Maxi-LRK gefolgen und vermessen

Hallo LRK- Freunde

Habe mal einen LRK mit 54 mm- Stator gebaut, geflogen und vermessen. Lässt sich ganz gut an!

Motordaten:

LRK540/20-20 (3*0,65 mm), Bleche von Flyware, Einzelzahnbewicklung von Dr. Arnim Selinka, Mechanik von Emil Kühfuß, Rotordurchm. 61 mm, Magnete 20 * 5 * 1,8 mm, (14 x 2 Stück). Controller Master Jeti 8-30 opto, 77A (Timing 18 Grad). Masse: 460 g (ohne Kabel & Stecker), nspez ca. 330 rpm / V, Motorkonst. ca. 132 000.

Die mech. Dimensionierung liegt bewusst auf der sicheren Seite (8 mm- Stahlachse, Kugellager 22*8*7 mm), zusätzl. Achsstummel auf Seiten der Rotorglocke zur optionalen Direktmontage von Luftschrauben von 16’ bis 18’ (19’ ?) bei 30 Z bzw. 24 Z, eingeklebte Leiterplatte zum Fixieren der Wicklungsenden.

Erprobt wurde der Motor in einer 1,8 m- Extra 300 L von Zoder (ca. 5,5 kg mit 30 Z RC-2400). Zwar ist die 16 * 13 CAMCarbon etwas zu klein für das sehr angenehm langsame Kunstflugmodell (Wurzelprofil 15 %). 24...26 Windungen wären wohl ideal gewesen, doch das weiß man jetzt, nachdem man einen Motor bewickelt und vermessen hat. Flugleistungen und Flugdauer sind dennoch überzeugend.

Leider ist der Motordurchmesser für den eigenen Prüfstand zu groß. So wurde im eigenen Beisein auf dem Prüfstand der Gebr. Köhler, welcher für solche Kaliber ausgelegt ist, vermessen (Danke!).

Highlights:

etamax bei 24 V Betriebsspannung und ca. 18 A > 91 % bei 6980 rpm
etamax bei 30 V Betriebsspannung und ca. 18 ...22 A > 90 % bei 8820 rpm.
(die Nachkommastellen sparen wir uns mal!)
Bei 30 V / 40 A (1,2 kW) liegt eta noch bei ca. 88 %, extrapoliert wird eta bei 60 A noch > 85 % betragen!
:)
Ludwig Retzbach

Bilder und Messkurven folgen.

[ 14. Oktober 2002, 13:34: Beitrag editiert von: LRetzbach ]
 
Hi LRetzbach!

Hört sich gut an. Danke für die Info. Eine Frage stellt sich mir allerdings als einem der gerade anfängt sich durch das theoretische Unterholz zu schlagen:

Motorkonst. ca. 132 000.
Nach W. Geck ist kM = 1 / (ns * 0,10472). Wie kommt man so auf eine Motorkonstante von 132000 ?
Das würde doch eine ns von gut 1,2 Mio betragen :D :D Hab ich da was falsch in Erinnerung oder ist das bei LRKs gänzlich anders ?

War doch jetzt hoffentlich keine allzu blöde Frage, oder :confused: :confused:

Grüße TurboSchroegi
 
Hallo TurboSchroegi,

bekanntlich gibt es keine blöden Fragen, nur -nennen wir's mal- unklare Antworten ... . So war ich wohl irrtümlich der Meinung, dass sich dies allein aus dem Zusammenhang erklären müsste. Es gibt natürlich mehrer Möglichkeiten, einen Motor zu beschreiben. Die oben genannte Konstante (sie wurde in früheren Veröffentlichungen schon immer wieder benutzt) ergibt sich als Produkt aus Statorlänge, Windungszahl (beides steckt bereits in der Motorbezeichnung ../20-20) und der spez. Leerlaufdrehzahl (330rpm / V). Sie gilt dann als feste Rechengröße für jeden Motor, der aus gleichartigen Blechen aufgebaut und mit gleicher Polzahl, Rückschlussdicke, identischem Magnetmaterial etc. ausgestattet ist. Daraus lässt sich dann bei gegebener Statorlänge z.B. die Windungzahl berechnen, wenn der Motor eine andere Drehzahl haben soll. (bei einer gewünschten Leerlaufdrehzahl von ca. 250 rpm / V ergeben somit 26 Wdg.)
Also: Gute Frage!
Gruss
Ludwig Retzbach
 
Hallo Ludwig!

