Test von Brushlessmotoren: Anfängerfragen

Witzig, ich war auch gerade dabei einen Thread zum Thema "Motorentest" zu starten als ich den von fireball412 sah: http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/572727-Test-von-Brushlessmotoren

Da ich aber absoluter Anfänger bin sind meine Fragen ganz anderer Natur (also eher solche, die fireball412 unter "Diese Tests sind mir bekannt:" schon abgehakt hat).

1) Wie sorgt ihr für Testbedingungen was die Stromquelle anbelangt? Nehmt ihr da ein ein Labornetzteil (und wenn ja, welches)?
2) Wie steuert ihr den ESC an? Einfach mit nem Servotester?
3) Und wie messt ihr Strom/Spannung? Einfach mit nem Multimeter?

Hallo Taurec (richtiger Name?).

Das kommt darauf an wie hoch deine Ansprüche sind und /oder wie genau du messen möchtest.

Erst einmal zur Stromquelle. Ein fettes Netzgerät, vorzugshalber einstellbar, wäre natürlich erste Wahl. Aber es hat nicht Jeder die finanziellen Möglichkeiten dafür, aber ein oder zwei gute KFZ-Batterien tun es auch. Vorzuziehen sind welche die bei gleicher Kapazität für Dieselfahrzeuge geeignet sind, die brechen bei Belastung nicht so stark ein.
Und ja, den Regler kann man mit einem Servotester ansteuern, oder auch direkt vom Empfänger mit der FB, so wie es gerade passt.

Und wenn Du nur Gewissheit haben möchtest das der Motor nicht überlastet wird, langt ein Ampere-Meßgerät und der Flugakku.

Soll der Motor allerdings genau gemessen werden, um z.B. die gewonnenen Daten in DC einzugeben (Drive Calculator ; http://www.drivecalc.de/) um dann Simulationen machen zu können, dann benötigt man schon etwas besseres Equipment.
Das bedeutet, das Messgerät sollte ALLE nötigen Parameter gleichzeitig loggen können.
Ich selbst benutze dafür ein UniTest2, welches 2 Messungen pro Sekunde macht. Also Strom, Drehzahl und Spannung werden 2 mal in der Sekunde aufgezeichnet. Daraus errechnet das Gerät auch gleichzeitig die Eingangsleistung und die verbrauchte Kapazität. Und ist der N-Wert der Luftschraube bekannt (Drehzahl bei 100W am Prop), dann errechnet das Gerät auch die Abgabeleistung und den Wirkungsgrad (eta).

Das UniTest2 von SM-Modellbau gibt es allerdings nicht mehr, das übernimmt nun der UniLog2. Der kann in ein Modell eingebaut werden und arbeitet entweder nur als Logger, oder wenn die Fernsteuerung es unterstützt dann auch als Telemetriesensor. Der Anschaffungspreis ist zwar etwas hoch, aber sein Geld wert. Denn das Gerät ist sehr vielseitig.

Hier mein bescheidener "Prüfstand" mit Standschubmessung (über Hebel auf eine digitale Waage).
Unten rechts steht die KFZ-Batterie, und das blaue Gerät rechts ist mein UniTest2.


Während einer Aufzeichnung, beachte eta mit 49,2%. Das stimmt natürlich nicht, der N-Wert vom Prop ist nicht bekannt, da ist irgendein anderer Prop eingestellt.
Ist aber auch nicht so wichtig, für DC wird dieser Messwert nicht benötigt.



Gruß Andreas

Hallo

Zum Messen nehme ich ein Zangenampermeter, weil es halt rum liegt.
Die Messmethode von Andreas ist natürlich eleganter.

Eine Spannungsversorgung mit Labornetzteil ist finanziell recht Anspruchsvoll.
Meins reicht nur für 50gr. Motoren und kommt neu an 300€.
Habe einige gute Lipos, die entsprechend der späteren Verwendung zusammengestöpselt werden.

Zum Ansteuern reicht ein Servotester.

