Kühlluft bei E-Motoren

Hallo,

Ich verbaue einen Axi 5345/14 V2 in ein Kunstflugmodell.
Es kommt ein relativ großer Spinner (Durchmesser 100mm) zum Einsatz.
Reicht die Gebläsewirkung des Axi V2 aus, oder sollte eine Luftführung wie bemi Verbrennungsmotor eingebaut werden?
Wenn ja, wo muss die Luft auf den Motor treffen?
Der Motor wird so montiert, dass die Glocke des Außenläufers nach vorne zeigt, vorne liegen dann auch das Gebläse.
Vermute die Luft wird hinter dem Spinner radial raus geblasen.

Vielen Dank für Anregungen
KO

Das kann niemand so einfach sagen. Es hängt von deinem gesamten Setup (Motorauslastung) ab. Am einfachsten du fliegst ne Runde und faßt die Glocke mit den Finger an. Hast du sie dir verbrannt, war er zu heiß. Kann man ihn locker anfassen, ist alle im grünen Bereich. Am besten wäre natürlich ein Sensor. Hat man keinen, nimmt man den Fingersensor oder besser ein Laserthermometer.
Normalerweise würde ich Löcher reinmachen. Sicher ist sicher. Aber man kann erstmal ohne testen.

Ich sehe grade, Du meintest Luftführung. Nicht Löcher. Das hatte ich falsch gelesen, sorry.

"Heatpipe" mal andenken...

"Heatpipe" mal andenken...

Denkt auch mal darüber nach wo die Wärme entsteht. Im Stator! Der hat meist Kontakt zum Rumpf über das Haltekreuz. Wenn dieses aus Metall ausgeführt ist lässt sich die Wärme auch gut mittels des "Heatpipe" Prinzips nach Außen leiten. Ein dünnes Kupferblech oder sogar ein Lithoblech dahinter mit Kontakt zu vorbeistreifender Außenluft senkt die Temperatur auch schon gewaltig. Nur so als Gedanke... Das erübrigt nicht den Luftstrom um die Glocke herum aber es hilft die Abwärme weg zu transportieren.

Wenn Du Deinen Motor mit 3000W betreiben willst (meine Annahme) und Du hast einen Wirkungsgrad von 75% sind das immerhin 750W Abwärme, die irgendwohin müssen.

GC schrieb:

........ 750W Abwärme, die irgendwohin müssen.

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Ob er wohl die ganze Zeit mit Vollgas fliegen will?
Realistisch ist doch wohl ein Drittel, also etwa 250 Watt.

Da der Rumpf vorne recht voluminös ist, reicht ein gewisser Luftwechsel durch 2 Zu- und Abluftöffnungen.

mfg
der Nichtflügler

Moin,
nee Carsten, da würde ich etwas mehr Luft investieren.
Kühlluft ist m. E. für leistungsfähige Kunstflugantriebe wichtig, dazu habe ich bei meiner Lightning folgendes gemacht:

Hans J schrieb:

Moin,
In den Spant F 1A wurde für die Belüftung des Motors eine 4x2cm große Öffnung direkt unterhalb des Motorspants gefräst, macht 8qcm Luftzufuhr. Zusammen mit der vorgesehenen „Turbo“-Öffnung des Spinners von rund 7qcm ergibt sich ein gesamter Zuluftquerschnitt von 15qcm. Nach der Faustregel, daß die Entlüftungsöffnungen mindestens dreimal so groß wie die Belüftungen sein sollten, habe ich vier Öffnungen mit insgesamt knapp 60qcm unten zwischen F6 und F9 angebracht.

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Also erste und am leichtesten durchzuführende Maßnahme wäre hier m. E. ein Turbospinner, der die Luft direkt von vorn auf den Motor bläst, zweitens - wenn das nicht ausreicht - eine Kühlluftführung (bei mir mit Depron gemacht) von der Öffnung im Motorspant zum hinteren Teil des Motors.

Die Entlüftungsöffnungen nicht vergessen, sonst nützen die Maßnahmen nicht viel!

Hallo,
mal der Reihe nach:

"Reicht die Gebläsewirkung des Axi V2 aus...?" Die Drehzahl ist zu gering, um eine Gebläsewirkung zu erzeugen. Es wird max. gespült.

"...oder sollte eine Luftführung wie beim Verbrennungsmotor eingebaut werden?" Eine aktive Kühlung ist bei E-Motoren schwierig. Meist läuft es auf 2 Variablen hinaus: Verlustenergie gering halten und Wärme in der Masse speichern.

Die speicherbare Energie ist bei diesen hohen Gewicht von fast 1kg des AXI schon mal vergleichsweise hoch. Wenn er zu warm wird, kann die Drehzahl erhöht werden. Diese Antriebe laufen dann in der Regel kühler, da sie in einem besseren Wirkungsgrad arbeiten. Wichtig ist, das die Eingangsleistung nicht wesentlich erhöht wird.

Mit dem Finger kann/sollte die Temp. nicht gemessen werden. In der Wicklung würde ich eine Temp. um die 100° anstreben. Ist die Temperatur kühler, ist der Antrieb im Grunde überdimensioniert und es wird tote Masse herum geschleppt.
Bei höherer Temp. wird zu viel Eingangsleistung verheizt. Man kommt dann auch schnell in eine Temp. Fenster, dass für die Wicklung gefährlich werden kann.

