Bürstenmotor - brushless Motor

[Teamspirit]

Man kann für den RC-Car-Bereich nach wie vor Bürstenmotoren in 540er-Baugröße (z.B aus der Bucht für 15 - 25 €) beziehen, davon einen mit einer möglichst niedrigen Drehzahl (hohem Drehmoment ) aussuchen.
Der Vorteil dieser Motoren liegt im besseren Kollektor und den besseren Kohlen (Schachtkohlen) im Vergleich zum Standard 540/ 550 Mabuchi, denn ich vermute mal, das eher nicht die Wicklung durchbrennt, sondern die Kohlen bzw. deren Zuleitungen.
Eine Umrüstung auf ein Brushless-System ist sicher technisch sehr interessant, aber aufwendig!
Viel Spaß
Axel

 

[GC]

Hallo Axel,
eine Umrüstung auf brushless halte ich nicht für sehr aufwendig: Der jetzige Motor wird durch einen BL ersetzt. Die Ansteuerung geschieht durch einen Brushless Regler. Dieser wird durch einen Servotester aktiviert. Und dieser wiederum erhält die Stromversorgung durch die Leitung, die vormals den Motor eingeschaltet hat.

Aber insgesamt bin ich inzwischen der Meinung, dass das Motorsterben durch einen defekten oder zu schwachen Starterakku verursacht wird. Der Motor ist wie jeder Anlasser auf Kurzzeitbetrieb ausgelegt. Ist der Akku geschwächt, dauert es sehr lange bis der Benziner anspringt und der Anlassmotor wird überlastet, geschädigt oder sogar getötet.

 

[akrobatikus]

Hallo Zusammen
Die Vermutung bezüglich Akku hatte ich ja bereits erwähnt. Ich gehe davon aus dass der Akku unter Last einbricht oder zumidest eine Zelle. Ich betreibe den Starter mit einem Lipo 4S 1800 mAh, 75c Akku
Nichts desto trotz ist der Motor abgeraucht zumiondest eine Kohlehalterung sieht übel aus.
Die Motoren Abmessungen sind wie folgt: Durchmesser 36 mm; Länge 65 mm; Wenn ich das richtig sehe ist es ein 3-poliger Motor. Der Montagelochabstand ist 25 mm.
Ich habe eben die Spannung gemessen die der Regler bingt beim Einschalten am Sender. Da kommen beim Einschalten 14,4 Volt... soweit stimmt diese also. Aber ob eine Zelle einbricht weis ich nicht. Wieviel Amp kann so ein Motor ziehen? - und welche Motoren würden hier passen? Brush und Brushless...
vG
Markus

 

[lastdownxxl]

Hallo Markus,

der JOHNSON HC615L hat 65mm x 36mm und 13V Nennspannung. Er macht einen Kurzschlusstrom von 53A @ 14.4 Volt.
Für einen 4S 1800 mAh, 75c Akku eigentlich völlig problemlos. Die max. Leistung beträgt
191 Watt @ 14.4 Volt. Der Motor ist m. E. ein Versuch wert. Er ist länger als die Graupner Speed 600 Typen und hat etwas mehr max. Power als ein Speed 600 BB Turbo 12V Typ.

Hochleistungs-Gleichstrommotor JOHNSON HC615L

DC-Hochleistungsmotor mit Sinterbronze-Gleitlagern, starken Permanentmagneten und sehr hohem Drehmoment. Technische Daten: - Betriebsspannung 1,5...13 V- - Stromaufnahme Leerlauf: 1,0 A - Stromaufnahme Volllast: 24,5 A - Leistungsabgabe: max.

www.pollin.de

Gruss
Micha

 