Wichtig: Im Testlabor (Bastelraum ) gibt es keinen Fahrtwind, der den Motor kühlt oder nachkühlt.
Bei mir sorgt ein Tischlüfter für die "Fahrtwindlüftung" nach dem Test.

Bei mir sieht es ähnlich aus, wie bei Andreas.

Ach so, bevor irgendwas in real getestet wird, ist das ganze Assemble durch den Rechner gegangen:
Drive calc; E- calc ....

Gruß
Tom

Hallo Andreas,

grossiman schrieb:

Das kommt darauf an wie hoch deine Ansprüche sind und /oder wie genau du messen möchtest.

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Naja, für mich ist momentan noch alles Neuland: Inrunner, Outunner, BEC, ESC, Ströme im zwei (oder dreistelligen!) Ampere Bereich, KV, Schub, usw. Ich will einfach erst mal ein Gefühl für die Sache bekommen. Also wenn ich hier drehe was sich dann dort ändert.

Um Geld zu sparen würde ich erst mal gerne bei Hobbyking o.Ä. einkaufen. Nur habe ich schon öfter gehört, dass deren Angaben oft sehr ungenau sind und um Faktor x abweichen können. Ich will halt nicht erst im Betrieb festellen, dass ein Motor statt 60A dann 90A zieht.

Erst einmal zur Stromquelle. Ein fettes Netzgerät, vorzugshalber einstellbar, wäre natürlich erste Wahl. Aber es hat nicht Jeder die finanziellen Möglichkeiten dafür, ...

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Ich hab noch keines gesehen, dass 100A herbringt. Und wenn, dann stelle ich mir die Teile sauteuer vor. Darum hab ich einfach mal hier gefragt, vielleicht gibt es ja was? Eine Alternative. Das mit den KFZ-Batterien klingt vernünftig.

Das UniTest2 von SM-Modellbau gibt es allerdings nicht mehr, das übernimmt nun der UniLog2. Der kann in ein Modell eingebaut werden und arbeitet entweder nur als Logger, oder wenn die Fernsteuerung es unterstützt dann auch als Telemetriesensor. Der Anschaffungspreis ist zwar etwas hoch, aber sein Geld wert. Denn das Gerät ist sehr vielseitig.

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Meinst Du das hier? http://www.mhm-modellbau.de/part-SM-3000.php

Und danke auch für den Hinweis auf Drivecalc. Muss ich mir alles mal anschauen ...

Viele Grüße,
Jonathan

Hallo

Da ein Motor keinen Schub erzeugt sondern nur Drehzahl und Drehmoment ist Schub nicht geeignet um einen Motor zu testen und zu bewerten.
Da ist der Prop immer mit drinn, und vor allem die Luftdichte und auch die Luftfeuchtigkeit.
Das kann sehr daneben gehen, da sich der Druck zwischen hoch und tief schon mal 10 % ändert

Gruß Aloys.

Taurec schrieb:

1) Das mit den KFZ-Batterien klingt vernünftig.

2) Meinst Du das hier? http://www.mhm-modellbau.de/part-SM-3000.php

3) Und danke auch für den Hinweis auf Drivecalc. Muss ich mir alles mal anschauen ...

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1) Wenn Du ein KFZ-Ladegerät und eine extra Batterie hast dann ja. Wenn Du öfter Motoren vermessen möchtest, dann lohnt sich die Anschaffung einer Autobatterie auch. Ansonsten steht Sie nur rum, und ist selbst bei guter Pflege irgendwann trotzdem hinüber. Bei wenig Bedarf wäre es gut wenn man sich eine Batterie ausleihen könnte. Aber ein KFZ-Ladegerät könnte man sich ruhig anschaffen, wenn man am mehrere Testläufe mit hohen Strömen macht, dann kann man zwischenzeitlich die Batterie nachladen. Und für das eigene KFZ kann es auch mal notwendig sein .

