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Solarflieger

Moin Holger,
warum nimmst Du diese 10 W Eigenverbrauch (bei 1000 W Input) auch bei 10 W Input an ? Dann wären es ja 100%.
Jetzt hatte ich die Frage als solches glatt vergessen (jaaa, man wird alt:cry:)

Zitat Steve Neu:
Gear drives losses tend to be pretty much a fixed number--not a %. In most cases you can get a pretty good idea of the losses by running the motor with and without the gear drive and looking at the power required. The loaded losses may be a little higher--but not much--for the better gear drives.
 

GC

User
Wie sieht es denn mit dem Wirkungsgrad von "Schwabbel-Wabbel-Getrieben" aus, wie man sie früher in Dauerfliegern benutzt hat? Ich meine hier die Pile-Getriebe von Marx, die nur für relativ geringe Leistungen konzipiert wurden. Sie hätten angeblich einen recht geringen Verlust.

Und noch eine Frage. Bei Planetengetrieben bewegen sich aus Leistungsgründen ein paar Teilchen (meist 3 Planeten) und sonst noch was. Hat ein 2-stufiges Ludwig-Getriebe, (glaube 6,25:1), wie es Simprop vertrieben hat, mit den wenigen bewegten Teilen einen besseren Wirkungsgrad?
 
Zuletzt bearbeitet:
Im Prinzip ist so ein Bruschless-Motor ja gewissermaßen auch ein Getriebe.
Vielleicht bräuchten unsere Motore ja nur mehr Pole. Dann könnte man das Zahnrad-Getriebe sparen und hätte ebenso niedrige Drehzahl ohne die mechanischen Verluste.
 

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GC

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Dietrich, das ist ein schöner Motor. Der Durchmesser dürfte aber nicht ganz klein sein. Ein Motor mit vielen Polen wie oben, aber nur mit wenig Durchmesser dürfte schwierig werden. Da stört wieder die Physik.
 
Moinsen
Der hochpolige Motor hat ja quasi ein elektrisches Getriebe, kleine Schrittwinkel und den höher taktenden Stator. (Felddrehzahl = Motordrehzahl x Magnet-Polpaare)
Das Eisen im Stator muss ständig umagnetsiert werden (Nord-Süd-....) das kostet jedes-mal Energie, und schiebt hier genauso wie das mechanische Getriebe den Eigenverbrauch nach oben.

Die Eisenverluste sind die primären Verluste beim Leerlaufstrom bei den typischen Solarmotoren, abhängig sind sie von der Größe des Stators, sprich die Eisenmenge die da immer ummagnetisiert werden muss, und von der Frequenz der Ummagnetisierung die gemeinerweise sogar im Quadrat rein spielt.

0-14Pole scheint mir derzeit der beste Kompromiss beim Direktantrieb zu sein. Am mechanischem Getriebe 2Poler oder was Eisenloses. Ich fliege derzeit sogar einen nur-10Poler.

Früher waren die Glockenankermotoren bei den Solarfliegern darum so beliebt, weil da kein Eisen ummagnetisiert werden muss, haben die einen extrem geringen Leerlaufstrom.
Auch beim Motor denke ich da schon lange eher in „Eigenverbrauch“ (Leerlaufstrom) als in Wirkungsgrad, da ich den Wirkungsgrad bei möglich wenig Strom weit oben haben möchte.


Alternativen ?

Magnetgetriebe. Die Zähne der Zahnräder durch Magnete ersetzen, wenn das Losbrechmoment einmal überwunden ist, laufen die Dinger nahezu verlustfrei/verlustarm. Kein Verschleiß, leise, aber groß, schwer. Für die Solarflieger evtl. ein gangbarer Weg ?

Über-Großer Motor,
Einen übergroßen Motor grandenlos runterwickeln, durch die geringe Feldfrequenz ist der Leerlaufstrom dann gering, und der Motor dreht problemlos einen großen Prop, so das es kein Getriebe mehr braucht.
Nachteil, sehr viel Gewicht.