[SchrottWichtel]

die schon beschriebene Option mit einem besseren Bürstenmotor würde ich verfolgen

einen alten Keller oder Webra Motor aus Ebay, die gibt es manchmal für um die 20€, der kann 50A und würde dann an 4S so bei 800 Watt liegen,

zum Vergleich dein Speed 600 etc, raucht schon bei 250Watt, zumindest verbrennt er den Kollektor und die Bürsten / Kohlen
außerdem können dreipol Mabuchi kein ordentliche Anlaufmoment aufbauen

es gab Keller und Webra Motoen die so gleich in den äußeren Abmessungen waren das man sie so tauschen konnte gegen den Blechbürsten Kram aus China, also raus und reinschrauben Drähte anlöten fertig


diese vermeintlichen Edelmotoren haben:
dickere Wicklungsdrähte,
größere Kollektordurchmesser,
größeren Bürstenquerschnitt,
ordentliche Magnete,

daraus resultieren:
höher Ströme möglich und deutlich höhere Anlaufmomente

das alles prädestiniert diese Motoren für den Betrieb als Anlassermotor,

einziger Engpass dürfte der Wellendurchmesser und der Durchmesser des Ritzel auf der Motorwelle sein, aber genau diese Probleme hast du bei jedem Bürstenlosen auch ....

 

[S_a_S]

Also wie gesagt, es gibt genügend Hersteller und Varianten für diese Blechmotoren - der hier ist eventuell noch 2mm länger am Gehäuse.

RS590H/595H_Brush LV DC Motor_Shenzhen Dehe Motor Technology Co.,Ltd

Aber auch da ist die Frage, ob die 12V- (0,413Nm) oder die 16,8V-Variante (0,439Nm) im Einsatz besser ist, denn das Stillstands-Drehmoment bezieht sich auf Nennspannung. Bei einbrechender Akkuspannung kann das weniger sein. Und entscheidend ist die Spannung an den Anschlüssen des Motors (Elektronik und Kabel "fressen" auch noch). Zugehöriger Stillstandsstrom bei der 12V-Type knapp 70A an 12V (171mOhm) bei der 16,8V-Type 41A (409mOhm).

Dein 1800 75C Akku kann (wenn das stimmt), 135A liefern und bricht dabei auf (bei vollem Akku angenommene) 3,6V/Zelle ein. Das entspricht dann 14,4V am Motor. Wenn Du im Leerlauf (ohne Motor) nur 14,4V misst, ist entweder der Akku schon fast leer oder der Regler nimmt sich noch einiges an Spannung.

Der 16,8V Motor hätte dann nicht das volle Drehmoment (nur 0,376Nm) und zieht dafür nur noch 35A.
Der 12V Motor dafür etwas mehr 0,495Nm und 85A - aber das sind dann 1,2kW Heizleistung beim Blockieren.

Jetzt ist da noch die Sache mit der erforderlichen Enddrehzahl. Ich schätze mal, dass da zweimal eine 1:5...1:6 Übersetzung dran ist (Zähne sehe ich nicht alle), also nur 1:25...1:36 an der Luftschraube ankommt. Da ist eventuell auch darauf zu achten, dass genügend Drehzahl übrigbleibt. Bei einem Motor, der "nur" 10.000/min im Leerlauf dreht, unter Last auf 8.000 zurückgeht, bleiben dann nur 222...320/min übrig...

Der Vorschlag von Micha hat etwas weniger Drehmoment (aber auch hier im Stillstand nicht nur 191W, sondern 14,4V*53A= 763W ).
Wenn die Flachsteckanschlüsse zu lang werden, kann man den "Fortsatz" möglicherweise auch abtrennen und die Kabel direkt an die sichtbaren Litzen (von den Bürsten kommend) verlöten oder crimpen - dann aber noch eine Zugentlastung vorsehen.

Grüße Stefan

 

[SchrottWichtel]

warum einen Blechmotor durch einen Blechmotor ersetzen?

das ist doch komplett sinnfrei

er bekommt keinen der Mängel dieser Motoren behoben, keinen

40A am Blechmotor Kollektor, einem Kollektor mit 5mm Durchmesser, prima tipp

 

[cimgott]

Hallo,
also ich habe von Verbrennern keine Ahnung, aber vielleicht eine Idee: Das Problem scheint ja zu sein, dass du Probleme bekommst wenn der Motor zu beginn kurz vor OT steht. Wie wäre es wenn du einen Regler nimmst der beide Richtungen kann. Dann Programmierst du eine Sequenz in der zuerst für kurze Zeit mit geringer Leistung in die Gegenrichtung gedreht wird. Er fährt dann Rückwärts aufgrund der kleinen Leistung am OT sozusagen auf Block und du hast eine definierte Ausgangsposition zum Starten.