Danke für die schnelle Aufklärung der Dinge :)

Oftmals ist es garnicht die Physik selbst sondern der "Dschungel" durch den man sich schlagen muss um zum Nämlichen zu kommen. Auf jeden Fall: Missverständnis ausgeräumt und den Eindruck gewonnen, dass es an der LRK Front doch etwas anders zugeht :)

Ach ja, von was für früheren Veröffentlichungen sprichst Du ? Kann ich da was nachlesen ? Oder gibt's vielleicht sowas wie "LRK Theorie für Umsteiger von Normalmotoren" ?

Danke + Grüße TurboSchroegi
 

Michael Schöttner

Vereinsmitglied
Hallo Ludwig, hallo zusammen,

hier das Bild des Motors:


Und hier sollten die Kennlinien stehen:

Kennlinie 30V

Viel Spaß beim Fragen beantworten, Ludwig.

Gruß, Michael

[ 15. Oktober 2002, 08:35: Beitrag editiert von: Michael Schöttner ]
 
Hallo,

eine sehr interessante Maschine und des Nachbaus wert. Wenn ich es richtig verstanden habe, ist die Wicklung: erste Wicklung 1-4-7-10 aufgebracht. zweite Wicklung entsprechend 2-5-8-11.usw Welche Ríchtung wurde gewickelt?

Gruß Gerhard
 

Michael Schöttner

Vereinsmitglied
Guten Morgen Ludwig,

mir gefällt das Maschinchen ausgesprochen gut! Glückwunsch!
Vor allem wird eines deutlich: Man braucht keine riesen Magnetklötze um genügend Drehmoment zu holen. Man beachte: 1,8mm dick!
Man sieht auch, daß man mit größeren Maschinen wesentlich bessere Ergebnisse erziehlt, da hier störende Größen wie Luftspalt... im Verhältnis kleiner sind.
Die Wicklung von Arnim ist auch interessant. Schön wäre es, wenn man zum Vergleich noch eine "Ur- LRK- Wicklung" hätte um zu zeigen, was die Wickelköpfe am Eta machen.
Ich denke auch, daß der Motor noch lange nicht an seinem Leistungsmaximum ist. Aber da tastest Du Dich sicher noch ran, oder?

Schöne Grüße, Michael

Ps: Weiß nicht, warum bei mir die 24V Kennlinie nicht funktioniert. Hab von hier aus Leider keinen Zugriff auf meinen Webspace. Werd's heut Abend mal richten.
 
Hallo Ludwig,
Gratulation zum schönen Motor,die Flyware Bleche sind wohl nicht von schlechten Eltern das haben auch schon die Daten aus dem anderen Fred gezeigt.
Zur Wicklung kann ja vielleicht der Armin etwas sagen.RI ist auf jeden Fall kleiner da kleinere Wickelköpfe.
 
Hallo zusammen,
ein paar Frage kommen auf!

