Leistungsunterschied 3s - 4s bei Motor mit angepasstem KV Wert

Hallo Zusammen,
ich habe einen knoten im Hirn glaube ich, und trotz Recherche bin ich noch nicht ganz sicher ob ich alles richtig verstanden habe. Eventuell könntet ihr mir weiterhelfen:

Der Hersteller eines Doppeldeckers den ich über den Winter baue schlägt zwei unterschiedliche Motorsetups vor:
- Eco: 3s Akku, 1250KV Motor (660W bei 4s, also ca. 370W bei 3s), APC 11x5,5 Propeller
- Performance: 4s Akku, Motor vom selben Typ nur anders gewickelt 1000KV (540W bei 4s), APC 11x5,5 Propeller

Das Ziel war hier also etwa selbe Leerlaufdrehzahl in beiden Fällen zu erreichen nehme ich an. Meine Fragen bzw. Gedankengänge:
- Beim normalen "dahinfliegen" wird sich zwischen den beiden Optionen nichts ändern. Wirkungsgrade im Regler etc. vernachlässigt braucht man X Watt für den Horizontalflug, daher wird bei der 4s Option der Gasknüppel einfach weiter zu sein.
- Beim Steigflug habe ich bei 3s 370W und bei 4s 540W zur Verfügung. Da das Ziel bei 4s (jedenfalls für mich) nicht mehr Höchstgeschwindigkeit sondern mehr Schub ist, er also im Idealfall senkrecht gehen könnte, halte ich es für naheliegend das bei beiden Optionen eine Steigung von 5,5" verwendet wird. Die Strahlgeschwindigkeit bei gleicher Lehrlaufdrehzahl ist gleich und somit die max. mögliche Fluggeschwindigkeit. Aber müsste dann nicht der Propeller bei 3s einen kleineren Durchmesser bekommen bzw. bei 4s mehr? Die Leistung muss an die Luft übertragen werden, also kann 11" in beiden Fällen ja eigentlich nur entweder das 3s Setup "abwürgen" oder für den 4s Fall zu klein sein?
- Ist die Vorgehensweise generell so richtig, dass man wenn man mehr Leistung will mit den KV runter und mit der Zellenzahl hoch geht? Oder wäre es üblicher an den 1250KV Motor 4s zu hängen und nur den Propeller auf die neue Situation anzupassen?

Hallo Sebastian,

das KV vom Motor hat nichts mit der Motorleistung zu tun. Sie ist eine Motorkonstante welche umgerechnet gleichzeit auch die Drehmomentkonstante [Nm/A] vom Motor ist, siehe [1]. Der gleiche Motor mit einem höheren KV bringt daher zwangsweise weniger Drehmoment pro Ampere. Die abgegebene Motorleistung ist Drehmoment x Drehzahl.

Details siehe Formelsammlung Elektroantriebe: http://wiki.rc-network.de/index.php/Formelsammlung_Elektroantriebe

oder https://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=24235690&postcount=6

Die Aufnahmeleistung eines Propellers steigt mit der Drehzahl ³. Betreibt
man den 1250KV Motor mit 4S dann würde die Leistung theoretisch um (4/3)^{[SUP] 3}[/SUP] steigen. Aufrund des gestiegenen Motorstromes steigen natürlich
auch die Verluste im Motor. Daher ist die Leistungssteigerung natürlich in der Praxis kleiner.

Ist die Vorgehensweise generell so richtig, dass man wenn man mehr Leistung will mit den KV runter und mit der Zellenzahl hoch geht?
Oder wäre es üblicher an den 1250KV Motor 4s zu hängen und nur den Propeller auf die neue Situation anzupassen?

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Es wäre üblicher an den 1250KV Motor 4s zu hängen und den Prop (weniger Durchmesser und Steigung * 3/4) anzupassen.

Antriebsauslegung siehe: http://wiki.rc-network.de/index.php/Antriebsauslegung_Elektroflieger


Mehr Leistung erhalte ich bei gleicher Zellenzahl durch

a.) Erhöhung vom Propellerdurchmesser D, P ~ (D1/D0)^5
b.) Erhöhung der Propellersteigung H, P ~ H1/H0
c.) Größeres KV

[1] Drehmomenkonstante Kt = 30*pi/KV [Nm/A]

Gruss
Micha

Sebastian_650 schrieb:

- Ist die Vorgehensweise generell so richtig, dass man wenn man mehr Leistung will mit den KV runter und mit der Zellenzahl hoch geht? Oder wäre es üblicher an den 1250KV Motor 4s zu hängen und nur den Propeller auf die neue Situation anzupassen?

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Hallo Sebastian,

generell ist es natürlich besser, einen höhere Leistung über eine höher Spannung (Zellenzahl) zu erziehlen. Bei gleichem Motorstrom hat
der gleiche Motor bei einer höheren Spannung einen besseren Wirkungsgrad. Man muss aber auch den Propellerwirkungsgrad im Auge behalten.
Günstig sind immer möglichst große Propeller mit einer großen Steigung an langsam drehenden Motoren.

Gruß
Micha

4s hat in dem Fall auch den Vorteil, dass die Spannung weniger schnell zurück geht als bei 3s.
Also Knüppelstellung annähernd gleich zu Beginn des Fluges und am Ende.
(Wenn die Leistung 3s vs 4s vergleichbar).
Großer Propeller ist wie angeführt anzustreben.

Warum ?

Wenn bei 1s die Spannung um 30% zurückgeht. Dann doch auch bei 4s ?

Mit freundlichen Grüßen
Kai

gp24 schrieb:

4s hat in dem Fall auch den Vorteil, dass die Spannung weniger schnell zurück geht als bei 3s.
Also Knüppelstellung annähernd gleich zu Beginn des Fluges und am Ende.
(Wenn die Leistung 3s vs 4s vergleichbar).
Großer Propeller ist wie angeführt anzustreben.

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Bei gleicher elektrischer Leistung ist der Strom geringer.
Bei ähnlicher Zellengröße hält dann die Spannung besser.
Natürlich geht die auch bei 4s zurück - aber eben weniger.

Relativ etwas weniger halt - sonst hast Du natürlich recht.

Man kann das halt auch weiter treiben: Ist der "Gewinn" an Wirkungsgrad bei geringeren Strom dann nicht ggf. kompnsiert durch die Ummagnetisierungsverlust im Motor etc.

Ansonsten ist eine gut angepasste Luftschraube sowieso viel wichtiger.