RC Motor + Controller mit 400 Watt bei 4000 rpm

[TommyB]

ich habe nochmal das benötigte Drehmoment gemessen, und dabei meine Messmethode verändert (verbessert?): Ich habe an die Hauptwelle eine Knarre befestigt und messe über eine Waage nun "direkt" das Drehmoment, welches die Hauptwelle benötigt (die vorherige Lösung über den Drehmomentbegrenzer des Akkuschraubers war mir zu indirekt):
Mit angeschlossenem Motor+2-stufigem Getriebe: Spitze bei ~4,6Nm (Motoren waren angeschlossen aber stromlos, manuelle Drehzahl war nahezu 0)
Ohne Motor und ohne Getriebe (also nur Hauptwelle mit ihren Innereien): Spitze bei ~1,68Nm


Bei einem einstufigem Getriebe könnte ich mir auch 7:1 als realistisch vorstellen (Durchmesser 14cm vs 2cm. Realistisch aus Bauraum-Sicht des Gesamtsystems und der Belastung z.B. der Zahnräder/Lager)
Ich versuche mal zu rechnen:
-> 0,24Nm notwendig
Bei 2 Motoren gäbe das nach meiner Rechnung (Berücksichtigung des Wirkungsgrades durchs einstufiges Getriebe fehlt), pro Motor:
0,12 Nm
~55% Wirkungsgrad
~30A
Bei einer Hauptwellendrehzahl von 1000RPM konsumiert diese ca. 173W, die Motoren verbrauchen bei 55% Wirkungsgrad insgesamt ~315Watt, also pro Motor ~160W?

Würde das vom Setup her ok sein? Ich könnte sonst auch auf 3 Motoren aufstocken, wenn ich dann um brushless drum rum komme...

Was wäre denn optimal für die Motoren? Die Drehzahl zu erhöhen (z.B. 20000RPM) oder eher dass der Wirkungsgrad optimal ist (~0,1Nm laut der einen Tabelle)?

Gibt es eine gute Seite, wo ich mich tiefer in die Thematik einlesen kann? Ich finde die Grafiken gut, mit einigen kann ich aber nichts anfangen und evtl. interpretiere ich Grafiken/Berechnungen falsch.

 

[lastdownxxl]

Hallo Tommy,

bei 30 A sind es bei R = 0.1 Ohm gleich 90 W an Verlustleistung. Für wenige Sekunden im Bereich <= 20 sec und entsprechender Pause würde das gehen.

DC-Motor, ein Word Dokument: www.powerditto.de/Modellierung-Theorie2.doc

Gruss
Micha

 

[lastdownxxl]

Hallo Tommy,

mit einem einstufigen gedruckten Getriebe wirst Du m. E. auch nicht viel weiter kommen.
Die Belastung wird das Getriebe nicht lange standhalten. Mit 2 Motoren und 1:7 Einstufig wird sich der max. Strom auf ca. 40 A im Idealfall reduzieren.
Das ist immer noch zuviel für den Bürstenmotor. Zudem wirst Du für jeden Motor einen Regler für Bürstenmotoren zur
Regelung der Drehzahl benötigen.

Gruss
Micha

 

[S_a_S]

Zudem wirst Du für jeden Motor einen Regler für Bürstenmotoren zur Regelung der Drehzahl benötigen.

zunächst sind das ohnehin nur Steller und außerdem wird die Drehzahl der beiden Motoren über das gemeinsame Getriebe synchronisiert.
Inwieweit jetzt Serien- (anderer Akku!) oder Parallelschaltung (Strombelastung!) der Bürstenmotoren an einem Regler sinnvoll ist, steht auf einem anderen Blatt.

Bei Bürstenlosen EC-Motoren ohne Sensor sind selbstverständlich getrennte Ansteuerungsschaltungen erforderlich. Mit Sensor (nur bei einem Motor) kommt es auf die phasengleiche Ausrichtung/Montage zum Zahnrad an, ob die Sache überhaupt läuft oder wie die Stromaufteilung erfolgt.

Aufschwingen am Zahnflankenspiel ist bei beiden Varianten natürlich getrennt zu betrachten - da kommt es auch auf die Welligkeit des Drehmoments über eine Umdrehung an.

Erhöhe die Übersetzung (zweite Stufe, gefräste Zahnräder + ordentliche Kugellager erhöhen den Wirkungsgrad). Dann sinken Strom und Drehmoment am Motor, er dreht höher und arbeitet mit besserem Wirkungsgrad.