Ich hatte am WE ein bissl mit dem Kontronik Kondor-15 gebastelt, mit dem Ziel 30 Solarzellenantrieb, wenn ich den z.B: auf Volkers Daten rekonfiguriere sieht das so aus, aber der Motor ist eher schon etwas zu groß, und mit 150g auch dafür zu schwer, aber 10-75Watt im realem ü80% Bereich, es sit eher was für ca. 30Zellen.
Kon15-12sz.png
 
Am Wochenende habe ich aber auch was anderes gemacht, und mir den neuen SOBEK (Kontronik) Spider-S 1030KV mal zur Brust genommen.
SPIDER-S_08-800.jpg

Der Motor kostet 55€ Listenpreis.

1030KV ist natürlich zu hoch, erster Gedanke umwickeln, aber Pustekuchen, Wicklung vergossen.
Aber auf Stern umschalten geht easy, da Einzeldraht-Wicklung, statt dieses Engelshaarbündelgewusel...

also ab dafür: Schläuche abmachen:
1.jpeg


Die drei Anschlüsse werden ent-drillt, und neu sortiert. Es kommt immer abwechselnd:
Sternpunkt-Regleranschluss-Sternpunkt-Regleranschluss-Sternpunkt-Regleranschluss
Wo man anfängt ist egal.

Die drei Sternpunktdrähte abkratzen, verdrillen und verzinnen:
5.jpeg


Nun ein paar Schläuche drauf, damit er schick aussieht, und den Regler anlöten:
7.jpeg


Die Welle lässt sich mit den beiden Maden einfach verschieben, etwas drücken muss man am Anfang schon, um die Schraubensicherung zu überwinden.
8.jpeg






Nun das elektrische, der Motor im Direktvergleich mit dem Axi
Spider Axi 8SZ.png

Interessant ist wenn man bei dem 10Watt -Strich senkrecht hoch und runterfährt

Der Motor dreht etwas langsamer als der AXI, und ist daher für höhere Zellenzahl auch besser geeignet, grob gerrechnet z.B.:
mit 14Zellen die 12x13 Aeronaut
mit 16Zellen die 11x12 Aeronaut oder die 12,8x13RFM
18Zellen wird es kleiner mit dem Prop, 13x10 für den Floater, o.Ä.
Die Propempfehlungen müssen sich aber erst in der Praxis beweisen.

Wenn man mit den 41mm Durchmesser und den 75g hinkommt, ist er sicher eine Bereicherung, denn es gibt ja kaum Solartaugliche Motoren, und teurer als der Axi ist er auch nicht :cool::)
 
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GC

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Haben die meisten Außenläufer eine Dreieckschaltung? Falls ja, gäbe es wohl einige, die man auf Stern umrüsten könnte.
 
Moin Gerhard
Ja, nahezu alle Modellmotoren sind im Dreieck verschaltet, die spez Drehzahl senkt nach Umschaltung auf Stern immer um dem Faktor 1,73 (= Wurzel aus 3).

Es gibt aber ein paar Dinge die man beachten sollte:

---Die Wirkungsgraskurve muss passen.
Man sollte sich vorab die Kurven in der Dreiecksvariante anschauen, und die Sternschaltung simulieren. Die Kurve sie Wandert nach links in den kleineren Strombereich. (Einfach nur irgendwie nach Ziel-KV reicht nicht wirklich).

---Der Motor sollte möglichst mit Einzeldrahtwicklung gewickelt sein, und keine billiges Dünndrahtgeflecht.
---Der Motor muss dazu demontierbar (Träger/Stator), oder offener Bauweise sein, um dann die Drähte vernünftig heranzukommen. Die meisten Motoren sind hier böße verklebt.
Sonst wird es aufwändig und setzt Erfahrung und Werkzeug für Motor-basteleien voraus, ...dann besser gleich neu wickeln.

Bei dem Spider passt das alles, und die Umschaltung sollte jeder Modellbauer (nicht Modellkäufer;)) hinbekommen.


Hier die gemessenen Stern und Dreieck Kurve für jeweils 16Solarzellen übereinandergelegt.
ergibt 1030 KV Dreieck(durchgezogene Linie) vs. 595KV Stern(gestrichelt) - das "Sterngetriebe" hat eine Untersetzung von 1,73 (wurzelausdrei).
Man beachte den Unterschied im Eigenverbrauch (früherer Anstieg bei geringerem Strom), aber auch die obere 80% Grenze rutscht dafür runter, von 10A auf etwas über 5A, warum es für sowas immer etwas mehr Motormasse als beim mech. Getriebe benötigt.