Bei meinen Versuchen mit den Batleth und den Lehner-Speedantrieben konnte ich zudem erkennen, dass die Temp. nicht wie der Strom in plötzlichen Spitzen an- und absteigt, sondern sehr kontinuierlich ansteigt. Es braucht auch sehr lange, bis die Kerntemp. der Wicklung zu den weiteren Komponenten transportiert wird. Und dann dauert es recht lange, bis der Antrieb wieder abgekühlt ist. Ein Antrieb, der bei 20° gestartet wird und auf 100° erhitzt wird, braucht mal leicht 60 Minuten, bis er wieder 20° hat. Starte ich ihn mit 30°, dann komme ich bei der gleichen Eingangsleistung bei 110° raus.
Ist jetzt etwas vereinfacht und aufgerundet - es sollte auch nur das Prinzip verdeutlichen.

VG

Hallo KO

Der Lüfter saugt Luft durch den Motor. Daher empfiehlt es sich den Motor so zu montieren dass der Lüfter hinten ist. Frischluft wird dann mittels Luftleitblech oder Turbospinner vorne drauf geblasen und der Lüfter saugt diese durch den Motor. Diese Montage braucht idR. einen Haltebügel aus Alu. Da der Stator am Haltebügel verschraubt ist, hilft dieser zusätzlich die Wärme abzuleiten.

Bei Lüfter vorne arbeiten die Luftströme gegeneinander.

Grüsse Aldo

Hallo

Ich bevorzuge auch die Radiallüftung an der Glocke vorn.
Zur Verstärkung kommt eine Scheibe mit etwas Abstand (Zentrierung auf der Welle oder dem Absatz) vorne vor.
So wirt die Kühlluft gezwungen zwischen den Spulen und Magneten hindurch zu gehen.
Ein Anblasen des Motors von Vorne macht den Radiallüfter unwirksam, der schläudert die Luft nur zur Seite aussen herum.
So geht das sehr gut:



gruß Aloys.

AldoRebsamen schrieb:

.....Bei Lüfter vorne arbeiten die Luftströme gegeneinander......

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Wie stark ist denn der "Luftstrom von vorne" hinter einem 100 mm Spinner???

So wie es der Themenstarter geschildert hat ist der Lüfter direkt hinter dem Spinner. Also den Lüfter störungsfrei lüften lassen und sehen, daß die warme Luft möglichst schnell ab transportiert wird.

mfg
der Nichtflügler

Ja, das ist richtig. Montiert man den Motor so, dass der Lüfter in Flugrichtung gesehen vorne ist, so ist eine Abdeckung und nach Aussen-Lenkung des Zugangsluftstroms durch den Spinner sogar erwünscht. Die nach aussen gelenkte Zuluft nimmt dann die ausgeblasene Warmluft mit (Unterdruck hinter dem Spinner). Eine allfällige Kühlluftzuführung muss dann hinten auf den Motor gerichtet sein.

Besser ist es aber den Motor mit Frontmontage zu montieren und direkt Luft zuzuführen. Mir ist klar, dass man das nicht gerne macht, da es aufwändiger ist.

Grüsse Aldo

Dass die Kühlwirkung von der Drehzahl abhängig ist leuchtet mir ein, allerdings ist die thermische Belastung bei niedriger Leistung/Drehzahl auch geringer. Da die Glocke des Außenläufers im Heil erst heiß wird, wenn der Motor abgestellt ist, vermute ich, dass ein anblasen von außen nicht viel bringen wird.
Jedenfalls ist der Motor mit der Glocke nach vorne auf einem Alu Motorspant montiert, so wie von GB Modells vorgesehen.
Unterhalb des Spinners ist ein Lufteinlass, der jetzt durch eine Führung aus Depron die Luft am Regler vorbei in den Resotunnel lenkt. Dabei wird die Frischluft auch am Motor entlang nach hinten geleitet.

Ich hoffe damit wird der Regler gut gekühlt und es ist auch für der Motor besser, wenn sich nicht alle Luft unter der Motorhaube staut. Ob's funktioniert werde ich wohl erst im Sommer feststellen können.

Grüße KO

KO schrieb:

Dass die Kühlwirkung von der Drehzahl abhängig ist leuchtet mir ein, allerdings ist die thermische Belastung bei niedriger Leistung/Drehzahl auch geringer....Grüße KO

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Hallo KO,
nicht ganz: Die thermische Belastung nimmt ab, wenn die Leistung abnimmt und die Drehzahl zunimmt.
VG

steve schrieb:

Hallo KO,
nicht ganz: Die thermische Belastung nimmt ab, wenn die Leistung abnimmt und die Drehzahl zunimmt.
VG

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Hallo Steve,
Das ist correct, aber leider im Flächenmodell nicht der übliche Zustand.
Hohe Drehzahl bei wenig Leistung gibt es da nur im steilen Sinkflug.

Die Lösung des Kühlproblems im Flugzeug ist eben die Frage.

Beim Heil sieht das anders aus, mit entsprechender Abstimmung ist die Motordrehzahl immer hoch, deshalb kann ein kleiner Motor dort auf längere Zeit mehr Leistung abgeben.

Grüße KO