Drehzahl eines Elektromotor unter Last

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Trümmerhaufen

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Hallo,

ich betreibe einen Torcman NT530-28-Z 14pol 15W FES mit einer LS RFM 18,5 x 12 an 2x SLS Quantum 5800mAh 5S1P 18,5V 30C/60C. Der Regler ist ein MasterMezon 115 opto.
Das Modell ist ein Horky Quintus 1:3 mit 7,66m und 15kg.
Der Motor hat einen KV Wert von 255 rpm/V.

Unter Last beträgt die Spannung bei vollem Akku 38V auf 37V sinkend, und der Strom ca. 72A.
Die Drehzahl liegt bei max. 6.250 rpm.
Die Werte sind mit Jeti Telemetrie ermittelt.

Rechnerisch hätte ich eine Drehzahl von 38 x 255 = 9.690 erwartet, abzüglich 20% oder 25%, also ca. 7.200. Den Abschlag habe ich mal geschätzt. Habe von der Materie wenig Ahnung.

Habe ich einen Rechen- und/oder Denkfehler gemacht?

Vielen Dank.

Stefan
 
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frankenandi

frankenandi

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Hallo
Die KV Angaben sind die max Drehzahl des Motors ohne Last . Mit Luftschraube drauf geht´s natürlich deutlich runter, hängt von der Spannungsstabilität des Akkus, der Kraft (Reserven) des Motors , so wie der Luftschraubengröße und Profil ab. Ja näher du von der Belastung her an der Leistungsgrenze des Motors gehst, um so weiter geht die Drehzahl natürlich runter. Schon 0,5 - 1 " weniger Durchmesser der Luftschraube und Drehzahl geht deutlich hoch. Ist alles vollkommen normal. Manchmal sind die KV Angaben aber auch nicht 100%ig verlässlich. Kannst ja mal die Drehzahl ohne Luftschraube bei 3,8V/Zelle messen ....dann solltest du bei richtigen KV Angaben bei ca. 9700/min sein.

Gruß Andi
 
aue

aue

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Hallo Stefan,

deine verwendeten Komponenten entsprechen ja der Empfehlung von Torcman. Allerdings passt die genannte Aufnahmeleistung von ca. 2,7 kW bei 18,5x12 gar nicht zur Drehzahl von 6250. Bei dieser Drehzahl komme ich bei der Leistung eher in den Bereich von 1,8 kW. Auch der Schub reduziert sich von ca. 9 kg (7200 UpM) auf ca. 6,7 kg (6250 UpM). Diese geringere Schubleistung müsste sich ja auch insb. beim Start auswirken.
Wie erfolgt die Drehzahlmessung? Wird der Impuls am Motorkabel abgenommen? Hast du schon eine alternative Drehzahlmessung vorgenommen?
 
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Trümmerhaufen

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Das Mittelstück ist 33mm gekröpft.

Bei Windstille beträgt die Startstrecke ca. 15m. Das Steigen liegt bei ca. 6,5m - 7m. Habe erst 7 Starts und bin noch am testen, in welchem Winkel ich das beste Steigen habe.

Gemessen mit Jeti Telemetrie mit Jeti Regler und SM Micro Vario.
Eine alternative Messung habe ich noch nicht vorgenommen, werde ich aber nachholen. Muss ich mit einem Kollegen klären.

Ein Kollege in RC-Network hatte zum Berechnen bzw. Einschätzen der Steigleistung folgende Formel angegeben:

Ampere x Anzahl der Lipo Zellen x Volt pro Zelle x Wirkungsgrad des gesamten Antriebstrangs
Modellgewicht x 9,81

Wirkungsgrad meint Akku, Regler, Motor, Getriebe (falls vorhanden) und Luftschraube.
Er hatte bei einer LS 20x13 oder 23x12 (kann ich nicht mehr genau sagen) einen Wirkungsgrad von 40% unterstellt.

Für eine 18,5 x 12 habe ich einen Wirkungsgrad von 35% unterstellt.

Daraus ergibt sich:

72 x 10 x 3,7 x 0,35
15 x 9,81

=6,34 m/sek.

