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Thema: Scorpion 5020 HKIII Y-D wind

  1. #16
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    Name:  Rotor and core loss equations.png
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    Name:  NEO PM eddy current loss calculation.png
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    ~Rukmi Dutta*, Lester Chong, and Fazlur M. Rahman~


    Rotor and stator losses can be divided into hysteresis losses and eddy current losses. The eddy current loss is proportional to the frequency square, so the slot harmonic losses dominate compared to the fundamental component. The other side of loss, hysteresis, depends on the material loss coefficients. You need to know the max flux density, hysteresis and eddy current loss constants of the PM, rotor and stator material, which I definitely don't do for the Scorpion HK I-IV. You also need to know the Steinmetz loss constants. Once you have answer for all of these things, you need to examine the loss at each harmonic order's frequency in and then add it all up for total loses. But without all that Stefan, intuitive vision should relay none is simply better. As you can see knowing this number accurately depends a lot on knowledge of the core and PM materials, but if I just throw out a number out there on a good core material. Let's say a fundamental frequency of 300Hz. You will likely lose several watts each to the stator and rotor, but even more at higher fundamental frequencies and the higher orders. This was just the base fundamental frequency and has nothing to do with the additional eddy losses associated with the inverter PWM carrier.

    Maybe you know someone that will share a FEM model with you of the HK series you have with the traditional DL wrap. You could possibly make some rotor and stator loss determinations easily from that. I suppose you could isolate these figures simply by calculating your winding,frictional,and windage losses. Less that would be your iron, stator, and pm losses. Another PMO may be just examining the temperature of the two after prolonged use. If you could watch a temperature rise over time u may be able to determine the power needed for that to occur in a particular material.

    Without the new wind the only things you could do to reduce the losses is rotor and stator re-design with new material selection or pm segmentation or skewing. Have you ever seen the loss calculation differences at your loading points between I-IV?

    Generally speaking at 500hz the loss of a material like m19 might be as much as 12% of the total output power and this would result in as much as a 10% difference in efficiency.
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  2. #17
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    Zitat Zitat von Grands Beitrag anzeigen

    Maybe you know someone that will share a FEM model with you of the HK series you have with the traditional DL wrap. You could possibly make some rotor and stator loss determinations easily from that. I suppose you could isolate these figures simply by calculating your winding,frictional,and windage losses. Less that would be your iron, stator, and pm losses. Another PMO may be just examining the temperature of the two after prolonged use. If you could watch a temperature rise over time u may be able to determine the power needed for that to occur in a particular material.

    Without the new wind the only things you could do to reduce the losses is rotor and stator re-design with new material selection or pm segmentation or skewing. Have you ever seen the loss calculation differences at your loading points between I-IV?

    Generally speaking at 500hz the loss of a material like m19 might be as much as 12% of the total output power and this would result in as much as a 10% difference in efficiency.

    Ja, die Theorie sieht wirklich sehr vielversprechend aus.
    Was haben denn nun deine Messungen vorher (mit der Fabrikwicklung) und nachher (mit Deiner neuen Bewicklung) an Verbesserung gezeigt?
    Eine direkte Gegenüberstellung der beiden Wirkungsgradkurven in einem Diagramm würde mich wirklich sehr interessieren.
    Dazu brauchst Du ja nur Deine Messaten in den Driveclculator einzugeben!

    Danke,

    VG
    Stefan
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  3. #18
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    Ist wohl nicht von Interesse?
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  4. #19
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    Hallo Rds

    Der User nicht nicht grade beliebt und wirt schon mal mit Schreibverbot bestraft ?
    Er hat da aber auch schon fixe Ideen!

    Gruß Aloys.
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  5. #20
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    Man kann die Arbeiten von 1BOHO auf Helifreak und in seinem Blog weiterhin verfolgen.

    Es scheint, als ist bisher noch nicht ein einziges seiner vielen Projekte abgeschlossen oder gar praktisch erprobt worden.

    Dieser Text auf seiner Blogseite könnte ein Grund für seine Schreibsperren sein.

    VG

    Stefan
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  6. #21
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    danke,
    jetzt wird mir einiges klar

    vg
    ralf
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  7. #22
    User Avatar von flymaik
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    Zitat Zitat von FamZim Beitrag anzeigen
    Hallo Rds

    Der User nicht nicht grade beliebt und wirt schon mal mit Schreibverbot bestraft ?