Ansonsten bin ich ganz der Meinung der Kollegen, die Keller, Plettenberg (Ultra), usw. sind vom Aufbau eine ganz andere Nummer. Die Wicklung, Kollektor, Magnetsystem sind eben wesentlich stärker. Ich hatte ein ähnliches Problem im Heli einem Eco 8 :-) , da war ein Speed 650BB drin. Wenn die Aussentemperatur über 25°C ging ist der einfach verglüht. Zwei habe ich verheizt, und ihn dann durch einen Plettenberg gleicher Größe ersetzt und nie wieder Probleme gehabt.

Gruß Martin

 

[S_a_S]

Hallo,
also ich habe von Verbrennern keine Ahnung, aber vielleicht eine Idee: Das Problem scheint ja zu sein, dass du Probleme bekommst wenn der Motor zu beginn kurz vor OT steht. Wie wäre es wenn du einen Regler nimmst der beide Richtungen kann. Dann Programmierst du eine Sequenz in der zuerst für kurze Zeit mit geringer Leistung in die Gegenrichtung gedreht wird. Er fährt dann Rückwärts aufgrund der kleinen Leistung am OT sozusagen auf Block und du hast eine definierte Ausgangsposition zum Starten.

die Idee ist gut, aber genau da fängt das Problem ja an. Der bisherige Starter-"Regler" lässt den Motor für 5s laufen - und wenn bis dahin keine Zündung erfolgt ist, bricht er den Startvorgang ab. Hätte man die Möglichkeit, die Software einfach zu parametrisieren/modifizieren, könnte man ja auf 2s reduzieren - dann brennt der Elektromotor bei einmaligem Versuch auch nicht ab.

Der Rückwärtslauf braucht dazuhin einen deutlich anderen Schalter. Da reicht kein Low- bzw. High-Side MOSFET mehr, sondern man braucht eine H-Brücke (viermal soviele MOSFETs). Und natürlich noch jemand, der die Software dafür programmiert.

Gekoppelt mit einer Stromüberwachung (z.B. Spannungsabfall an einer Leiterbahn im Regler) wäre auch noch eine Option

Oder ein Zahnrad-Hallsensor, der Motordrehung (bzw. Stillstand) feststellen kann. Bleibt das Signal nach einer vordefinierten Zeit aus, steht der Motor immer noch - und das Ansteuersignal muss zurückgenommen werden. Das ließe sich in einer "Vorschaltsteuerung" integrieren: kleiner uC, der das 1,5ms-Signal einliest, bei kleiner 1,5ms einen 1ms Puls ausgibt, bei Überschreiten der 1,5ms einen 2ms Puls ausgibt und ein Zeitfenster startet. Wenn innerhalb von z.B. 100ms kein Drehzahlsignal vom Hall-Sensor (erste Getriebestufe Zahnflankenwechsel) kommt, wird die Startfreigabe wieder zurückgenommen. Inwieweit dann ein aktives Ausschalten/Nachtriggern oder per 10s Wartezeit ein erneuter Startversuch erfolgen soll, kann man dann ja noch später implementieren.

Grüße Stefan

 

[cimgott]

die Idee ist gut, aber genau da fängt das Problem ja an. Der bisherige Starter-"Regler" lässt den Motor für 5s laufen - und wenn bis dahin keine Zündung erfolgt ist, bricht er den Startvorgang ab. Hätte man die Möglichkeit, die Software einfach zu parametrisieren/modifizieren, könnte man ja auf 2s reduzieren - dann brennt der Elektromotor bei einmaligem Versuch auch nicht ab.

Der Rückwärtslauf braucht dazuhin einen deutlich anderen Schalter. Da reicht kein Low- bzw. High-Side MOSFET mehr, sondern man braucht eine H-Brücke (viermal soviele MOSFETs). Und natürlich noch jemand, der die Software dafür programmiert.