Zuerst die Frage nach der Wickeltechnik: Es ist nicht die "Klassik- Wicklung" wie oben angedeutet, sondern die richtige LRK- Bewicklung, nur, dass sich lediglich 50 % der Windungen auf einem Schenkel befinden. Der jeweils nächste Stift bekommt dann den Rest (mit umgekehrtem Wickelsinn). Also 1+2', dann geht der Draht diagonal nach 7'+8. Ist es sehr schlimm, wenn ich mit dem Schaltschema auf den nächsten "Aufwind" vertröste? :D Dort haben wir die neue Wickelvariante genau beschrieben und die Ergebnisse mit der ursprünglichen Methode verglichen. (Auch die LRK- Welt muss sich schließlich weiterdrehen.)Nur soviel voraus: Die Vorteile zeigen sich haupsächlich bei kurzen Motoren, so, wie dem vorliegenden. Er ist auf hohe Drehmomentdichte optimiert. Die Leistungsgrenze liegt sicher nahe bei 2 kW. Die Länge wurde so bemessen, dass es noch Sinn macht, auch mit 30...32 NiMH- Zellen zu versorgen, ohne diese beim Strom zu überlasten (Imax 50...55 A). Bei längeren Maschinen würden sich dann wohl eher die "dicken" N-3000CR anbieten, die 70..80 A abkönnen.
 
Dort haben wir die neue Wickelvariante genau beschrieben ..... (Auch die LRK- Welt muss sich schließlich weiterdrehen.)
??????

diese "neue Wickelvariante" wurde seit Februar bei vielen Leuten benutzt und in rco diskutiert, ist also gar nicht neu (ganz zu schweigen von den Patenten die 8 Jahre alt sind)

Jeder der rco-Dateien besitzt, kann selbst drin lesen. Also wieso wieder die Geheimnistuerei.

Wickelschema mit 120Grad Symetrie, 3 Phasen je 120Grad

1-2'-8-7'
5-6'-12-11'
9-10'-4-3'

oder linear

1-2'-7'-8
3'-4-9-10'
5-6'-11'-12

In meiner symetrische Schreibweise (Vorteil fuer die spaetere Dreieck-Verschaltung, da die Enden als Nachbarn aus dem Stator rausgehen) sieht es folgends:

A:1-2'-7'-8
B:9-10'-3'-4
C:5-6'-11'-12

Verbinden (Nachbarzaehne):
Ende von A mit Anfang von B 8-9
Ende von B mit Anfang Von C 4-5
Ende von C mit Anfang von A 12-1

Da die Spulen in einer Reihe (Reihenschaltung) beliebig vertauscht werden koennen, existieren ziemlich viele Varianten:

1-2'-8-7' == 2'-1-8-7' == 2'-1-7'-8 == etc Kombinatorik von 4 Positionen.

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Ich bin in Feb.2002 dazu gekommen, das die klassiche SPS-Wicklung mit 6 Spulen besser ist, als die Einzelzahnbewicklung mit 12 Spulen, wo 1-2'-8-7' und etc bewickelt wird, weil bei der klas. SPS-Wicklung weiterhin eine Mischphase entsteht, also eben SPS.

Was ich mit der Mischphase meine, habe ich schon mal erklaert: Ist der Zahn 1 mit Phase A, Zahn 2 unbewickelt, Zahn 3 mit Phase B also 120 Grad beaufschlagt, dann entsteht auf dem Zahn 2 eine Summation der beiden magnetischen Fluesse von links und rechts und entsteht somit eine vektoriele Summe von 0 und 120 als 60 Grad Phase.

Bei dieser Methode, SPS genant,

Die brisante Idee eines langsam drehenden Elektromotors

bekommt man dann in der Tat magnetische Fluesse mit 6 Phasen!

Die Drehzahl pro Volt muss der algemeinen Konstante, die ich auf meiner HP darlegte, folgen.

http://www.aerodesign.de/peter/2001/LRK350/Wie_viel_windungen.html (das ist uebrigens die Veroeffentlichung, die Ludwig gemeint hat)

und schliesslich:

http://www.aerodesign.de/peter/2001/LRK350/WL-Kennzahl.html

Dagegen ist die Wicklung 1-2-8-7, wenn ich mich nicht irre, um xx% schneller drehend, als ob man xx% der Windungen geklaut haette (die %-Zahl kann groesser oder kleiner werden, je nach Zahnkopf), was auch leicht nachvollziehbar ist, da man keine Mischphasen hat. Bekannterweise um so mehr Phasen (frueher hat man 4 ud 5 Phasen Motoren gebaut) desto gleichmaessiger dreht der Motor.