Bildschirmfoto zu 2020-11-26 08-22-42.png
 
Zuletzt bearbeitet:

kalus

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Hallo Holger,
ein Außenläufer, der 'ab Werk' ähnliche Daten aufweist wie Dein auf Stern verdrahteter Kontronik ist der Graupner 'Brushless Speed 600' Best.-Nr. 7283: kv = 600 , Strom max 16 A. Gewicht 73 gr. Er wurde als Boots - Direktantrieb angeboten, ob er noch erhältlich ist, habe ich nicht geprüft. Er kostete Liste € 42,99. Ich betreibe ihn an 3s mit einer APC 12x8 Slow Fly, habe allerdings keine Meßdaten.
Beste Grüße
Klaus
 

GC

User
Wenn dieser Spider Motor jetzt noch leichter wäre, wäre er ideal!

Titan-Welle etc. Geht da noch etwas oder sogar viel?
 
Moin Moin

@Gerhard, sicher könne man hier und da ein paar Gramm heraus holen, auch mit der Drehbank alles etwas abhobeln, da für unseren Zweck viel zu stabil. Aber die Welt wird das nicht bringen, das meinte ich mit "das man so immer etwas mehr Motormasse benötigt, als beim mech. Getriebe".
Auch meine selbstgebauten Motoren für 12-16Zellen wiegen um die 75-80g. Die Statormasse braucht man letztlich für das Moment, das der Wirkungsgrad mit dem großem Prop bei 6A nicht einbricht.
-
Leider bekommt man den Graupner-Motor nicht mehr :-(

Alternative könnte evtl auch der T-Motor NM3508-580KV
Durchmesser: 41,8mm
Gewicht: 82g (ohne Kabel)
in DE für ca. 55-60€
Ich habe gerade versucht die Herstellerdaten ins DriveCalc einzutippen, DC meldet unplausibel, kein Wunder, die Daten sind auch irgendwie "zu rund" Die 0,4A Leerlauf bei 10Volt sind def. zu viel, ich glaube aber nicht das die Daten da so passen. Man müsst den mal selber vernünftig vermessen.
 
Grade durch Zufall gesehen:
Den A30-52S UAV hat 680KV - Gibt es zum Sonderpreis zu 29€ statt 71€
wiegt 66g ohne Kabel.
Ca. selbe KV wie der AXI2212/34 <--- primär ein 12Zellenmpotor.
Was er taugt weiß ich aber nicht, wäre ein versuch wert den mal einzumessen.
Aufpassen, es gibt ihn mit Recht und Linksgewinde.
 

GC

User
Und wie rum jetzt? Sag´s doch gleich den Unwissenden wie mir;). Ich nehme an Rechtsgewinde bei Zug- und links bei Druckproller? Ob der Motor schon sterngeschaltet ist? Bei Hacker habe ich bis jetzt kein Engelshaar gesehen.
 
Moin Gerhard
Der braucht ja nicht mehr in Stern geschaltet zu werden, hat ja schon die passende Drehzahl .
Die Hacker sind bis auf ein paar sehr große Motoren, alle Motoren mit Engelhaar gewickelt.
 
Hallo Holger,

kannst Du so ein Stern-Dreieck Vergleich auch von dem Hacker A20-30 M EVO kv980 machen?
Der scheint von den Daten ziemlich gleich mit dem SK3 2826 980 zu sein, den ich bisher verwendet habe.
Vielleicht lohnt sich da auch ein Umschalten?

Gruß Dietrich
 
Hallo Dietrich
Schwierig, da der Motor nicht mit vermessenen Daten in der Datenbank ist ;-(
Also können wir nur Wurfwerte übern Daumen Pi mal Hausecke machen.