Gekoppelt mit einer Stromüberwachung (z.B. Spannungsabfall an einer Leiterbahn im Regler) wäre auch noch eine Option

Oder ein Zahnrad-Hallsensor, der Motordrehung (bzw. Stillstand) feststellen kann. Bleibt das Signal nach einer vordefinierten Zeit aus, steht der Motor immer noch - und das Ansteuersignal muss zurückgenommen werden. Das ließe sich in einer "Vorschaltsteuerung" integrieren: kleiner uC, der das 1,5ms-Signal einliest, bei kleiner 1,5ms einen 1ms Puls ausgibt, bei Überschreiten der 1,5ms einen 2ms Puls ausgibt und ein Zeitfenster startet. Wenn innerhalb von z.B. 100ms kein Drehzahlsignal vom Hall-Sensor (erste Getriebestufe Zahnflankenwechsel) kommt, wird die Startfreigabe wieder zurückgenommen. Inwieweit dann ein aktives Ausschalten/Nachtriggern oder per 10s Wartezeit ein erneuter Startversuch erfolgen soll, kann man dann ja noch später implementieren.

Grüße Stefan

Hmm, ok. Und das ganze einfach vom Sender aus selbst realisieren, geht nicht? Also mit einem Sequencer?

 

[s.nase]

Vernüftiger Akku und ein passender 5pol bürstenMotor ist natürlich nie falsch, weil du an der Übersetzung wohl nix ändern kannst. Ne Schaltung, die den Boxer kurz vor dem Anlassen in den "UT" vorspannt, sollte bei einem Bürstenmotor auch nicht alt so schwierig sein. Die Schaltung könnte dann auch gleich dafür sorgen, den eigendlichen AnlassZyklus zu verkürzen. Wenn du nur die vorgeschriebener NominalSpannung verwendest, dürften aber auch 5sec Blockierstrom für den einfachen Bürstenmotor kein Problem sein.

Das eigentliche Problem mit dem verschmokelten Bürsten könnte aber auch durch Verschmutzungen entstanden sein. Ich würde mir einen passenden Bürstenmotor kaufen(genauso groß wie der originale), den bei niedriger Spannung und richtiger Drehrichtung am Netzteil einlaufen lassen, und dann die beiden 'Bürstenfenster" abkleben bevor du ihn am Boxer montiert, damit kein Öl vom Boxer auf den Kollektor und Bürsten gelangen kann. Das könnte die Standzeiten des AnlasserMotors deutlich verlängern.

Das Anlaufverhalten eines brushlessMotors(wenig BlockierDrehmoment) halte ich an der Stelle für weniger geeignet. Auch ein deutlich schwerer AnlasserMotor macht an der Einbauposition eventuell auch Probleme mit dem ModellSchwerpunkt, und Regerleistung.

Ein größer EingangsElko an dem bürstenRegler könnte auch helfen, bei niedrigem Akkuzustand noch genügend Anlaufdrehmoment zu erzeugen.

 

[GC]

Die Idee mit dem Edel- oder Keller-Motor war ja von mir. Aber dennoch würde ich den Vorschlag von Markus mit dem Johnson Motor für 1.95 € (das Risiko ist wohl überschaubar) realisieren. Bei ihm passt der Achsdurchmesser und es muss nichts abgedreht werden. Am besten einen 5poligen Motor nehmen. Mabuchi und Johnson Motoren haben übrigens auch Kohlen.
Der Keller Motor hat eine 5mm Achse. Hier muss ein neues Zahnrad beschafft werden.
Besser ist es, den Akku immer gut beobachten.
P.S.: Mein Hacker BL hat übrigens gleiche Maße wie ein Speed 600, aber auch 6000KV.

 

[bendh]

Was sagt denn der Hersteller zu diesem Problem?
Der Anlasser wird ja sicher öfter eingesetzt. Haben andere da kein Problem?
Dann würde ich mich fragen was ich falsch mache.
Wenn nicht ist es eine Fehlkonstruktion und gehört reklamiert.

