Dimensionierung Aussenläufer für Getriebe 6S - maximale Steigleistung

Bei Plettenberg wurde ich aktuell nicht fündig. Aber von Mega Motors gibt es auch 6poler. Dieser Mega AC22/45/1 ist zwar etwas schwerer, hat aber dank nur einer Windung einen sagenhaft niedrigen Innenwiderstand. Die offizielle Lastangabe ist für den Impellerbetrieb gedacht und daher sehr konservativ - kurzfristig können die viel mehr ab. Das Getriebe sollte man aber von Reisenauer nehmen.
 
Vielen Dank für den vielen Input.

Ich bin mir jetzt unschlüssig in welche Richtung ich gehen soll.

Der Mega AC22/45/1 würde an 22V 56.540rpm machen und daher vermutlich mit dem SuperChief 8:1 auf ~7000rpm gebracht werden.
Das Getriebe ist aber nur bis 50.000rpm zugelassen. Wie kritisch höhere Drehzahl ist, müsste man erfragen.
Das resultierende Drehmoment aus 6pol und 8:1 Untersetzung wäre natürlich interessant, ähnlich wie beim XNova 4020-1250 mit 10pol und 4:1

Dann wäre da noch der Leomotion L4038-2050 an SuperChief 6:1; zwar eine etwas höhere Drehzahl als die 6,7:1 mit dem Leo Getriebe, aber der Spannt ist eben schon für das SuperChief verbaut. Der hätte mit den 4pol. aber "nur" 4x6 Drehmoment, dafür RFM 18x12.5?

Ich vermute die XNova Lösung wird thermisch aber belastbarer sein, da ein Aussenläufer ja bekanntlich eine bessere Kühlwirkung und Wärmeabgabe hat als ein Innenläufer unter gleichen Verhältnissen im Rumpf.

Nun stellt sich mir die Frage: Auf welches Pferd setzen.
GM 20x13 mit den genannten Motoren, oder den Motor noch höher drehen lassen für weniger Ri und auf RFM 18x12.5 gehen?
 
Wenn das Gewicht des Motors keine entscheidende Rolle spielt, würde ich beim XNova bleiben. Vor allem deswegen, weil die Einschaltzeiten die Hotlinertypischen 5 Sekunden überschreiten werden und der XNova ja fast schon dauerlastfest ist. Die 4- und 6-pol Hotlinerkonzepte wären eher relevant, wenn der Flieger leichter ist und dann auch der Motor nicht so auftragen soll. Ganz generell wärst Du mit dem Wunsch nach maximaler Performance im Bereich 8-10S Lipo besser aufgehoben, ich verstehe aber, dass nicht in neue Regler+Lipo investiert werden soll.
 

Aschi

User
Der hätte mit den 4pol. aber "nur" 4x6 Drehmoment, dafür RFM 18x12.5?
Aufgepasst, das kann falsch rüberkommen, bzw muss auch klar gestellt werden ,
Ein 4 Poler hat nicht das doppelte Drehmoment eines 2 Polers , geschweige denn ein 14 Poler das 7 fache Drehmoment !!!!

Das wird oft falsch gesehen !

Ansonsten hat Aussenlandung das gut beschrieben , Ich habe hier einen Pyro 400 /13, der langweilt sich am 5,2 Gear furchtbar mit 6 S an der 20x13

Das macht erst mit 8s wirklich Spaß.


LG Thomas
 
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Aschi

User
Alpina 4001 mit 6 S knapp über 5 kg, 8 S ???

An 6 S fließen ja auch nur 45 A , bei 8 S knapp 70 A.