    Gruß Aloys.
    Soweit ich das bisher mitbekommen habe, war er hier schon unter anderem Namen angemeldet.
    Verstöße gegen die Forenregeln haben dann eine Sperre nach sich gezogen.
    Jetzt hat er sich einfach unter neuen Namen hier wieder angemeldet.
    Lt. Forenregel war die jetzige Sperre unausweichlich.

    Im Nachbarforum treibt er das noch heftiger. (4, oder 5mal)
    bis bald Maik
    Warum eine Dummheit 2mal machen, die Auswahl ist doch groß genug.
    Mein Verein
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  8. #23
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    Hi Aloys, Rds, and Stefan,

    What efficiency does the calculator bring to your versions? The antiquated calculator from early 2000 wont work on the 2020 winds. It has no allotment for y-d serial connections nor will it tell you the reduction of the bad harmonic. EE's will not test power quality with calculators. For this you need a scope or pa (very expensive). With a scope all you need is a current probe. As long as you know the phase shift between the voltage and current you can calculate power factor very easily. Any modern scope will tell you the phase shift accurately. Do you know the power factor of HK I-IV? Have you ever asked? I have built 4 sensors that measure and tell me this. 2 toroid/hall and two Rogowski coils. The hall comes from Bosch OEM motors and the toroid is from a soundstream pure class A amplifier. The Lossy amplifier uses a high end discrete op amp amp and noise filtering. They use an isolated ps. They are calibrate-able with pot adjustment. For power quality comparisons all you have to look at is the power factor and Bemf's THD. In power systems, lower THD means reduction in peak currents, heating, emissions, and core loss in motors.

    Spaghetti all cleaned up

    [IMG]https://www.helifreak.com/attachment.php?attachmentid=835319&d=1578692460[/IMG
    Angehängte Grafiken  
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  9. #24
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  10. #25
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    Wieder keine Fakten.....
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  11. #26
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    Zitat Zitat von Grands Beitrag anzeigen
    Generally speaking at 500hz the loss of a material like m19 might be as much as 12% of the total output power and this would result in as much as a 10% difference in efficiency.

    Angenommen, ein Motor mit der "antiquierten" Bewicklung erreicht 80% maximalen Wirkungsgrad.

    Wenn er mit der modernen Bwicklung 10% besser wird, wäre das eine Halbierung der Verluste!

    Damit müsste sich der Leerlaufstrom in etwa halbieren.
    Das sollte auch drivecalc zeigen können.

    VG
    Stefan
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  12. #27
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    Hallo zusammen

    Ja ER ist ein schwieriger Patient.
    Ich habe Ihm Privat folgendes geschrieben -
    Hallo Hubert

    Da Du ja nicht locker läst hier mal meine Einschätzung.
    Die Spannungs und Strommessung bei der Stern-Dreieckschaltung an nur einer Phase der Sternspule und den daran angeschlossenen beiden anderen Phasenspulen.
    So kann der Stromverlauf und die Verteilung gemessen werden.
    Die sehr komplizierte Wicklung und die nötige Veschaltung ist nur für grössere Motoren machbar, und für den Modellbau viel zu teuer.
    Ich mach darum mal einen anderen Vorschlag.

    Um mehr harmony in die Motoren zu bringen wirt anders gewickelt, und zwar nicht in AabBCc ----
    Sondern AaABbBCcC oder so ähnlich .
    Das heist nicht 2 Stege nebeneinander für eine Phase, sondern diese wird um 3 Stege nebeneinander gewickelt.
    Zum Beispiel -
    Der erste Steg mit halber Windungszahl (ich sage mal 5 Windungen) der zweite Steg dann mit 10 Windungen voll gewickelt und der dritte dann wieder nur mit 5 Windungen !!
    Die zweite Phase kommt dann aber auch mit 5 Windungen auf den dritten Steg, der dann auch voll ist, die zweite Spule macht dann den 4 ten Steg voll und die letzten 5 Windungen dann auf Steg 5
    So werden dann für jede Phase auch nur 2 Stege gewickelt , aber verteilt auf 3 Stege.
    Jede Phase kann komplett fertig gewickelt werden, und es bleiben auch nur die 6 Enden zum ausfüren aus dem Motor .
    Diese Art ist dann sehr einfach her zu stellen wie die normalen in dreieck gewickelten Motore.
    Ich denke das es so auch harmonischer wirt, ganz ohne zikzakschaltung.
    Ansonsten 18 Nuter mit 16 oder 20 Polen oder 24 Nuter mit 22 oder 26 Polen.
    Diese können naturlich auch noch die äusseren Spulen wieder halbieren und die benachbarten übereinander liegen.
    Ich hoffe mal das verständlich übersetzt wird.