 

[Bernd E.]

Hallo Markus,

sag mal die Übersetzung vom Anlassergetriebe und den Durchmesser der Motor Welle, dann kann ich in meinem schlauen Buch schauen ob der ultra 930/6 nicht genau passend ist. Hab da son Gefühl.
Dreht schnell und kräftig. Meißt sind in der Bucht für ein paar Euro gleich Steller mit bei.

Leerlaufdrehzahl des Verbrenner hab ich noch vergessen.
Ritzel bekommt man auch im Netz, auch mit passendem Loch. Ein Akku mit etwas mehr Kapazität bringt auch was. 2-3000mAh dann gibt's auch Reserve.

 

[S_a_S]

Hmm, ok. Und das ganze einfach vom Sender aus selbst realisieren, geht nicht? Also mit einem Sequencer?

vom Sender aus könnte man schon die Ansteuerzeit begrenzen. Ein normaler Startvorgang dauert 2..3 s, wenn der Motor gleich durchdreht und Gemisch/Zündung soweit passt.

Der Anlassermotor hat auch kein Problem, den Motor 10s oder länger durchzudrehen (bis Sprit angesaugt ist) - dazu die zweistufige Übersetzung und eine erforderliche Leistung von 200W bei 50% Wirkungsgrad, also 100W Heizleistung und 100W an der Welle.
Wobei die Anleitung genau davon abrät:

Achtung: Der Starter darf nicht verwendet werden um einen Motor, der falsch eingestellt ist
oder der herkömmlich nicht anspringt zu starten. Saugen Sie daher vor dem Starten genügend
Benzin an, so wie es in der Anleitung des Motors beschrieben ist.

Wenn aber der Motor auf Block geht (OT-Lage oder abgesoffen) und der Starter sich nicht dreht, bekommt das der Sender nicht mit (der Pilot auch nicht gleich) - und 5s mit 1,2kW (12 facher) Heizleistung führt halt zu Rauch.
Und wenn der Motor sich nach den ersten 5s nicht bewegt hat, wird er es nach einer 1s Wartepause direkt danach auch nicht tun.

Der Blockierstrom als solches ist nicht das Problem - der tritt bei JEDEM Anlaufen ein, aber normalerweise nur für einen sehr kurzen Augenblick (sieht man deutlich als Funken, wenn man den Akku direkt an den Motor hält).

Ob jetzt der Originalmotor (Etikett 12-15V) mit frisch geladenen 4S (=16,8V) zu sehr gestresst wird? Auf jeden Fall ist das ein Betrieb außerhalb der Herstellerempfehlung. Klar kann man den Hersteller darauf hinweisen bzw. nerven, indem man oft genug Nachbesserung verlangt. Aber dazu müsste man sich strikt an die Anleitung des Verbrenners, des Starters und der Elektronik halten. Was in manchen Punkten absurd sein könnte (von Hand in Ausgangsstellung drehen...), weil dann braucht man keinen Bordanlasser.

Grüße Stefan

 

[Oxymoron]

Hmm, ok. Und das ganze einfach vom Sender aus selbst realisieren, geht nicht? Also mit einem Sequencer?

Eine Möglichkeit wäre es, im Sender einen Sequenzer für den Startvorgang zu konfigurieren. Mittels eines (Hall-) Sensors, der als digitaler Schalter an einen entsprechend konfigurierten (digitaler Eingang) Empfängerkanal angeschlossen wird und als logischer Schalter im Sequenzer dazu genutzt wird, den Startvorgang automatisch abzubrechen, wenn sich der Motor nach dem Start nicht innerhalb von z.B. einer Sekunde dreht. Mit Jeti wäre das problemlos realisierbar, mit anderen RC-Systemen kenne ich mich nicht aus.

Ob jetzt der Originalmotor (Etikett 12-15V) mit frisch geladenen 4S (=16,8V) zu sehr gestresst wird? Auf jeden Fall ist das ein Betrieb außerhalb der Herstellerempfehlung.

Nein, laut Anleitung ist eine Versorgungsspannung von 12-21V und der Betrieb mit bis zu 5S LiPo vorgesehen!

