Tenshock EDF 1515-15T wird im Leerlauf sehr heiß

[Ahank]

Für einen neuen F5J Segler will ich den Tenshock EDF 1515-15T-3770KV mit Micro Edition 5:1NL https://www.reisenauer.de/aid-2271-Tenshock-EDF-br-1515-15T-3770KV-br-mit-Micro-Edition-5-1NL.html verwenden. Schon nach 30 Sekunden ohne Propeller am Regler YGE 65LVT mit 3S Akku , wird dieser extrem heiß, dabei fließen hier grade mal ~ 2 A. (Auch mit abgeschraubtem Getriebe gleiche Hitzeentwicklung)

Ich habe mehrere E-Motoren mit ähnlicher Leistung mit und ohne Getriebe im Einsatz 3S/4S aber solch eine Hitzeentwicklung habe ich nie feststellen können.

Leider habe ich aktuelle keinen passenden Propeller-Aufnahme für die 6mm Welle des Tenshock EDF 1515-15T-3770KV mit Micro Edition 5:1NL aber wenn unter Last dann mal 40-50A fließen, würde ich tippen das die Hitzeentwicklung noch zunimmt, auch wenn dann weniger Drehzahl rauskommt. (Mit Kühlung durch Propeller bei den F5J Rümpfen ist prinzipiell eh nicht sooo viel)

Möglicher defekt des Motors oder ist das eher normal bei dem Typ ?

Gruß
Thomas

 

[Rennsemmel]

Hallo !
Montier doch mal einen Propeller.
Durch das drehen ohne Last kann es zu Fehlkommutierungen, und damit zu Strompeaks kommen, für die dein Meßgerät zu träge ist.
Viele Grüße,
Sebastian

 

[eifeljeti]

Ja, teste das noch ein wenig weiter. // Ironie aus
2Amps bei 12v . 30 Sekunden. Mhmm. Pack mal ne 25 w Birne nach 30 Sekunden an ..
null abgabeleistung , null Kühlung. Wenn du bei f5j 30 Sekunden brauchst, würde ich mein Setup schwerst überdenken.
edit: welches timing hattest du .

 

[Gerd Giese]

Hi Thomas, die Wäre kommt von den hohen Ummagnetisierungsverlusten, die im Leerlauf bei höchster Drehzahl, dominant sind.
Mache es nicht mehr - bitte ausschließlich mit Last.
Der Antrieb ist in Verbindung mit einem guten 3s-LiPo und einer 13x9 eine Wucht und reißt meinen PlusX regelrecht auf Höhe:

PlusX von Vladimir/Mahmoudi Modell

Hallo, ich meinte das Höhenleitwerk vorn zu unterlegen. Ewd zu reduzieren. Dann wird es irgendwann dynamischer zu fliegen. Beim Kreisen ist es besser. Klar die Querruder. Bin überrascht das so viel Ausschlag so wenig Wirkung zeigt. LG Peter

www.rc-network.de

... und:

PlusX von Vladimir/Mahmoudi Modell

Hallo, ich meinte das Höhenleitwerk vorn zu unterlegen. Ewd zu reduzieren. Dann wird es irgendwann dynamischer zu fliegen. Beim Kreisen ist es besser. Klar die Querruder. Bin überrascht das so viel Ausschlag so wenig Wirkung zeigt. LG Peter

www.rc-network.de

 

[lastdownxxl]

Hi Thomas, die Wäre kommt von den hohen Ummagnetisierungsverlusten, die im Leerlauf bei höchster Drehzahl, dominant sind.

Hallo Gerd,

die Ummagnetisierungsverluste steigen proportional mit der Drehzahl. Belastet liegt die Drehzahl immer noch in einem Bereich von 80 % -90 % der Leerlaufdrehzahl, eine vernünftige Auslegung vorausgesetzt.

Die Ummagnetisierungsverluste sind nur ein Teil der Wärmequellen im Motor. Die Wärmequellen sind:

Eisenverluste:
Wirbelstromverluste proportional zur Drehzahl^2.
Ummagnetisierungsverluste proportional zur Drehzahl.

Reibung:
Lagereibung (konstant), daher auch der Strom zur Überwindung der Reibung.

Joule'sche Verluste:
Wicklungswiderstand * Motorstrom^2

Die Eisenverluste sind im Leerlauf nicht wesentlich höher als im Betrieb mit Propeller.
Daher ist es nicht normal wenn der Motor im Leerlauf nach 30 sec extrem heiß wird.

Gruss
Micha

 

[Reisenauer Antriebe]

Gemessen:

Tenshock 1515-15 an 12V, 2 Amp. Leerlaufstrom.
Bei Raumtemperatur 20°C mit 2 Finger gehalten,
also ohne aktive Kühlung und Timing 6°,
beträgt die Temperatur nach 30 Sek. 33°C aussen.
15 Sek. später (heizt nach) sind es dann bis 37°C.
Spulentemperatur dann 33-35°C.

