Ich hab' da so 'ne Idee: Mehr Spannung statt Strom

X-Wing

User
Hi ihr,

Ich hab' da mal wieder so 'ne Idee/Frage:

Könnte man ein Motor (z.b. Speed 700) einfach mit mehr Spannung laufen lassen, den dann mit einem Getriebe versehen und eine andere latte dazugeben?

Was kommt da raus?

Meine Idee:

Anstatt 10V 20V und dafür nur 15A anstatt 30A...

Die Watt"zahl" bleibt ja gleich ... beide male 300 Watt Eingangsleistung.

Problem: Motor dürfte "rein Theoretisch" (Milchmädchenrechnung) doppelt so hoch drehen... Also entweder 1:2er (also wieder "normale" Drehzahl) Getriebe, oder wenn schon verhanden, eine entsprechend doppelt so hohe Übersetzung wählen.

So hätte man erstmal das "Drehzahlproblem" im Griff.

Mit der entsprechenden Latte und etwas Glück bekäme man da doch sicher ein guten (besseren) Wirkungsgrad hin? Oder ?


Ob Sinn oder Unsinn:
Wäre das überhaupt so möglich?
 

Ulrich Horn

Moderator
Teammitglied
Hallo Ingo,

einfache Elektromotoren (und dazu gehören z.B. die Speed- und Mabuchi- Typen, die ja eigentlich aus dem Consumerbereich kommen) haben konstruktionsbedingt ein sehr geringes Drehmoment.
Leistung, auf die wir so scharf sind, ist das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl, folglich haben die meisten dieser Motoren sowieso eine hohe Nenndrehzahl.
Verbrenner haben eine ausgeprägte Drehmomentkurve. Wird der Kolben schneller als die Flammfront, hat er keine Leistung mehr. Bei E-Motoren gibt es das nicht, und von daher ist Dein Ansatz in erster Näherung richtig: Je höher die Spannung, desto schneller drehen sie und desto höher die Leistung.

Viele einfache Motoren fühlen sich bei 30.000 bis 50.000 rpm pudelwohl, nur braucht man ein Getriebe, um die hohen Drehzahlen nutzen zu können.
Klar, man kann die Drehzahl noch weiter erhöhen, nur fliegen die Motoren dann auseinander.

Die im Modellflug gerne verwendeten teureren Hochleistungsmotoren sind entweder besonders drehzahlfest, oder durch besondere Konstruktion so ausgelegt, dass sie ein hohes Drehmoment haben und deswegen auch bei geringer Drehzahl hohe Leistung abgeben.

Als ich mit der Elektrofliegerei anfing, habe ich genau das mal ausprobiert. Der Flieger (2m Hotliner, Speed 700 9,6V, 10 Zellen) ging mit 12 Zellen tatsächlich erfreulich besser.
Über die komischen Plastikteile, die eine zeitlang überall im Rumpf herumflogen, hatte ich mich zwar gewundert, aber der Motor lief viele Flüge einwandfrei.
Irgendwann habe ich den Flieger geerdet und den Motor ausgebaut. Irgendwas kam mir komisch vor, also habe ich einen anderen baugleichen Motor daneben gelegt.. und siehe da: der andere hatte ein Lüfterrad, dessen Flügel verdächtig nach den kleinen Plastikteilen aussahen :D

Langer Rede kurzer Sinn: wäre der Motor nicht in einem Hotliner eingesetzt gewesen, sondern in einem Kunstflugmodell, bei dem es kaum Abkühlphasen im Flug gibt, wäre er vermutlich einfach zusammengeschmolzen.

Grüße, Ulrich Horn
 
Hallo,

hinzukommt, dass diese Motore meistens nur 3nutige Anker haben und somit nicht für wesentlich höhere Spannungen ausgelegt sind. Das zu erwartende Feuerwerk am Kollektor ist ein sehr großer Störfaktor, der nur schwer zu unterdrücken ist. Selbst bei 5 nutigen Ankern (Turbo) ist es nicht unproblematisch die Nennspannung zu verdoppeln. Vom Prinzip her ist die Überlegung richtig, aber die Drehzahlen sind das Problem wie auch schon Ulrich geschrieben hat.

[ 06. November 2003, 07:23: Beitrag editiert von: Gerhard Würtz ]
 

X-Wing

User
aha... also Theoretisch (da grüßt wieder das Milchmädchen) möglich... Jedoch leider nicht praktisch, bzw. nicht wenn zu wenig Kühlluft zugeführt wird.

OK...

Nur schade, dass ich nur 8 Zellen rumliegen hab' sonst würde ich das echt mal ausprobieren.