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Deshalb wundert's mich die Geheimninstuerei, wenn schon so viele Leute die Methode benutzt haben, sie als neu darzustellen.

[ 15. Oktober 2002, 16:52: Beitrag editiert von: Peter Rother ]
 
Hallo Peter,
danke für die freundliche Ergänzung.

Eine persönliche Bitte: Erspar’ uns die Neuauflage des alten Glaubensstreits um die bessere Wickelmethode. Ich erinnere mich mit Grausen an die endlos unfruchtbaren Diskussionen zu diesem Thema (war es noch zu rc- online- Zeiten?), und war der Meinung, das sei inzwischen abgehakt.
Es soll jetzt weder darum gehen, die Ehre eines 8 Jahre alten Patents anzukratzen, noch die famose SPS –Idee (die ich schließlich selbst in die Modellflugwelt gesetzt habe) irgendwie in Frage zu stellen. Gleichwohl muss es doch erlaubt sein, auf der Basis dieser gesicherten Erkenntnisse weiterzuarbeiten, um vielleicht doch noch weitere Verbesserungen zu erreichen.

Ich halte übrigens Deinen Einwand mit der 6- Phasen- Betrachtung für nicht abwegig, nur bringt er uns nicht weiter, solange nicht abschließend erforscht ist, wie sich die Flussveränderung im Zwischenzahn auf die Motorcharakteristik auswirkt.

Ich mache Dir einen Vorschlag: Besorg’ Dir bei Herrn Wehrle ein 20 mm Blechpaket der beschriebenen Art (gerne behilflich!), und bewickle es mit 20 Windungen Kupferlackdraht, so, wie Du es für richtig hältst. Den Motor drumherum zu bauen wird Dir ja nicht schwer fallen (reiche gerne die genauen Maße an Dich weiter). Wenn dies alles übereinstimmt, treffen wir uns vor dem Prüfstand unseres Vertrauens (nicht meinem, nicht Deinem, und Pletti hat wohl zwischenzeitlich auch verspielt). Na vielleicht kriegen wir ja die Köhlers noch mal rum? Wir könnten dabei (um bekannte Messprobleme a priori auszuschließen) den selben Rotor (gerne meinen) benutzen.

Nur eine Bedingung habe ich: das Ergebnis wird veröffentlicht, unkommentiert ohne wenn und aber!
Sehe symbolisch meine Hand in Deine Richtung ausgestreckt! Du brauchst nur einzuschlagen.

Mit SPS-Gruß Ludwig

[ 15. Oktober 2002, 19:32: Beitrag editiert von: LRetzbach ]
 
Hallo Ludwig

so einen Motor haben wir, wie gesagt, vor lange Zeit vermessen und mit derselben Glocke und selben Stator mit 14w als SPS gewickelt, verglichen. Lass mich den Motor finden:



damals haben wir aufwendige Untersuchungen durchgefuehrt, mit dem Ergebniss diese Art der Bewicklung nicht anzuwenden. :)

Mir ging's auch nicht um die Frage was besser ist, soll jeder fuer sich entscheiden, sondern dass Du diese Art der Bewicklung als was neues darstellst (Auch die LRK- Welt muss sich schließlich weiterdrehen.)

Ich sage auch, einige Leute in rcoline wie auch in rcline haben die Bewicklung schon mehrmals angewandt, lange vor Dir, und keine Geheimnise daraus gemacht, wie sie gewickelt haben, oder dass sie was Neues gemacht haben. Nur dadrum's geht.
 

Heinz-Werner Eickhoff

Vereinsmitglied
Original erstellt von Peter Rother:

Ich sage auch, einige Leute in rcoline wie auch in rcline haben die Bewicklung schon mehrmals angewandt, lange vor Dir, und keine Geheimnise daraus gemacht, wie sie gewickelt haben, oder dass sie was Neues gemacht haben. Nur dadrum's geht.
Hier liegst DU falsch Peter.