2) Ja , das meine ich. Aber wenn, dann gleich beim Hersteller : https://www.sm-modellbau.de/UniLog-2

Das UniLog2 allein reicht aber nicht, für ausreichende Messungen wird zumindest noch ein brushless Drehzahlsensor und ein Stromsensor benötigt. Den Stromsensor gibt es in verschiedenen Stärken und Steckervarianten.

Drehzahlsensor: https://www.sm-modellbau.de/Brushless-Drehzahlsensor-fuer-UniTest-2-UniLog-1-2
Stromsensor, gibt es in 40A, 80A, 150A und 400A Belastbarkeit: https://www.sm-modellbau.de/UniLog-Stromsensor

Wären ca. 140,-€, die aber gut angelegt sind. Wie ich schon erwähnte kann der Unilog auch als reiner Datenlogger ohne Telemetrie in ein Modell eingebaut werden. Nach dem Flug kann man dann die Daten auslesen.
Oder wenn du eine kompatible Fernsteuerung hast, dann kann man schon im Flug sich Livedaten am Sender anzeigen lassen. Nebenbei zeichnet der UniLog2 die Daten trotzdem auf. Kompatible Fernlenksysteme für Telemetriebetrieb: Futaba und JR DMSS, Multiplex M-Link, Graupner HoTT, Jeti Duplex.

Aber der UniLog2 kann noch mehr (Vario/Höhe, Kapazitätsmessung......), einfach mal alles bei SM durchlesen.

3) DriveCalc ist ganz brauchbar, allerdings würde ich mich nicht zu 100% darauf verlassen. Warum? Genauigkeit der Messdaten: Nicht jeder Motor (und auch Prop, Akku und Regler) wurde top gemessen, zu sehen an der Verlässlichkeits-Skala und der Anzahl der Messreihen. Auch wenn man gut gemessene Komponenten eingestellt hat, so wird doch nur der statische "Standbetrieb" dargestellt. Im dynamischen Flugbetrieb sieht die Sache je nach Modell schon ganz anders aus (Copter, Softliner, Hotliner...). Da kommen dann Sensoren mit Log-Funktion und/oder Telemetrie zur Kontrolle und für das Optimieren ins Spiel.
DC ist also für eine grobe Vorabbestimmung gut, und auch um sich Diagramme von (vorzugsweise von gut gemessenen) Motoren anzusehen (Drehmoment, Leistung, Wirkungsgrad und Drehzahl).



Da ich eine Graupner HoTT Fernsteuerung besitze, habe von SM noch einen reinen Telemetriesensor UniSens2. Der kostet wesentlich weniger, hat dafür aber weniger Messmöglichkeiten und kann nicht eigenständig loggen. Aber es werden die wichtigsten Daten gemessen, die dann über Telemetrie in dem HoTT Sender auf SD-Karte aufgezeichnet.
Falls Du eine geeignete Anlage besitzt, wäre das auch noch eine Alternative.

Gruß Andreas

OK, danke Andreas. Da habe ich jetzt erst mal was zum durcharbeiten ...

Frage: Kann eigentlich was kaputt gehen, wenn ich an einen "überdimensionierten" Motor einen zu kleinen Regler und zu kleinen Akku dran hänge? Also z.B.:
- 100A Motor
- 40A ESC,
- 2S/2200mAh/25C Lipo

Oder ist dann alles, was passiert, dass der Motor langsamer dreht?

Und was passiert, wenn nur der Akku zu schach ist? Also z.B.:
- 100A Motor
- 120A ESC,
- 2S/2200mAh/25C Lipo

Kann da was akputt gehen? Ich meine, mehr als 25C kommen aus dem Akku einfach nicht raus - auch wenn der Motor/ESC gerne 60 hätten, oder?

Ich frage deswegen, weil ich, wie gesagt, erstmal gerne etwas herumspielen möchte um ein Gefühl für die Sache zu bekommen. Trotzdem würde ich gerne so viel Rauch wie möglich vermeiden

Taurec schrieb:

Frage: Kann eigentlich was kaputt gehen, wenn ich an einen "überdimensionierten" Motor einen zu kleinen Regler und zu kleinen Akku dran hänge? Also z.B.:
- 100A Motor
- 40A ESC,
- 2S/2200mAh/25C Lipo

Oder ist dann alles, was passiert, dass der Motor langsamer dreht?