2ter Versuch:
Nach 1 Min. Einschaltzeit 48°C aussen,
Spulen 46°C.

Wer ohne Turbospinner/Kühlung fliegt,
ist immer deutlich heißer unterwegs.
Dann mit schlechterem Wirkungsgrad und
weniger Leistung (längere Einschaltzeit für gleiche Höhe).
Bei Überhitzung droht zudem Wicklungsschluß,
Entmagnetisieren, lösen von Verklebungen von Ritzel, Rotor auf derWelle und
Magnete vom Stator.
Ferner kann das Getriebefett so dünnflüssig werden,
dass es durch die ZZ Lager in den Motor gezogen wird.

Deshalb unsere Empfehlung:
Nur mit Turbospinner,
ausreichenden Ausschaltpausen
und nicht mit Teillast betreiben.
Dann macht der bärenstarke 80g Motor
auch bei über 500 Watt sehr viel Freude.

Jetzt wieder Urlaubsmodus an...
Lieber Gruß
Andy Reisenauer

 

[Gerd Giese]

Moin Micha, ich möchte nur einen gemeinsamen Nenner für uns beide, damit wir nicht aneinander vorbei reden.
Diese Grafik kennst Du, die die "Verluste" anschaulich gut ins Verhältnis darstellt beim BLDC (ich glaube die ist von H.Schenk):

Du erkennst sehr gut wie im Leerlaufall, ab 90% der max. Drehzahl (= Leerlaufdrehzahl) die Eisenverluste - die meinte ich
mit Ummagnetisierungsverluste - durch die Decke gehen.
Ich habe bisher weit über 100 Motoren gemesen, u.a. auch für den DC, und so gut wie alle zeigen ein ähnliches Verhalten:
Im Bereich der Nennspannung und ohne Last steigt die Erwärmung überproportional an bei den Innenläufern (besonders),
siehe Grafik!.

Ich kann Andys Hinweis nur bekräftigen weil dieser Antrieb fast kühl meinen PlusX auf Höhe schießt und das mit
3s-850mAh/75C LiPo (Tattu) und an einer 13x9 von Mahmoudi. Daten ca.: 34A / 11,4V / 7550rpm ... topp Motorisierung
für einen 1.3kg und 4m F5J!

 

[lastdownxxl]

Hallo Gerd,

im Betrieb nahe der Leerlaufdrehzahl wird nur wenig Leistung umgesetzt. Der Wirkungsgrad ist daher sehr bescheiden.
Jetzt kommt der Leerlaufstrom zum tragen, der beinhaltet natürlich auch die drehzahlabhängigen Eisenverluste.
Bei den BLDC Motoren dominieren die Eisenverluste im Leerlauf, die Reibungsverluste durch die Kohlebürsten und den Sinterlagern sind ja Geschichte bei den BLDC.

Im Vergleich zu den Kupferverlusten ist der Anteil der Eisenverluste im Lastfall bei Drehzahlen kleiner 90 % jedoch nicht sehr groß, die
Kupferverluste dominieren die Temperaturerhöhung. Daher kann man einen BLDC schon mal im Leerlauf betreiben, die Eisenverluste
sind gering.

Im Bild der Wirkungsgrad über dem Verhältnis Lastdrehzahl/Leerlaufdrehzahl mit 2 verschiedenen Leerlaufströmen. Die Leerlaufströme
sind als konstant angenommen. Meine Grafik entspricht ansonsten der Grafik vom H. Schenk.

% Matlab Script, ausgeführt mit http://freemat.sourceforge.net/
clc;
close,
U = 11.1;  % Motor Supply Voltage [V]
Kv = 3400; % [rpm/V]
R = 25e-3; % [Ohm]
Io = 3.3;  % Idle current [A]
Io1 = 2.3;  % Idle current [A]
Istall = U/R;
Imotor = Io:0.25:Istall;
etha = 1 + Io/Istall - Imotor./Istall - Io/Imotor;
etha1 = 1 + Io1/Istall - Imotor./Istall - Io1/Imotor;
rpm = (U - R .* Imotor) * Kv;

plot(rpm/U/Kv,etha1,'r',rpm/U/Kv,etha,'b'),([0 1 0 1]);
title('Uk = 11.1, Rim = 25 mOhm, Io = 2.3 A (rot) und 3.3 A (blau)');
xlabel('rpm/rpm0'),ylabel('etha [-]');
grid;

Gruss
Micha

 

[lastdownxxl]

Hallo,

noch eine Bemerkung zum Leerlaufstrom Io. Einige Hersteller geben den Leerlaufstrom für eine kleine Betriebsspannung an, macht sich sehr gut.
Beim Hacker steht Io z. B. bei 8.4 V, bei dem Betrieb an 12S beträgt der Leerlaufstrom natürlich ein mehrfaches vom angegebenen Io.
Grund sind die drehzahlabhängigen Eisenverluste. Natürlich wird der Motor dann auch im Leerlauf schon mehr oder weniger warm.