 

[Bernd E.]

Hallo,

Markus meldet sich gar nicht mehr. Vielleicht ein bißchen viel Infos?

Ich versuche mal das ganze zusammen zu fassen.

Anmerkung vorweg, ich denke auf den ganzen Programmierkram mit Sensoren, Hall Gebern etc. kann verzichtet werden, wenn die Komponenten stimmen und passend zur Anforderung stehen. Ein 5S Betrieb geht bei solchen Billigmotoren der genannten Art und Spannungsbereich nur, wenn sie über Getriebe frei drehen können und nicht so einen Kompressionsdruck zu überwinden haben. Da reicht auch Kurzzeitbetrieb zum Glühen - ist eine Verschleißauslegung - schnell brennt der Kollektor, ist wie Schweißen

- Also ein guter 4S Akku mit 2500 bis 3000 mah / verkürzt die Anlasszeit und schont dadurch den Motor (Spannung im Betrieb messen wie weit diese einbricht)

- Wenn Billigmotor, dann 5Pol, eingelaufen (hier mal suchen nach Einlaufen von Bürsten-Elektromotoren), einen mit möglichst hohem Drehmoment aussuchen, oder die Vorschläge umsetzen

- Möglichst Zuleitungen zum Motor kurz halten und 4qmm verwenden. Die können den Strom auch ab

Falls bei dem einen oder anderem bei der Durchführung Fragen aufkommen, mal die Elektro-Fraktion auf dem Platz fragen. Die haben das Equipment meist um mal was zu messen.

Wieder zu lang. Na ja mal schauen was bei raus kommt. Ich drück die Daumen.

Grüße, Bernd

 

[s.nase]

Bürstenmotoren sind nicht besonders gut für KurzzeitBetrieb bei hohen Lasten geeigent, weil der Kollektor und die Bürsten ausreichend mechanische Laufzeiten(Reibung) braucht, um auch elektrisch zuverlässig zu funktionieren.

Die 5sec Nachlaufzeit ist also durch aus kein Nachteil, wenn der Bürstenmotor dabei nicht blockiert. Ein Überlastschutz, der beim Erreichen der Lastschwelle einen kurzen Drehrichtungwechsel Impuls auslöst, wäre meinem Empfinden nach die beste Lösung. Damit wäre es auch kein Problem mehr einen abgesoffenen Motor zu erkennen, und der Anlasser kann auch 'Schwung' aus dem UT holen.

 

[akrobatikus]

hab halt nicht die Zeit hier immer online zu sein - Aber es sind gute Infos die ich hier lesen kann. Werde mir Gedanken machen wie ich vorgehe. Ein Zurückdrehen vom Motor auf UT ist wegen dem Freilauf ja nicht möglich. Also werde ich mal abwägen was möglich ist mit nem Bürsten - oder mit einem Bürstenlosen Motor zu arbeiten. Ist nicht einfach wenn Ritzel, oder Montagelöcher neu gemacht werden müssen - also eine PlugPlay Variante bevorzuge ich natürlich....

 

[lastdownxxl]

Hallo Markus,

für den JOHNSON HC615L hab ich mal die Leistung und das Drehmoment mit einer Getriebeübersetzung von 1:30 bei einer
Spannung von 14.8V (4S LiPo) berechnet. Die Getriebeübersetzung ist geschätzt (1:5 * 1:6), basieren auf den Durchmesser der Zahnräder dargestellt in #10. Die max. Leistung beträgt ca. 180 Watt bei einem Drehmoment von 5 Nm und einer Drehzahl um die 380 rpm. Die Anlasserdrehzahl
müsste mehr als ausreichend sein, normalerweise eher im Bereich von 200 rpm bei einem Ottomotor.

Der Motor müsste m. E. eigentlich funktionieren. Bei dem Preis von 1.95 € kann man eigentlich nichts falsch machen.

Noch ein Link zu einer bürsten Motoren Datenbank: https://rc-powerboat-team-schleiden.jimdo.com/bürsten-motoren-datenbank/

Gruss
Micha