Wirkungsgrad von E-Motoren

Ich bin immer auf der Suche nach E-Motoren mit sehr gutem Wirkungsgrad und veredele diese dann gern noch mit Getrieben. Mein Hintergedanke ist nicht zuletzt auch Solarflug.

Nun habe ich zwei kleine 23g. Außenläufer. Der eine ein Nano von Pichler, der andere ein Turnigy 2730-1300. Beide haben 1300KV. Mit einem einfachen Labornetztgerät habe ich 7,2V eingestellt und den Leerlaufstrom bei gleichem Regler gemessen:

Nano: 320mA
Turnigy : 270mA

Meine Logik stimmt hoffentlich, dass hierbei derjenige mit geringerem Leerlaufstrom auch unter Belastung den besseren Wirkungsgrad hat.

Ich vermute den besseren Wirkungsgrad in besseren Eisen beim Turnigy. Also setzte ich die Turnigy Glocke einmal auf den Nano Motor und siehe da, plötzlich hatte auch dieser 270mA Leerlaufstrom. Also muß es an der Glocke liegen.

Was ist denn die Ursache dafür? Hat Turnigy stärkere oder schwächere Magnete oder ist der Luftspalt geringer? Beide haben übrigens 16 Magnete in der Glocke.

Hallo Gerhard,

das ist denke ich im Rahmen der Messungenauigkeit.

Im Leerlaufstrom sind Eisen- und Reibungsverluste enthalten.
Ein kleiner kV Unterschied durch veränderten Luftspalt
oder eine leichte Spannung auf den Kugellagern
reichen möglicherweise schon aus...

Der Leerlaufstrom reicht für eine Abschätzung des Wirkungsgrads unter Last nicht aus -
Du bräuchtest auch den Innenwiderstand (Ohmsche Verluste)...

Viele Grüße,

Georg

Hallo Gerhard,

Tipp:

Mach eine 4,1x4,1 APC drauf.
Dann gibst Du Spannung, Strom und Drehzahl
in den DC Propcalculator(unter Werkzeuge) ein.
Der errechnet Dir ein ETA und macht die Unterschiede
zwischen den beiden Motoren gut sichtbar.

Lieber Gruß
Andy Reisenauer

Danke Andy,

ich dachte nicht, dass das so einfach ist. Braucht man denn wirklich nur einen Messpunkt? Ich werd´s versuchen.

GC schrieb:

Danke Andy,

ich dachte nicht, dass das so einfach ist. Braucht man denn wirklich nur einen Messpunkt? Ich werd´s versuchen.

Zum Vergrößern anklicken....

Hallo Gerhard,

wenn Du den Prop so wählst, dass die Last in etwa dem späteren Arbeitsbereich entspricht, sollte eine einzige Vergleichsmessung ausreichen.

Jürgen

Außenlandung schrieb:

Hallo Gerhard,

das ist denke ich im Rahmen der Messungenauigkeit.

Im Leerlaufstrom sind Eisen- und Reibungsverluste enthalten.
Ein kleiner kV Unterschied durch veränderten Luftspalt
oder eine leichte Spannung auf den Kugellagern
reichen möglicherweise schon aus...

Der Leerlaufstrom reicht für eine Abschätzung des Wirkungsgrads unter Last nicht aus -
Du bräuchtest auch den Innenwiderstand (Ohmsche Verluste)...

Viele Grüße,

Georg

Zum Vergrößern anklicken....

Ich habe noch eine andere Erklärung für einen niedrigen Leerlaufstrom:

Heute habe ich die Achse eines kleinen Außenläufers mit einer Lötlampe erhitzt um sie aus der Verklebung zu lösen. Dabei habe ich wohl zu viel des Guten getan, also zu heiß.

Anschließend waren die Magnete ziemlich geschwächt. Ich habe den Leerlaufstrom gemessen und er lag deutlich über 1A!

Ich vermute, dass die in meinem ersten Beitrag in diesem Fred erwähnten Werte an besseren Magneten in der Turnigy Glocke lagen und das nicht im Rahmen der Messgenauigkeit die Unterschiede im Strom hervorgerufen wurden. Ergo sind besonders starke Magnete für einem guten Wirkungsgrad zuträglich, was auch nicht weiter verwunderlich ist.

Natürlich,
der Strom wird begrenzt durch das Wechsel-Magnetfeld. Gibts kein Magnetfeld, dann schießt der Strom hoch bis zu dem Strom, der sich aufgrund des reinen Ohmschen Widerstandes einstellt.

Aber der Wirkungsgrad hat damit erstmal nix zu tun. Denn dann wären die Wirbelstromverluste auch = Null!. Gut, die elektromechanische Arbeit auch.
Zumindest ist es komplexer als vielleicht auf Anhieb zu vermuten.

Dirk,

ich bin nicht ganz bei Dir.

Ich gehe erst mal von einem schwächeren und nicht von einen total fehlenden Magnetfeld aus. Die Ohmschen Verluste berechnen sich aus P = R* I^2. R ist konstant und I geht in die Höhe. Hiermit ist der Anteil der Ohmschen Verlustleistung gestiegen und das fehlt beim eta.

By the way ... wenn das Magnetfeld schwächer wird, steigt dann auch der KV-Wert?

Ja, für die reine Betrachtung des ohmschen Widerstand stimme ich Dir zu.
Aber der ist eben nicht alles. Das elektromagnetischen Wechselfeld begrenzt die Leistung.

Irgendwann stellt sich ein Gleichgewicht ein aus der Anregung (Strom und Kommutierung durch den Steller) und der magnetischen Wechselwirkung (mangetische Umpolung durch die laufende Glocke).

Letztlich ist der Wirkungsgrad des Motors immer:
eta = mechanische Leistung / eingesetzte el. Leistung.

Guck mal. Das ist nicht wissenschaftlich, aber trotzdem praktisch-interessant:
http://www.mfg-erbach.de/assets/plugindata/poola/grundsaetze-zur-antriebsberechnung.pdf
Inbesondere die Hinweise zur Auslegung vs. der gezeichneten Wirkungsgradkurve. (die Dich ja mehr interessiert)

Hallo GC

Wenn das Feld schwächer ist steigt natürlich die Drehzahl des Motors.
Hast Du die Drehzahlen auch gemessen , jeweils mit 320 mA und 270 mA ? und dann mit 1 A ? das ist schon wichtig für Rückschlüsse.
Sind die Magnete beider Motoren gleich breit ?

Gruß Aloys.

Hallo Aloys,

Du hast völlig Recht, nur wenn man alle Parameter vergleicht, kann man auch vernünftige Aussagen treffen. Ich hätte auch die Leerlaufdrehzahlen messen sollen. Leider habe ich das Messgerät, das an den Steller und an ein Kabel des Motors zur Drehzahlmessung angeschlossen wird, schon seit Monaten verlegt.