Leistung, Wirkungsgrad und Kosten, davon setzt man fest, was einem gerade wichtig ist und sucht sich den persönlich besten Kompromiss.
 
Um auf den F5B Antrieb nochmal zu kommen:
3Kw bei 300gr.

Aussenläufer z.Z. 2kw bei 210gr. , bleiben noch 90gr. für das Getriebe und das fehlende Kw übrig. ;)

Nun fehlt nur noch jemand, der in diese Richtung weiterenwickelt.

Ansonsten gebe ich die aber recht.
Gruß Frank
 

Aschi

User
Hallo zusammen,

Wählt man auch hier den Weg über die Drehzahl mit Getriebe, frisst einen die elektrische Frequenz auf, besser gesagt die Wirbelstromverluste gehen mit ~f² ein, die Hystereseverluste ~f.

Das lässt sich auch herunterrechnen bis zu beliebten Mittelklasse.
Mal ein Beispiel gefordert sollen ca 400 Watt Wellenleistung und 7000 U/min sein.

Vergleiche ich nun einen AL der der dies erbringt mit einem etwa gleich schweren IL/Gear Set der den gleichen RI hat benötige ich in der regel eine Untersetzung von weniger als 1:4 .
Betrachten wir nun die Verluste beider Systeme mal grob :

Kupferverlust- gleich gross
Eisenverluste/Polwechsel 49000 beim AL 28000 beim IL
Getiebeveruste 0 beim AL ca 5% beim IL

Es wird sich unter dem Strich ein etwa gleich grosser Eta eistellen.

So nun mach ich was gemeines und erhöhe die Unterstzung des IL auf 6:1 oder mehr.
Nun kann ich entweder :

Eine grössere LS montieren - wenn es das Modell zulässt und von deren ev. höherem Eta profitieren.

Einen gleich schweren IL nehmen mit weniger RI, und damit am größten Batzen der Verluste (Kupfer) gewaltig was abknabbern, aber ein paar % muss ich dafür bei denEisenverlusten wieder drauflegen. (die sind ja nun bei 42000 Polwechseln.) Bei den Gear Verlusten ändert sich nichts wesentliches.
Nun hab ich die Effizienz des Antriebes doch erheblich nach oben steigern können.

Natürlich kann ich auch einen kleineren IL nehmen, der eine höhere Drehzahl hat, der wird aber in der Regel doch wieder hochohmiger (rel.) Dafür hab ich weniger Gewicht,
wenn es mit der Einschaltdauer des Antriebes hinhaut.

@Frank T. wie dun nun siehst ist das Getriebe 4:1 für solche Motoren wie LMT nur 3. Wahl, 5:1 2. Wahl ,
besser 6:1 oder mehr ,aber da hapert es halt wieder bei den kleinen Baugrössen .

Für mich ist solange noch Eisen in den AL verbaut wird die Kombo Gear/Al nicht wirklich Optimal.

Nun sag ich mal etwas Provokant, die übrigen 4:1 Super Chief müssen unters Volk, und mit den nun neueren AXIS mit niederohmiger Wicklung und besserem Blech , scheint es Preiswert zu Funktionieren. :) :)

Ansonsten kann ich Eikes Ausführungen nur zustimmen.

Grüße
Thomas
 
Lest ihr eigentlich, was so geschrieben wird?

@Aschi
4:1 hab ich auf einem Axi. Meine Innenläufer haben alle 5:1 oder 6,7:1.

Der Toni hat doch eine ganz klare Frage formuliert:

Er fliegt langsame Holzmodelle
Hat bisher eher hochpreisige Innenläufer mit Getriebe eingesetzt
Hat klare Vorstellungen was sein Antrieb leisten soll
Möchte eine kostengünstigere Lösung als bisher

Er hat selbst erkannt, dass er wohl um ein Getriebe nicht rumkommt, bleibt also noch der Motor als Variable. Nach eigener Erfahrung funktionieren kleine, hochtourige Außenläufer mit Getriebe in langsamen Modellen super. Preislich bleibt man da auch unter seinen bisherigen Antrieben. Und gewichtsmäßig sind die nicht zu schlagen.
Bis vor ein paar Monaten hab ich auch auf hoch untersetzte Innenläfer geschworen.
Mein erstes Elektromodell habe ich 1979 geflogen, mit einem Antrieb von Fritz Geist. So ganz ahnungslos bin ich nicht...

Bei bestimmten Themen kommt es immer wieder zu Grundsatzdiskussionen abseits der eigentlichen Frage. Oft mit den gleichen Teilnehmern. Muß das sein?

Gruß
Frank
 
Moin !

Die Diskussion hat für mich einen doch überraschenden Verlauf genommen und einen für mich völlig neuen Aspekt gebracht. Bei der Formulierung der Ausgangsfrage hatte ich eigentlich gemeint: entweder Außenläufer oder Innenläufer + Getriebe. An die Kombination Außenläufer + Getriebe hatte ich überhaupt nicht gedacht.
Da eure Argumente durchaus überzeugend klingen, habe ich das Forum dahingehend durchsucht und habe auch einige Beiträge dazu gefunden. Jedoch scheint die Verwendung von vielpoligen Außenläufern in Verbindung mit einem Getriebe nicht problemfrei zu sein, da die Drehstahlsteller an ihre technischen Grenzen stoßen (siehe http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=56172 ). Diese Aussagen von kompetenter Seite (Gegie) dämpfen meine Euphorie nun wieder.
Hat jemand praktische Erfahrungen mit dem Axi 2212/9 und Getriebe in Verbindung mit einem Hacker Steller ?

Toni
 

DHK

User
Guten Morgen,
Wo liegt das Problem sich einen Solchen AL selber zu bauen oder müßen es min0,82 eta bei 15A sein.
Habe selber einen AL erstellt 50g mit Stecker & Mitnehmer ca 0,75-0,78 eta an 3 Lipos mit China Regler und der reist mein FunFlyer(420g) bei 10-11A in den Himmel mit einer 10" LS

wir sind doch modellbauer oder, und nicht nur Geldgeber.

Gruß Dirk
19WD Y 0,6mm auf einem Steamermotor.
 
@Toni
Das wird nur kritisch, wenn die Motordrehzahl so hoch wird, dass der Steller nicht mehr mitkommt. In Deinem Anwendungsfall würde ein AXI 2212/12 mit 3S dicke ausreichen. Schau Dir das mal in dem Antriebsrechner von Gerd Giese(Freeware) an.
Mit einer 14x8 Aeronaut zieht der Motor bei 3S Litestorm 2100 18,6A mit einer 4:1 Untersetzung. Der Standschub liegt bei fast 1200g. Die Strahlgeschwindigkeit müsste mit 12m/s für so einen Holzflieger auch noch ausreichen. Der komplette Antrieb wiegt weniger als 250g (mit Microedition). Ich hatte einen 18 Jeti Advance ohne Probleme im Einsatz.
Der 2212/9 wäre mir für Deinen Anwendungsfall zu heiß. Man muß doch nicht immer die Extreme ausreizen.
Mit dem 2212/12 hast Du später die Option mit einem hochwertigeren Steller 4S einzusetzen. Dann reden wir von bis zu 2000g Schub mit anständigen Strahlgeschwindigkeiten bei auch nur max 25A. Mit dem /9 liegst Du bei 3S schon bei über 30A. In der Leistungsklasse gibt es dann sicher geeigneteres (Innenläufer).
Ein solides Getriebe kostet halt mehr als dieser Motor.

Gruß
Frank
 
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