A20-30M im Vergleich zum A20-26M und SK3 2826 1130 der dem 26M entsprechen zu scheint.
Der SK3 ist mit vermessenen Daten in der Datenbank, darum der Vergleich, ob es so halbwegs plausibel ist. Siehe unten rechts "Verlaääligkeit der Motorberechnung"= Null !!!
Das Ganze mit 10,7Volt, da ich so parallel noch über ecalc verifizieren konnte. (dort kann man nur Akkus wählen, aber keine Spannung als solches)
Hack S.png



Nun den 30M auf 8,4V für 16Zellen (richtig?) und auf Stern dazu simuliert (gestrichelt)
Hack I.png




Egal wie gut/schlecht die Motorberrechnung ist, im Dreick hängt der 30M recht sauber im Abeitsbereich für die 6A >Solarzellen, im Stern ist er massiv überlastet. Der Motor ist für die geringe Drehzahl zu klein.

Grob könnte man eine Fausformel erstellen, Gewicht zu Drehzahl (bzw KV), je geringer die Drehzahl sein soll, je mehr wird auch der Motor wiegen. Qualität, Feinheiten und Konzept streuen da nur in einem gewissen Rahmen.
Am Ende wird man immer den besten Kompromiss suchen, ein Antrieb mit 5% höherem Wirkungsgrad wird uns bei 10% höherem Abfluggewicht wenig nutzen, und umgekehrt 3% Abfluggewicht zu sparen, und dafür auf 10% Wirkunsgsgrad zu verzichten, auch nicht.

Bei den 12-16zellen Fliegern lande ich für mich im Kompromiss immer bei den 55-85g Ausenläufern, die leichteren Motoren eher im Fokus auf wenig Licht, die schwereren eher mit Fokus auf Power bei Sonne. (die Defizite jeweils über Kreuz, der schwere hats unter der Wolke schwerer, der leicht bei guter Sonne). Das ist aber sehr Individuell ...
 
Danke für die Erklärung.
Ich hab da immer so meine Probleme, wie ich die Grafiken deuten soll.
Die zeigen ja eigentlich die Daten für eine bestimmte Spannung und Vollgas an, oder?
Durch Auswahl unterschiedlicher Props belastet man mehr oder weniger den Motor und bewegt sich entsprechend entlang der Linien.
Wenn wir fliegen haben wir aber immer den gleichen Prop drauf. Wir versuchen die Spannung an der Solarzelle gleich zu halten, weshalb der MPPT mehr oder weniger Gas gibt.
Am Motor ist die Spannung dadurch nicht mehr gleich, wie in den Grafiken angenommen.
D.h ich kann in der Grafik nicht einfach mal schauen was passiert, wenn die Solarzelle z.B. nur noch die halbe Leistung liefern kann.

Können die Programme vielleicht auch eine Grafik erstellen, die unsere Solarflug-Situation darstellt?
Da müsste man vielleicht Drehzahl/Wirkungsgrad usw. über die Eingangsleistung bei vorgegebener Solarspannung/Motor/Prop darstellen.
Damit würde ich sicher besser klarkommen.

Gruß Dietrich
 
Moin Dietrich
Du hast absolut Recht !
Die Problematik ist, man müsste die Antriebe im Teilast vermessen, denke aber das das nicht so einfach ist. Ich habe mal über einen Arduinio die Antriebe langsam hochgefahren, und dann Drehzahl zu Eingangslesitung grafisch gegenübergstellt. So konnte man wenigstens bei gleichem Prop die Antriebe bzw Reglereinstellungen untereinander vergleichen.

Wie Du schreibst, am Motot welche ist die Spannung im Teillast nicht imer gleich, da der MPP im Teillast eine PWM steuert.
Man könnte im Prinzip Teillast durch eine geringere Spannung simulieren, ich mach das öfters so, indem ich die Spannung auf z.B. 10Watt dann einpendel. Wie realistisch das ist, weiß ich nicht. >

Ich habe mal versuchsweise eine Tabelle gemacht, und drei Motoren grafisch gegenübergestellt.

Interessant finde diese Betrachtung aber für die Prop-abstimmung über die Tabellen :-)
Auch der Getriebeantrieb ist in diesem Vergleich interessant. (er ist für den Vergleich eigentlich "zu groß")

Vergleich im Teillast:
Teillast.png


Am Ende ist es aber derselbe Trend, wie beim Vergleich über die MPP-Spannung.
Aber im Teillast scheint der Wirkungsgrad mit der geringeren Spannung/Leistung weiter in den unterem Berreich reinzuwandern.