    Wer lust hat kann jamal nach diesem Schema wickeln, Hubert hat mich dann gerade Fleglich angeschrieben, und weiter mir unverständliches gepostet.
    Aber mit den Harmonischen ? ist da was zu machen ? Grossgeneratoren haben bist zu 9 Spulen nebeneinander und bis zu 98 % Wirkungsgrad.
    Die Spulen sind dort ja überlappt mit den anderen Phasen, was mit dieser Wickelart auch etwas simuliert wirt.
    Die Spannungs und Stromkurvven sind meiner Meinung auch nur gerechnet.
    Ich habe bei einem 4 Poler mit kaskadierten Magneten jedenfals eine schöne Wellenbewegung beim Anstieg und Abfall jeder Synuswelle.
    Interessand ist das jedenfalls

    Gruß Aloys.

    Die rechnung mit 10% weniger Verlusten rechne ich nur auf die 20 % der Verluste und dann sind es nur 2 % !
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  13. #28
    User Avatar von Rennsemmel
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    Hallo Aloys !

    Ich glaube, beim Modellmotor kannst du anstelle der Verschobenen Wicklung, wie du sie vorschlägst, auch einfach SPS wickeln.
    Das mit den Harmonischen ist ja eher ein Geometrisches Problem..
    Durch verbreitern der Spulen hast du ja immer noch die gleichen symmetrien.

    Aber , naja.

    Wollte mich hier eigentlich gar nicht mehr zu solchen Themen äussern, nach den Angriffen bei der Wasserkühlung.

    Viele Grüße,
    Sebastian
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  14. #29
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    Grübel grübel

    Ich hatte ja schon mal einen Fred gestartet um fest zu stellen welche Wicklungsart ? Stern oder Dreieck ? Vorteile bietet.
    Da ist dann kein eindeutiges Resultat raus gekommen.
    Nun ja, es sind viele Posts hin und her gegangen, dabei ist mir dann die erwähnung von 6 Phasen aufgefallen, was aber mit einem 3 Phasigen Steller nicht geht.
    Also eine andere Idee:
    Ich wickele eine SPS Wicklung, und lasse Platz für eine 2 te SPS Wicklung auf die frei gelassenen Stege.
    So kann mit einem 2 ten Steller und der 2 ten Wicklung aktiv der Motor mit 6 Phasen bestromt werden.
    Es ist , auch bei Phasenumschaltung, immer der andere Steller in Betrieb, und der Motor läuft schön weich und ist belastbarer denke Ich mir .
    Das ist der letzte Stand der Dinge zwischen meinen Ohren

    Gruß Aloys.
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  15. #30
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    Ja, grübel....

    Alois,

    ER hat einen Align700MX umgewickelt und mit einer SPS Dickdrahtwicklung das erreicht:

    Klicken Sie auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	durchbruch.jpg 
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    Also hat er so beim Align 700 nur noch 4,2% Verluste.
    Mit seinen erreichten 95,8% Wirkungsgrad befindet ER sich ja bereits im Bereich der maximalen Wirkungsgrade der sehr guten eisenlosen Lehner-Innenläufermotoren dieser Gewichtsklasse.

    Selbst wenn ER die 4,2% Verluste mit einer der von IHM vorgeschlagenen komplizierten Mehrschichtbewicklungen oder Stern-Dreiecks-Kombiwicklungen nochmals um die Hälfte reduzieren könnte, wären das grade mal 2,1% Verbesserung!
    Ich frage mich, ob der ganze Aufwand für grade mal 2,1% Verbesserung im Modellbau tatsächlich Sinn machen soll?
    Holle hat mal geschrieben, daß 5% mehr Wirkungsgrad entweder 5% mehr Leistung oder 5% mehr Flugzeit bedeuten würden.
    2,1% merkt doch nun wirklich keiner an seinem Heli, egal, ob bei Flugzeit oder Leistung!

    Wenn schon mit einer altbekannten SPS Wicklung am Modellbauaussenläufer über 95% Wirkungsgrad (statt der üblichen um 85%) erreicht werden, warum macht das keiner von den vielen Herstellern?

    Das macht mich etwas ratlos.
    Du hast ja geschrieben, daß Du mit IHM in Mailkontakt bist.
    Vielleicht kannst Du IHN mal danach fragen oder mir auf die Sprünge helfen!


    Danke,

    VG
    Stefan
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