Es geht ausschließlich um "Habe mal einen LRK mit 54 mm- Stator gebaut, geflogen und vermessen"

Also bleibt beim Thema und sachlich bitte, so wie Du es auch von anderen verlangst.

HWE
 

Michael Schöttner

Vereinsmitglied
Hallo Ludwig,
also ich bau gerne einen mit der "klassischen LRK- Wicklung" (darf man die so nennen?) um bei den Köhlers zu vergleichen. Wenn das so richtig ist, was behauptet (Verzeihung, und auch schon nachgewiesen) wurde, dann müßten ja locker noch paar %Punkte im Eta drin sein.

Ich finde, damit man in der Frage weiter kommt, könnte es von Vorteil sein, wirklich zu vergleichen. Wie gesagt, ich bin dabei, da ich über kurz oder lang eh so einen Motor bauen möchte.

Sich Phasenweise überschneidende Wicklungen sind im Motorenbau üblich und haben, wie alles Vor- und Nachteile. Die mit sogenannten Flyerwicklungen versehenen Actros und Newtors sind ja schließlich auch nicht von schlechten Eltern was den Eta angeht. Und selbst die fast 100Jahre alte Wellenwicklung sollte man mal wieder hervorholen.

Schöne Grüße und verwickelt Euch nicht ;)
Michael Schöttner
 
Hi Beinander,
und wer hat den diese art der Bewicklung wirklich als erster an den Motoren angewendet und warum haben die Diskusionen damal angefangen.Diese art der Bewicklung hat als erster Andreas Wehrle an seinen Flyware Motoren ausgeführt,und erreicht mittlerweile die gleichen Lehrlaufdrehzahlen wir mit SPS.
Peter,das Internet ist eine sehr kleine Gemeinde und eine Veröfentlichung in einer Zeitschrift wie
AUFWIND hat einen ganz anderen Kreis an Lesern.Das ist aber die wirkliche LRK Gemeinde und für die ist es was NEUES.Fahr mal herum und frage in Modelbaugeschäften ob sie LRK Motoren kennen,Du wirst Dich wundern wie viele Überhaupt noch nichts davon gehört haben.Im übrigen schaut der gezeigte Motor von Dir irgendwie nicht voll gewickelt aus?
 
Hallo Peter,

ich schließe mich deinen Folgerungen nicht so ganz an.
Wenn du möglichst hohes (spezifisches) Drehmoment als "Gütemerkmal" definierst, dann hat der torcman die Nase vorn. OK.

Aber es ist noch keineswegs gesagt, daß dies nur von der Wicklung herkommt. Du weißt sogut wie ich, daß es noch ein paar andere Einflußgrößen auf spez. Drehzahl bzw. spez. Drehmoment gibt. Es wäre erst noch zu zeigen, daß diese bei beiden Motoren identisch sind.

Worüber ich noch gestolpert bin:
Wenn man die spez. (Leerlauf-)Drehzahl mit dem spez. Drehmoment multipliziert, muß theoretisch eine dimensionslose Zahl rauskommen, und zwar 9,55.

Bei TM kommt 11,37 raus, bei FW 10,98. Der Unterschied beträgt ca. 3,5%. Beide Werte liegen aber deutlich über dem theoretischen Wert. An der Drehzahlmessung kann es nicht liegen, eher schon an der Drehmomentmessung.
Hast du eine Idee, woran der Unterschied von Theorie und Messung kommen könnte ?

Grüße,
Helmut

[ 16. Oktober 2002, 01:30: Beitrag editiert von: haschenk ]
 
Hallo,
ich bin´s nochmal.

Peter, mit ist da noch eine Ungereimtheit aufgefallen:
In den von dir angegebenen Daten ist für kns die Einheit [Upm/A/V] angegeben. Flüchtigkeitsfehler, oder hast du da wirklich noch durch eine Spannung dividiert ?