Naja, Vielen dank an euch.
 
"Nur schade, dass ich nur 8 Zellen rumliegen hab' sonst würde ich das echt mal ausprobieren."

moin,

nun 2 8 zeller in serie haben wohl dann die doppelte spannung
also wenn du unbedingt testen willst mache dies

mfg flo

PS: schreib mal bitte was passiert ist
 

Gast_2222

User gesperrt
Tach Tibos, das iss ja alles ganz richtig, bis auf:
Original erstellt von TIBOS:
Hallo Ingo,

Verbrenner haben eine ausgeprägte Drehmomentkurve. Wird der Kolben schneller als die Flammfront, hat er keine Leistung mehr. Bei E-Motoren gibt es das nicht, und von daher ist Dein Ansatz in erster Näherung richtig: Je höher die Spannung, desto schneller drehen sie und desto höher die Leistung.
E-Motore erzeugen bei Drehung eine Gegenspannung, die den Strom regelt. Je höher die Drehzahl, desdo höher die Gegenspannung desdo kleiner der Strom. Damit haben die E-Motore auch ihre charakteristische Drehmomentkurve und eine Maximaldrehzahl: Gegenspannung gleich anliegende Akkuspannung -> Strom Null, Leistung Null.

Viele Gruesse, Wolfgang
 

Eckehard

User
Hai zusammen,

noch ein Hinweis:
ein weiterer positiver Aspekt ist, daß durch den geringeren Strom auch die Verluste an den leider vorhandenen schadhaften Widerständen geringer sind.....

--> besser

Aber, trotzdem ist diese Maßnahme "in Maßen" durchzuführen....

Eckehard
 

X-Wing

User
hi flo,

Ich sagte, dass ich ein Achtzeller (also 1x 8) rumliegen hab' (der andere ging bei 'nem crash hops)... Sonst hätte ich's schon längst gemacht !

Und leider kenne ich auch niemanden, der 12- 20 Zellen besitzt. :(
 

Gast_2222

User gesperrt
Tach X-Wing,

es fehlt bislang das praktische Problem, dass Spannung Gewicht kostet. 8 zusaetzliche Zellen sind eben 400-500 Gramm mehr. Soll doch noch fliegen, oder ;)

Weiterhin glaub ich dann nicht an signifikante thermische Probleme, wenn Du bei Spannungserhoehung keine Leistungserhoehung verlangst. D.h., Du dimensionierst Getriebe/Luftschraube derart, dass die Leistungsabgabe/-aufname etwa gleich bleibt.

Willst Du dies und zB eine groessere Flugzeit, investier wg Gewicht besser in Akkus hoeherer Kapazitaet. Iss Geld nich da -> oefter Laden... ;)

Viele Gruesse, Wolfgang
 

MiGli

User
Hallo,
habe ich das jetzt richtig verstanden:
Bei gleicher Leistungsabgabe, hat der Antrieb mit höherer Spannung und niedrigerem Strom aufgrund der geringeren Verluste (Stromabhängig?!) eingentlich einen besseren Wirkungsgrad...
Das Hauptproblem ist hohe Spannung --> mehr Zellen --> mehr Gewicht.

Beispiel:

Speed 400 mit Günni zieht an 8 Zellen (8,8V), sagen wir 12A = 8,8*12 = 105,6 W

8 KAN 1050 wiegen 8*22g = 176g
Jetzt,
176g/13g = ~13 KAN 650

105W/(13*1,1V)= 7,3 A

Laufzeit dürfte rechnerisch bei beiden in etwa gleich sein, aber wenn der 650er einen Wirkungsgradvorteil besitzt, dann müßte der länger laufen, bzw. mehr effektive Leistung bringen, da nicht soviel Verlustwärem produziert wird, oder?

Kann man das rein theoretisch so machen, oder ist das totaler Schmarrn?

Das nächste bei der Überlegung wären dann ja Lipoly, die ja eher hohe Spannungen liefern, aber geringere Ströme, bei massiven Gewichtsvorteil...

Grüße,
Micha

[ 07. November 2003, 17:46: Beitrag editiert von: MiGli ]
 
Moin!

Nur mal so als Beispiel:

Ich habe in meiner Floppy einen entstörten Robbe Power400/35 (6V) mit Ring an einem Cosmotec 1:4,5 Getriebe laufen. Mit 10 Sanyo N3US und einer 10x8 Klapplatte zieht das Ganze im Mittel 8A. Laufzeit etwa 6 min.

Ohne Getriebe dürfte ein 6V Speed400 an 10 Zellen an der Latte mit einem grellen Lichtblitz verdampfen :D oder zumindest eine extrem kurze Lebenszeit haben.