Grüße Stefan

 

[lastdownxxl]

zunächst sind das ohnehin nur Steller und außerdem wird die Drehzahl der beiden Motoren über das gemeinsame Getriebe synchronisiert.

Hallo Stefan,

bei uns Modellfliegern werden die Drehzahlsteller nun mal in der Umgangssprache meistens als Regler bezeichnet.

Bei dem hohen Anlaufstrom von 2 Motoren parallel sind m. E. je ein Drehzahlsteller pro Motor besser. Bei 10V sind das schon knappe 200 A bei 0.1 Ohm pro Motor. Zudem gehen die käuflichen Drehzahlsteller für Bürstenmotoren meist nur noch so bis 40 A.

Turnigy 30A GEBÜRSTETE ESC

Turnigy 30A GEBÜRSTETE ESC

hobbyking.com

Erhöhe die Übersetzung (zweite Stufe, gefräste Zahnräder + ordentliche Kugellager erhöhen den Wirkungsgrad).

Bei den Graupner Speed Motoren gab es die Motoren mit Sinterlager oder mit Kugellager, die Speed BB Typen, der Wirkungsgradunterschied
lag im Bereich von 2 % - 3 %. Das macht den Kohl auch nicht fett.

Ohne ein gescheites Getriebe (Zahnräder) hat das ganze eh wenig Sinn.

Gruss
Micha

 

[lastdownxxl]

Hallo Tommy,

auf dem RCN Wiki, was anscheinend wieder zur Verfügung steht, gibt es eine Formelsammlung Elektroantriebe. Die Formeln sind urprünglich
von mir, entstanden während meiner Diplomarbeit von 1992. Der Vater (Seagull1) hat das dann später in eine schöne Form gebracht und ins Wiki gestellt.

Formelsammlung Elektroantriebe – RC-Network Wiki

wiki.rc-network.de

Gruss
Micha

 

[TommyB]

Nach längerer Zeit mal ein kleines Update:
Ich habe die Variante mit den brushed Motoren aufgegeben, mit dem 2-stufigen Getriebe war der Wirkungsgrad katastrophal und mit dem 1-stufigem fehlte das Drehmoment, die Motoren wirkten hoffnungslos überfordert...
Ich habe mir einen Joker 4250-8 v3 gekauft und es ist faszinierend, wie "gelangweilt" der Motor wirkt in meinem System - er reicht auf jeden Fall aus! Es läuft über eine 1:6 Übersetzung und das funktioniert mit gedrucktem PLA sehr gut. Wenn etwas kritisch blockiert und das Drehmoment voll aufgedreht wird, dreht das Ritzel an der Motorwelle durch und verschleißt sofort, aber das sehe ich als Sollbruchstelle, das ist besser als wenn andere Komponenten kaputt gehen

Vielen Dank für eure Hilfe!

 

[TommyB]

kleines Update meiner Seite:
Leider hat sich der mechanische Widerstand in meinem System erhöht, dem 4250-8 fällt es bei 1:6 immer schwerer anzufahren. Ich bin auch länger schon unzufrieden, wie instabil der 4250-8 läuft, scheinbar ist ihm die Last zu hoch und die Drehzahl zu niedrig?
Ich bin jetzt von der 1:6 Übersetzung weg und mache über ein Planetengetriebe eine 1:16 (2-stufig) Übersetzung, diese hab ich von einem Youtuber übernommen:

https://www.youtube.com/embed/G0DcM60lWSw?wmode=opaque&start=0

. Ich bin überrascht, wie verschleiss- und reibungsarm die Konstruktion ist, jetzt schnurrt der 4250-8 wieder wie ein Kätzchen...

Ich habe noch ein Problem, und zwar dass ich aufgrund der 1:16 nicht mehr die gewünschte Drehzahl erreiche, ich habe mir berechnet was für einen Motor ich brauche, kann mir jemand sagen, ob meine Rechnung halbwegs richtig ist? Ich plane weiter 1:16 zu bleiben.

1. Der 4250-8 hat 510 KV, ich erreiche 9333 Motor-RPMs, ich brauche aber 17600. Da ich 5S nehme, bräuchte ich dann einen Motor mit ca. 951 KV, richtig? (Dreisatz zwischen ist/soll RPM und 510KV)
2. Der 4250-8 zieht 20A (also liegen da ca. 0,37Nm an?), der neue Motor müsste bei 5S ca. 38A leisten können, richtig? (Dreisatz zwischen ist/soll RPM und gemessenen Strom)

Vielen Dank!