Thomas
 
Hallo zusammen,
heute hab ich noch ein bisschen mit ecalc.ch rumgespielt. Einige Hersteller haben da ja ihre Produktpalette für Werbezwecke freigeschaltet, unter anderem auch Hacker, Kontronik, Scorpion, Leomotion (für Hersteller xyz einfach versuchsweise als Browser URL https://www.ecalc.ch/motorcalc.php?xyz eingeben). Das schöne ist, das ecalc für diese gesponsorten Motoren alle Funktionen freischaltet. Der von Christian genannte Hacker ist leider nicht dabei gewesen, aber ein C54-2D XL Glider 6,7:1 Competition Kv 1960 war dabei, der an 8s knappe 4kW Leistung abliefern könnte. Zur Ehrenrettung von Hacker muss ich sagen, dass diese Motoren in ecalc.ch deutlich besser abschneiden, als von mir berechnet und der Wirkungsgrad auch unter Last deutlich über 90% bleibt (lt. ecalc sagenhafte 94,6%). Offensichtlich sind die Messungen, die Hacker im Shop bei der Antriebsempfehlung angibt nicht gut, und der 4polige Innenläufer hat gegenüber dem Außenläufer nicht den vermuteten Konzeptnachteil.
LG Georg

P.S. Natürlich sind auch die ecalc.ch Werte mit Vorsicht zu genießen.
 
Hallo Georg,

Danke für die Deine weitere Recherche und die Info, der "große" Hacker für 10S (und natürlich auch 8S) ist für entsprechende Modelle natürlich auch eine interessante Lösung, auch wenn er preislich mittlerweile in einer entsprechenden Dimension angekommen ist, 4,3kw sind aber auch eine beeindruckende Zahl, werde ich mir merken.

Habs auch gerade in ecalc eingegeben, die Freischaltung für die einzelnen Hersteller kannte ich nicht, merci.

lg, Christian
 
Hallo community,

hier ein kurzer Zwischenbericht der vergangenen Wochen, da ich leider nicht all zu viel Zeit hatte und das Wetter auch nicht immer so wollte ich ich es gebraucht hätte :-)

Der XNova 4020-1250kv hat auf dem Reisenauer Super Chief Getriebe 4:1 sitz gemacht und in der Swift Platz genommen.
Der Flansch musste zuvor noch aufgebohrt werden, da der Spannring der Welle des Motors zu groß war und daher der Motor nicht auf den Flansch geschraubt werden konnte. Die Feinpositionierung des Motorritzels im Planetengetriebe war leider eine mühsame Spielerei, ich hätte es mir das einfacher vorgestellt einen sauberen Getriebelauf zu erhalten.. nun ja, jetzt passt es und ich komme zum wesentlichen.

Ein SLS 5000mAh 30C der knapp 2 Jahre alt ist und vermutlich um die 50-70 Zyklen drauf hat, sollte das System befeuern. Der Akku ist noch hart, hat einen sehr guten Innenwiderstand, insbesondere wenn dieser für diese Versuche per Heizkoffer vorgewärmt ist.

Als Regler habe ich einen YGE Saphir 125A LVT im Einsatz.

Beim langsamen Hochlaufen bis Vollgas mit GM 20x13S zeigt die Telemetrie 163A am Regler und resultiert letztlich in einem Strömungsabriss (furchtbares dröhnen in den Ohren, wenn man daneben steht um das Modell zu halten) der Drehmoment ist so heftig das es bereits zwei Mal die Verschraubung zwischen Motorflansch und Getriebe gelöst hat, dieses Feingewinde wurde wirklich fest angezogen und nun mit Schraubensicherung mittelfest verklebt.

Beim dritten Versuch (gestern) hat alles gepasst, die Swift wurde zum Start geworfen, ein volles hochfahren des Motors war nicht mehr möglich, 193A hat die Telemetrie gemeldet, der YGE bei späterer Diagnose Überstrom und hat abgeschaltet (definierte Stromgrenze im Regler 180A - diese könnte nach oben verschoben werden).
Die 193A sind wahrscheinlich dadurch entstanden, das es diesmal das Feingewinde am oberen Ende des Getriebes gelöst hat beim Planetenträger. Auch dieses habe ich jetzt mit Mittelfest gesichert und ordentlich angezogen.

Die Swift ist glücklicherweise gut gelandet, da ich in den größeren Modellen immer einen Stützakku (Tatu 2S 450mAh) verbaut habe, nachdem mir mal ein YGE ausgestiegen ist und der Empfänger resettet hat - das Modell lag am Boden. Eine Klärung warum welche Komponente einen Reset hatte, konnte nicht geklärt werden.