Und was passiert, wenn nur der Akku zu schach ist? Also z.B.:
- 100A Motor
- 120A ESC,
- 2S/2200mAh/25C Lipo

Kann da was akputt gehen? Ich meine, mehr als 25C kommen aus dem Akku einfach nicht raus - auch wenn der Motor/ESC gerne 60 hätten, oder?

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Also, maßgebend ist der Motor UND wie stark er belastet wird (der kann sehr gierig sein, bis zur Selbstzerstörung ).
Bedeutet: Man kann einen großen Motor mit einem kleinen Regler und Akku betreiben, Hauptsache die Last (z.B. ein Prop) ist nicht zu groß.

In deinem 1. Beispiel ist das schwächste Glied der Kette der Regler mit 40A Belastbarkeit. Diese 40A sollten nicht überschritten werden.
Im 2. Beispiel ist der Lipo das schwächste Glied, 2200(mAh) x 25(C) = 55A . Dem Akku zuliebe würde ich diese Belastung aber nur sehr Kurzzeitig fordern,
er könnte sonst im wahrsten Sinne dicke Backen machen .

Und doch, auch wenn der Akku nur mit 25C angegeben ist, so kann er , wenn auch nur kurzzeitig , wesentlich mehr abgeben. Aber dies wird dem Akku gewiss
nicht gut tun. 60C wird er wohl kaum schaffen, aber 40-50C könnten es wohl schon sein. Aber nur sehr kurz und die Spannung wird auch sehr stark einbrechen.

Gruß Andreas

So sieht es aus wenn ein Motor überlastet wurde, den ich habe defekt
für wenig Geld in der Bucht geschossen (ist kein No Name Billigmotor).



Neu gewickelt, auf den Prüfstand damit und für gut befunden .

grossiman schrieb:

Also, maßgebend ist der Motor UND wie stark er belastet wird (der kann sehr gierig sein, bis zur Selbstzerstörung ).

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Zusammengefasst: Bedeutet das, dass der Motor sich immer so viel zieht wie er braucht/will?

ESC:
Ich dachte wenn z.B. beim ESC 40A steht, dann bedeutet das, dass er maximal 40A an den Motor durchlässt.
(2) Oder bedeutet das, dass der ESC mit max. 40A belastet werden sollte - wenn der Motor aber mehr zieht durchaus mehr durchfließen kann?

Akku:
Ähnliche Frage für Akkus: Da dachte ich, dass z.B. 25C bedeutet, dass der Akku nur mit max. 25C Strom abgeben kann.
(2) Oder bedeutet diese Angabe, dass man den Akku mit max. 25C entladen sollte - aber der Motor durchaus mehr ziehen kann (was dann halt nicht gut für den Akku wäre).

Wenn (1) und (2) wirklich so sind - sprich der Motor die allesentscheidende Komponente ist - , dann verstehe ich die Rolle eines ESC nicht. Der sollte doch den Motor ansteuern, sprich (u. A.) bestimmen wie viel Strom fließt, nicht?

Taurec schrieb:

1)
Zusammengefasst: Bedeutet das, dass der Motor sich immer so viel zieht wie er braucht/will?

2)
ESC:
Ich dachte wenn z.B. beim ESC 40A steht, dann bedeutet das, dass er maximal 40A an den Motor durchlässt.
(2) Oder bedeutet das, dass der ESC mit max. 40A belastet werden sollte - wenn der Motor aber mehr zieht durchaus mehr durchfließen kann?

3)
Akku:
Ähnliche Frage für Akkus: Da dachte ich, dass z.B. 25C bedeutet, dass der Akku nur mit max. 25C Strom abgeben kann.
(2) Oder bedeutet diese Angabe, dass man den Akku mit max. 25C entladen sollte - aber der Motor durchaus mehr ziehen kann (was dann halt nicht gut für den Akku wäre).