Was können die Kan1050 eigentlich an Maximalstrom liefern?

[ 07. November 2003, 21:52: Beitrag editiert von: Christian Dombrowski ]
 

Gast_2222

User gesperrt
Tach zusammen,

ich kann zum Wirkungsgrad nicht viel allgemeines sagen, ausser dem hier: Der Wirkungsgrad eines Propellerantriebs steigt mit abnehmender Drehzahl bei gleichzeitiger Vergroesserung des Props. Aber das hilft nicht weiter, weil der Wirkungsgrad noch von allem abhaengig ist, was zwischen Tank (aeh Akku) und Prop ist.

Bei Elektro gilt allgemein auch, dass bei gleichem Motor/Getriebe der Prop kleiner wird bei zunehmender Zellenzahl. Der Grund liegt daran, dass man dem Motor eine hoehere Drehzahl goennen muss, damit der Strombedarf kleiner wird und die Leistung gleich bleibt (groessere selbstinduzierte Gegenspannung). Christians Motor raucht also zurecht ab, weil er bei gleichem Prop ohne Getriebe viel langsamer dreht und damit zu viel Strom zieht.

Spielt Geld mal keine Rolle, wuerd ich schauen, dass ich die vom Modell geforderte Leistung mit moeglichst wenig Zellen und der gewuenschten Flugzeit kombiniere. Bei einer Leistung von 250W und gewuenschter Flugzeit von 10Min muss ich also 40Wh laden. Das sind 12 Zellen zu 1,2V mit je 3Ah so als Abschaetzung. Das ist antriebstechnisch (Getriebe anpassen) aehnlich wie 24 Zellen zu 1,5Ah, gewichtsmaessig nun ja...

Viele Gruesse, Wolfgang
 
Hallo X-Wing,
ich schätze nicht sondern habe das vor Jahren auf Hans Lehners Prüfstand gemessen,da wir bei den Booten diesen Motor nicht nur mit 12 zellen sondern auch mit 20 Zellen eingesetzt haben.
Ergebnis:der Speed 700 erreicht mit 82%einen höheren Wirkungsgrad und er verträgt da wie Du ihn einsetzen willst alles viel besser wie mit 12 Zellen,da ja die Verluste geringer sind bei der höheren Spannung wird der Motor bei der höheren Drehzahl weniger heiß.Auch kühlt sich der Motor durch die höhere drehzahl besser,ein Lüfterrad ist bei unseren of quälenden Einsätzen(5-6 minuten Dauervollgas im abgedichteted Bootskörper)noch nie auseinandergeflogen oder geschmolzen.
Ich kann Dir das nur empfehlen.Im Übrigen macht es bei Ferritmotoren noch mehr sinn mit der Drehzahl raufzugehen wie bei Seltenerden Motoren da die Wirbelstromverlusten in den Magneten bei ferrit praktisch unter den Tisch fallen.
 
Hallo,

@Christian; Wie habt Ihr damals den Funkenflug am Kollektor in den Griff bekommen? Mit stärkeren Federn, Tuningkohlen? Bei den hohen Drehzahlen besteht doch immer die Gefahr, dass die Kohlen abheben und es dadurch zu einer höheren Funkenbildung und damit auch Störquelle kommt. Waren das 3nutige oder 5nutige Motoren?
 
Hallo Gerhard,
der Speed 700/9,6V hat einen 5 nutigen Anker und bei 20ig Zellen ist das noch kein Problem.Für die Ewigkeit ist so ein Motor eh nicht.
Ich freue mich Heute über einen neuen Geschwindigkeitsweltrekord für Modellrennboote den Joerg Mrkwitschka in LA mit 120.7mph aufgestellt hat.Damit ist das erstemal ein Elektrorennboot schneller als ein Verbrennerboot.
Nur so of topic,ist schon unglaublich die Jungs saugen die Akkus innerhalb weniger Secunden leer.
Eine durchfahrt in einer richtung sind in 6-7 secunden vorbei.
 
Hallo,

aber bei so hohem Strom kann das Boot schnell zum verbrannten Boot werden und dann ist es auch ein Verbre(a)nne(t)er. :D
 

Dix

User
Ne wichtige Sache zur Verringerung von Kollektorfeuer ist einlaufen lassen, timen und ne Schottkydiode (siehe Tipps).

Sollte sich jeder selbst von überzeugen!! :eek:

Üblicherweise können/werden Motoren mit dreinutigem Anker bis zehn und fünfnutigem Anker bis zwanzig und größere auch mit mehr Zellen betrieben. Ohne Reue ;D
 
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