An dieser Stelle muß jetzt auch der Willi Geck noch etwas Fett abkriegen:
In seinem Buch ist kns definiert als kns = (n0-n)/(I-I0) = Delta_n/Delta_I. Abgesehen von einem (unwesentlichen) Vorzeichenfehler, ist das schon ok. Aber kns ist kein "Korrekturfaktor". Korrekturfaktoren führen die Techniker -salopp gesagt- dann ein, wenn sich etwas aufgrund von Nebeneinflüssen nicht so ganz exakt berechnen läßt.
kns = Delta_n/Delta_I hat hier aber eine ganz konkrete physikalische Bedeutung: Es stellt die Steigung der n(I)-Kennlinie des Motors dar. Nehmen wir den Kehrwert davon, also Delta_I/Delta_n, dann kann man es sich leichter vorstellen: Es ist das Maß dafür, wie stark der Strom zunimmt, wenn man dem Motor eine andere Drehzahl aufzwingt (durch eine größere Last). kns hat die Dimension [Upm/A].

Das kns ist nicht von der Betriebsspannung abhängig, bis auf einen kleinen Restfehler, der davon herrührt, daß ideale und reale Leerlaufdrehzahl nicht ganz identisch sind. Meistens wird dieser Restfehler unterschlagen.

Aus diesem Grund sind die n(I)-Kennlinien für verschiedene Spannungen prakt. nur parallel verschobene Geraden mit gleicher Steigung, also gleichem kns, siehe z.B. die vielen Diagramme im Geck-Buch.

Andererseits wissen wir: Delta_I = Delta_M/km,
mit Delta_M = Drehmomentänderung, und km = Drehmoment-Konstante.

Dies in unsere Formel weiter oben für Delta_I eingesetzt, ergibt kns = Delta_n/Delta_M*km.

Oder umgestellt: Delta_n/Delta_M = kns/km.

Und das ist der Knackpunkt.
Delta_n/Delta_M ist die "Steifigkeit", d.h. die Drehzahländerung pro Drehmomentänderung, die der Motor bei einer Laständerung zeigt. Sie hat die Dimension [Upm/Nm] und ist mit das wichtigste Qualitätsmerkmal eines Motors. Der Wert sollte möglichst klein sein. Der ideale Motor hat den Wert Null, d.h. die Drehzahl ändert sich überhaupt nicht, wenn man die Last verändert (z.B. größerer oder kleinerer Prop, oder schnell/langsam fliegen). Ein Perpetuum mobile wäre das trotzdem nicht, den die Stromaufnahme würde sich schon ändern, nur halt die Drehzahl nicht.

So einfach ist das, gell Peter ? ;)

Grüße,
Helmut

[ 16. Oktober 2002, 07:28: Beitrag editiert von: haschenk ]
 
Hi Folks !

Also ich verfloge den Thread sehr interessiert.

Für einen der sich händeringend durch diverse (für ihn neue) Literatur zum Thema Elektroantriebe, Motoren, LRK usw. schlägt sind solche Threads einfach genial! Endlich wird mal zur Sache gegangen. Es geposted, dass in Büchern kleine Fehlerchen versteckt sind, die mich zum Teil schon fast zur Verzweiflung gebracht hatten. Es wird aufgedeckt, dass teilweise Ungenauigkeiten in Bezeichnungen vorhanden sind usw. usw. Für einen Einsteiger wie mich enorm wichtig um sich nicht zu verzetteln. Ich kann nur sagen:

Bitte, bitte diskutiert noch lange so weiter! Und am Besten legt noch einen drauf! Vergesst Steigungen von Kennlinien und sprecht über Ableitungen! Hier kann man was lernen - das ist super! (Ist ja fast wie eine Vorlesung :) )

Der Beste Thread seit ich hier im Forum mit dabei bin - ehrlich! (Ich krieg mich garnicht mehr vor Begeisterung :eek: )

Grüße TurboSchroegi

P.S. @Peter + Ludwig: Bitte nicht streiten - Ihr seid beide super drauf (soweit ich das überhaupt beurteilen kann :D :D ) - die anderen natürlich auch ;)
 
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