Beispiele:
A50-10L Turnado V4 kv530
Leerlaufstrom (I0) bei 8,4V [A] 1,9

Den Turnado wird sicherlich niemand mit einem 2S Lipo betreiben.

LEOPARD HOBBY

www.leopardhobby.com

Gruss
Micha

 

[aue]

Ausgangspunkt dieses Threads ist ja, dass ein Brushless ohne Last 30 Sekunden lang im oberen Drehzahlbereich betrieben wird. Ich möchte gerne die Frage stellen, wie sinnvoll dies ist - zum einen in Bezug auf die Aussagekraft der ermittelten Daten, v.a. aber in Bezug auf die Beanspruchung des Motors. Ich habe an verschiedenen Stellen gelesen, dass genau davon abgeraten wurde, weil der Motor beim Laufen ohne Last Schaden nehmen kann.

 

[lastdownxxl]

Ich habe an verschiedenen Stellen gelesen, dass genau davon abgeraten wurde, weil der Motor beim Laufen ohne Last Schaden nehmen kann.

Hallo Andreas,

ein BLDC Motor kann im Leerlauf keinen Schaden nehmen, es sei den er wird über der max. spezifizierten Zellenzahl- oder Drehzahl
betrieben. Die thermischen Grenzen vom BLDC kann man normalerweise im Leerlauf nicht erreichen. Das Überschreiten der Grenzdrehzahl
kann aufgrund der Fliehkräfte im Rotor den Motor beschädigen. Eventuell ist die Fliehkraft für die Klebestellen der
Magnete spez. der Glocke vom Außenläufer zu hoch. Auch die Kugellager werden natürlich entsprechen radial belastet,
die Lebensdauer der Lager kann abnehmen. Manche Motorhersteller armieren bei den Innenläufer den Rotor mit CFK, dadurch können deutlich höhere max. Drehzahlen erreicht werden.

Üblicherweise betreibt man einen BLDC nur zur Messung vom Leerlaufstrom ohne Last.
Nach einer Montage von einem Getriebe lasse ich den Motor natürlich auch zur Messung vom Leerlaufstrom ohne Last drehen, der Leerlaufstrom sollte mit Getriebe nicht viel höher sein als ohne Getriebe.

In der Praxis werden die Motoren oftmals gerade im Betrieb mit Getriebe gerne etwas über der max. spezifizierten Zellenzahl betrieben. Das hat man schon bei den Bürstenmotoren gemacht. In der Regel ist das maßvolle Überschreiten der Zellenzahl bei Beachtung der thermischen Grenzen nicht so kritisch.

Gruss
Micha

 

[Ahank]

Danke für die Antworten,

wenn man die Daten bei Tenshock direkt anschaut, event. "mag" es der Motor etwas wärmer denn zumindest seine Max. temp: ist mit 180 °C
angegeben.

Gruß
Thomas

 

[lastdownxxl]

Hallo,

eine Berechnung des Temperaturverlaufes eines BLDC Motors anhand seiner thermischen Daten und der Verlustleistung Pv.

Ein Motor hat einen thermischen Widerstand R_th [K/W] von:
Wicklung_Gehäuse = 0.8 K/W
Gehäuse_Luft = 11 K/W

Eine Wärmekapazität C_th [J/K] von:
Wicklung = 3 J/K
Gehaüse = 40 J/K

Der thermische Widerstand ist eine Funktion der Größe der Oberfläche und dessen Werkstoff. Die Wärmekapazität hängt vom Werkstoff und der Masse ab. Das Produkt aus R_th * C_th ergibt die thermische Zeitkonstante in sec, analog zu einem RC-Glied.

Die Temperatur verläuft nach einer e-Funktion mit delta T = Rth * Pv als Endwert im eingeschwungenen Zustand.
Die Verlustleistung Pv kann man als Strom in einem elektrischen RC-Netzwerk darstellen. Somit kann man den Temperaturverlauf z. B. mit
LTspice berechnen.

Die thermischen Daten sind von einem Maxon BLDC und entsprechen geschätzt auch der Größenordnung des Tenshock EDF 1515.

3s - 11V - 16x8 GM M25, 7442 rpm, 48 Amp. 534 Watt, Schub 3761g, Pitchspeed 91 km/h, Eta 80,2%
Pv = 106 Watt

Berechnung der Wicklungstemperatur (blau) und der Gehäusetemperatur (rot) für eine Verlustleistung von 106 Watt (grün) und einer
Motorlaufzeit von 15 sec. Zur Abkühlung eine Pause von jeweils 105 sec. Die Gehäusetemperatur steigt nach dem Abschalten noch leicht an. Die Wicklungstemperatur steigt aufgrund der kleinen thermischen Masse sehr schnell an und auch wieder ab. Die Temperaturen sind hier in Volt und stellen die Temperaturerhöhung in Kevin (K) gegenüber der Umgebungstemperatur dar.

Gruss
Micha