4)
Wenn (1) und (2) wirklich so sind - sprich der Motor die allesentscheidende Komponente ist - , dann verstehe ich die Rolle eines ESC nicht. Der sollte doch den Motor ansteuern, sprich (u. A.) bestimmen wie viel Strom fließt, nicht?

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1) Wenn Regler und Akku es mitmachen dann ja, allerdings ist auch da irgendwann Schluß. Und zwar beim Blockierstrom, der das mehrfache vom Dauerstrom betragen kann. Meistens ist es dann auch nur noch eine Frage von Sekunden bis die Wicklung durchbrennt.

2) Bei den meisten Reglern ist es leider nicht so, fordert der Motor mehr (z.B weil man einen größeren Prop montiert hat), dann fließt auch mehr Strom als der Regler verträgt.

3) Beispiel: Ein LiPo 3S 2200 20C/30C , bedeutet das der LiPo auf Dauer mit 20C belastet werden darf = max 44A, und kurzzeitig (Impuls) mit 30C = 66A. Wird der LiPo über längere Zeit mit 30C oder mehr belastet (ja, das geht ), dann wird er nachhaltig geschädigt. Für wenige Sekunden kann man einen Lipo schon richtig quälen, z.B. im Hotliner. Allerdings sollte Er dann gut vorgewärmt sein (30-40°) und man sollte ihn auch nicht zu sehr entladen. Selbst dann wird der LiPo nicht so lange leben wie ein LiPo der wirklich verschriftsmäßig behandelt wird.

4) Nein, der Regler bestimmt nicht wie viel Strom der Motor bekommen soll, jedenfalls nicht die üblichen Regler. Mit dem Regler regulierst Du die Drehzahl, der Strom ergibt sich aus der Größe des Motors und der jeweiligen Belastung.

Es gibt aber Regler mit einer (teilweise einstellbarer) Strombegrenzung. Wird der eingestellte Strom erreicht, dann regelt der Regler automatisch zurück, so das der Strom nicht überschritten wird. Allerdings wird der Motor dann auch nicht voll hochgefahren, ist dann so als wenn man Gas reduziert.


Gruß Andreas

grossiman schrieb:

Es gibt aber Regler mit einer (teilweise einstellbarer) Strombegrenzung. Wird der eingestellte Strom erreicht, dann regelt der Regler automatisch zurück, so das der Strom nicht überschritten wird. Allerdings wird der Motor dann auch nicht voll hochgefahren, ist dann so als wenn man Gas reduziert.

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Würde es Sinn machen einen Regler zu bauen der den Motor über die Stromstärke steuert? Also nicht über die Drehzahl steuert, sondern den Strom misst und entsprechend (Vorgabe (durch Gashebel)) mehr oder weniger Strom durchlässt.

Hallo Taurec,

einen Antrieb über den Strom zu regeln macht aus Sicht der Anwendung keinen Sinn, mal abgesehen davon, dass das Messen des Stroms einen Zusatzaufwand bedeutet.

Ausser bei pitchgesteuerten Helis (wo auf Drehzahl geregelt werden muss) wird bei allen anderen Anwendungen im Modellbau meist gar nicht geregelt, sondern nur (über PWM) gestellt - d.h. über die Spannung, die vom Steller vorgegebene Pulsweite und die am Motor hängende Last ergeben sich (anhand der Motorparameter) Strom und Drehzahl.

Eine eventuelle Überlastbegrenzung sollte nicht als Regelung missverstanden werden.

Ein "lineares" Ansprechverhalten auf den Gasknüppel - so will man das als Anwender - würde hier am ehesten einer Drehzahlregelung entsprechen, meist wird dadurch aber nur das Verhältnis für die PWM vorgegeben.

Als Einführung in die Materie würde ich Dir z.B. den "Ratgeber Elektroflug" von Retzbach ans Herz legen - da werden die Grundprinzipien aller Komponenten gut erklärt.

Viele Grüße,

Georg