Passt also.

Ich bin mit der Länge der Startstrecke und dem Steigen zufrieden.

Ich war nur über die Drehzahl überrascht.
 
lastdownxxl

lastdownxxl

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Hallo Stefan,

du solltest die Drehzahl mal ohne Propeller messen. Mit dem KV von 255 rpm/V sollte bei Lagerspannung vom 10S Lipo von ca. 38 Volt die
Leerlaufdrehzahl bei 9690 rpm +/- 5 % liegen.

Das Verhältnis Lastdrehzahl / Leerlaufdrehzahl ergibt den maximalen Wirkungsgrad vom Motor im Lastfall. Dieser Wert ist ohne
der Berücksichtigung vom Leerlaufstrom. In der Praxis kannst Du daher noch ca. 4 % vom Wert abziehen. Bei einer Spannung von 37 Volt und einer Lastdrehzahl von 6250 rpm würde das einen Motorwirkungsgrad von ca. 62 % entsprechen. Dies ist viel zu niedrig und wäre schon etwas über der
Belastungsgrenze vom Motor.

Die Formel für die Steiggeschwindigkeit ist auch nicht ganz richtig. Der Wirkungsgrad vom Akku wird bei der Berechnung nicht berücksichtigt,
da die Telemetrie die Klemmenspannung vom Lipo misst. Der Spannungsabfall am DC-Ri vom Lipo ist daher schon berücksichtigt. Bei der berechneten Steiggeschwindigkeit ist die Sinkgeschwindigkeit vom Quintus schon enthalten. Die Sinkgeschwindigkeit entspricht den aerodynamischen Verlusten vom Quintus welche proportional zur Fluggeschwindigkeit hoch 3 ist.

Im Code ist eine Abschätzung der Parameter und Flugleistung. Gerechnet mit dem Tool http://freemat.sourceforge.net/.

Propellerwirkungsgrad siehe: https://www.mh-aerotools.de/airfoils/images/propul1.gif

Code: 
% Matlab Script gerechnet mit freemat
clc
% Modelldaten Quintus
m = 15; % Abfluggewicht [kg]
CA = 0.25; % Auftriebsbeiwert Steigflug
S = 1.75; % Tragflächeninhalt [m^2]
rho = 1.225; % Luftdichte Standard ISA
% Berechnungen
g = 9.81; % [m/s^2]
Vflug = 4 * sqrt(m/S*(1/CA)) % [m/sec]
CW = 0.023; % Geschätzter Widerstandsbeiwert Quintus
Pw = CW*(rho/2)*1.3*(S)*Vflug^3 % Verlustleistung Quintus durch Luftwiderstand
Vsteig = 6.5; % [m/s]
Psteig = Vsteig*m*g; % Steigleistung [W]
Pv = Psteig+Pw % Antriebsleistung Propeller [W]
eta_Mot = 0.84; % geschätzt mit Daten von einem vergl. Motor
eta_Prop = 0.63; % geschätzt nach Dr. Hepperle, P/D²
Pel = Pv/eta_Mot/eta_Prop;
U = 37; % Akkuspannung
Im = Pel/U % Motorstrom im Flug bei nahezu vollem LiPo

Vflug = 23.4216
Pw = 411.7799
Psteig = 956.4750
Pv = 1368.2549
Im = 69.8788

Also deine gemessene Steiggeschwindigkeit deutet m. E. auf ein fehlerhafte Drehzahlmessung hin.

Gruss
Micha
 
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Trümmerhaufen

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Hallo,

ich möchte kurz Rückmeldung machen.

Bin heute unter Anleitung von Uwe Neesen mit Hilfe der JetiBox die Programmierung des Motorreglers durchgegangen.

Folgende Änderungen durchgeführt:
Anzahl der Pole von 20 auf 14 reduziert.
Timing von 25° auf 24° reduziert.

Die zu geringe Drehzahl lt. Telemetrie beruht auf der fehlerhaft eingestellten Polzahl.

Herzlichen Dank an Uwe. Wie immer sehr kompetenter und freundlicher Service. Findet man heute sehr selten.

Gruß

Stefan
 
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