Nun folgen weitere Versuche mit 18x13S oder sogar 17x13 und mit 4S Akku zum testen um zu sehen bei wieviel Strom wir enden und dann das Ergebnis hochrechnen können.
Die 20x13S zieht jedenfalls zu viel an dem Motor, da dieser derart niederohmig ist.. Glücklicherweise ist der Akku mit seinen 30C im Prinzip am Ende bzw. nicht niederohmig genug, sonst wären es vermutlich noch mehr Leistung.

Das zeigt aber wieder das alle Tools und theoretischen Berechnungen nur bedingt zur Motordimensionierung nutzbar. Auch sind die kv der einzelnen Hersteller mit Vorsicht zu genießen - manche geben diese unter Volllast an, andere im Leerlauf.. da ist auch gleich ein Unterschied bis zu 20% im Strom.

Ich melde mich wieder.. 🙂
 
Das zeigt aber wieder das alle Tools und theoretischen Berechnungen nur bedingt zur Motordimensionierung nutzbar. Auch sind die kv der einzelnen Hersteller mit Vorsicht zu genießen - manche geben diese unter Volllast an, andere im Leerlauf.. da ist auch gleich ein Unterschied bis zu 20% im Strom.

Hallo Christian,

das Kv [rpm/V] von einem BLDC ist ein statistischer Mittelwert welcher aus einer hinreichend großen Anzahl von Probanden ermittelt wird.
Die Streuung vom Kv unterliegt aufgrund der Streuung der Magnetkennwerte von +/- 8 % und dem Wicklungswiderstand von +/- 7 %
einem Toleranzniveau von +/- 10 %. Diese Werte hab ich von der Firma Maxon, ein Hersteller von hochwertigen
Industrie BLDC-Motoren und Antriebssystemen . Zusammen mit den Eigenschaften vom Regler (Timing, HW/SW Performance) können
daher im Worst Case schon deutliche Abweichungen im Kv auftreten.

Das Kv wird immer ohne Last im Leerlauf bestimmt. Mir ist kein Hersteller bekannt, der das Kv unter Vollast angibt oder bestimmt.

Kv [rpm/V] = rpm/(U-Io*Ri)

Io...Leerlaufstrom [A]
Ri...Motor Innenwiderstand [Ohm]
U... Akkuspannung [V]

Die Aufnahmeleistung vom Propeller ist proportional zu rpm³ und damit auch zu Kv³. Das Mittelstück der Klappluftschraube
beeinflußt die Leistungsaufnahme vom Propeller proportional zum Durchmesser hoch 5. Es ist daher ein gewaltiger Unterschied ob ein
32 mmm Mittelstück oder z. B. ein 52 mm Mittelstück verwendet wird. Bei der GM 20x13 beruht der Durchmesser und Steigung auf
ein 32 mm Mittelstück. Bei einem 52 mm Mittelstück ändert sich die Aufnahmeleistung um + 21 %.

delta P = ((20+(52-32)/25.4)/20)^5

Auch ändert sich die Steigung proportional zum Durchmesser, diese wird normalerweise bei 75 % vom nominellen Durchmesser gemessen.

H_52 = (20.87/20)*13

Noch einen Bemerkung zu den Tools. Bei einem sagenhaften Motorwirkungsgrad von 94,6% sollten die Alarmglocken klingeln.
Solche Wirkungsgrade sind in der Praxis selbst mit sehr hochwertigen BLDC-Motoren aus dem Modellbausektor reine Utopie.
In der Praxis sind Wirkungsgrade nahe 90 % möglich, mehr ist den BLDC-Motoren in einer wesentlich höheren Leistungsklasse vorbehalten.

Auch die Propellermodelle in den Tools sind sehr mit Vorsicht zu genießen. Oftmals sind es nur generische Propellermodelle,
diese weichen teilweise stark von der Realität ab. Siehe dazu auch meine Kommentare <<hier>>.

PS: Die GM Scale benötigen teilweise deutlich mehr Eingansleistung als die Standard GM.

1700381586609.png

Berechnet aus den Antriebsdaten vom A. Reisenauer.


1700381416716.png


Gruss
Micha
 
Hallo Micha,

vielen Dank für Deine Ausführung, ich bin noch dabei die Thematik zu verinnerlichen.

Ich habe einen 6S (Du hattest in Deinem Screenshot 8S) und einen RFM 42mm Scale Spinner
folgende Werte habe ich von Deinem Tool erhalten.
Anbei auch die Motordaten von der XNova Webseite, der Motor hat 1350kv und eine 4:1 Untersetzung via Super Chief Getriebe.
 

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Nach dem heutigen Flug mit der GM 18x13S hat der Motor 97A mit vollem Akku gezogen und ca 89A bei leerem (22,67V).
Ich werde den Versuch mit der GM 20x13S noch einmal wagen, da mir nicht klar ist, wieso 160A und mehr bei dem letzten Lauf benötigt worden sind. Eventuell gab es hier schon ein Verbindungsproblem bei den Motorkabeln - Bruch in einer Lötung dadurch das der Motor sich vom Getriebegewinde losgerissen und die Kabel unter starken Zug waren...? Mal sehen..

Ich halte Euch auf dem Laufenden.
 

west11

User
Hallo Christian, interessante Tests.
Wie hast du das Ritzel befestigt, dass es bei über 160A hält?

Weshalb ein 20x13 Propeller ? Ich würde Richtung F5B Propeller gehen.
Ich hatte mal ein 18x18 erfolgreich eingesetzt.

Grüsse Jürg
 
weiteres Update:

heute wieder 3 Flüge im Schnee absolviert.
Der Motor läuft mit dem Getriebe an 18x13S jetzt brav.
Bisher hat sich das Getriebe nicht aufgedreht, ~90A im Betrieb, allerdings 140A beim anlaufen.
Somit werde ich das Anlaufverhalten (derzeit Default Parameter von Segler mit Bremse) noch anpassen, damit die Spitze ein wenig geglättet wird.
.. der Motor hat vermutlich viel zu viel Drehmoment, somit war klar das die beiden Feingewinde gesichert werden müssen, insbesondere bei 20x13S.

Hallo Jürg, das Ritzel ist wie von A. Reisenauer beschrieben mit Loctite 648 aufgeklebt.

weitere Infos folgen.
 
Gestern war wieder Zeit, somit auf GM 20x13S gewechselt.

Zu Beginn YGE Saphir 125 auf Custom gestellt mit Rampe 2,5 Sekunden von Stillstand bis Vollgas und 1,9 Sekunden im Betrieb, das Ziel war nicht wieder das Getriebe zu lösen mit dem enormen Drehmoment des Motors und der 20x13S. Stromlimit im Regler von 180A (Werkseinstellung) auf 150A (damit nicht wieder ein Absteller beim Start mit über 200A kommt)

130A Anlaufstrom ist aber ok, auch im Flug mit ~110A ok.

Somit beim nächsten Akku, Rampe 1,4 Sekunden von Stillstand bis Vollgas und 1,1 Sekunden wenn noch im Betrieb. Einstellung Slow.

Was soll ich sagen, jetzt läuft es wie berechnet.
146A (SLS XTron 6S 5000 30C vorgeheizt) beim werfen bzw. bei sehr sehr langsamer fahrt (Thermik, kurz vor dem Abschmieren) und ca. 116A in der Luft, bei vollem, senkrechten steigen.

Nach weiteren 2 geflogenen Akkus, die Getriebegewinde verdrehen sich nicht mehr, es müssen definitiv beide Gewinde mit ordentlich Schraubensicherung blau gesichert werden, sonst hält es nicht und all die Probleme, wie von mir beschrieben, treten auf (bzw. können auftreten) bei einem derartigen Drehmoment.

Steigrate habe ich noch nicht, den Rex10 Assist werde ich für's Vario freischalten, dann sehen wir mehr.
Der Unterschied zwischen 18x13S und 20x13S ist mir beim ersten Flug nicht so groß vorgekommen, vermutlich weil ich mich auf andere Dinge konzentriert habe, beim zweiten Akku und etwas mehr Entspannung hat man dann aber gemerkt, das die Swift sehr schnell nach oben geht und die Einschaltdauer des Motors nur einige Sekunden sind. 🤩

Jetzt macht's definitv richtig Spaß.
Im Moment ist es draussen sehr kalt, der Motor und Regler nicht einmal lauwarm.
Im Sommer wird der limitierende Faktor also maximal der Akku sein, somit auf 60C umsteigen...
 
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