Über Spannungsgleichheit:
teillast 3.png


Über die jeweiligen MPP-Zielspannungen
teillast 2.png





Die Tabellen dazu, per DriveCalc generiert:
Code:
Spider 8 1030 Sterng - 12,8x13RFM 50km/h  (für 16SZ)
U[V]  I[A]  eta[%]  Pin[W]  Pin[W]
8,32  6,3 77,3  52,4  40,5
7,80  5,7 78,0  44,5  34,7
7,28  5,1 78,7  37,1  29,2
6,76  4,5 79,3  30,4  24,1
6,24  4,0 79,9  25,0  19,9
5,72  3,4 80,3  19,4  15,6
5,20  2,9 80,7  15,1  12,2
4,68  2,5 80,8  11,7  9,5
4,16  2,0 80,6  8,3 6,7
3,64  1,6 80,0  5,8 4,7
3,12  1,3 78,6  4,1 3,2
2,60  0,9 76,0  2,3 1,8
2,08  0,7 71,0  1,5 1,0


AXI 2212-34 - 12,8x13RFM 50km/h  (für 12SZ)
U[V]  I[A]  eta[%]  Pin[W]  Pin[W]
8,32  8,5 71,1  70,7  50,3
7,80  7,8 72,3  60,8  44,0
7,28  7,1 73,5  51,7  38,0
6,76  6,4 74,7  43,3  32,3
6,24  5,7 75,9  35,6  27,0
5,72  5,0 77,0  28,6  22,0
5,20  4,3 78,0  22,4  17,4
4,68  3,7 78,8  17,3  13,6
4,16  3,1 79,3  12,9  10,2
3,64  2,5 79,4  9,1 7,2
3,12  2,0 78,6  6,2 4,9
2,60  1,5 76,4  3,9 3,0
2,08  1,1 71,8  2,3 1,6


PP HK2221-16 5:1  Schöberl 16x15  (für 12 SZ)
U[V]  I[A]  eta[%]  Pin[W]  Pin[W]
8,32  11,2  81,8  93,2  76,2
7,80  10,1  81,8  78,8  64,4
7,28  8,9 81,7  64,8  52,9
6,76  7,9 81,5  53,4  43,5
6,24  6,9 81,1  43,1  34,9
5,72  5,9 80,6  33,7  27,2
5,20  5,0 79,8  26,0  20,7
4,68  4,2 78,7  19,7  15,5
4,16  3,5 77,1  14,6  11,2
3,64  2,8 74,8  10,2  7,6
3,12  2,2 71,5  6,9 4,9
2,60  1,7 66,8  4,4 3,0
2,08  0,0 0,0 0,0 0,0
1,56  0 0 0,0 0,0
 
Zuletzt bearbeitet:
Moin
Ich habe mal ein bissl mit den Teillastkurven gespielt, vorausgesetzt das passt so l was ich hier simuliere, ist ein Propellervergleich über diesem Wege recht Interessant.

Es gab ja mal die Frage, man könnte einfach einen größeren Prop nehmen, der MPPc regelt das dann im Teillast einfach runter, quasi als "Teillastgetreibe". Funktionieren tut das auch, aber der Wirkunggrad sinkt ins Bodenlose. Siehe blaue Kurve.

Interessant finde ich die Variante mit einem zu kleinem Propeller, unter schlechten Bedingungen kann das Vorteile für den Motorwirkungsgrad haben, mutmaße aber, der Vorteil wird durch den Nachteil des kleineren Props wieder aufgefressen. (gelbe Kurve).

Wenn jemand die Tabellen dazu benötigt, bitte Bescheid geben...
teillast propvergleich.png
 
[..] man müsste die Antriebe im Teilast vermessen, denke aber das das nicht so einfach ist.
Hmm? Über N100-Werte und einen Drehzahlmesser (Umlaufphasenzähler) kriegt man die Wellenleistung her, und die elektrische Eingangsleistung des Gesamtsystems BL+Controller auch. Der Sender (das Ding in der Hand ;-) schreibt's auf, auch die Daten des Unisens. Damit wär' nach meinem Verständnis jeglicher Flugzustand inklusive der Gesamtflugzeugpolaren erfasst, abgesehen davon, daß normal ohne das Zusatzgewicht der Telemetrie geflogen würde.

meintjanur,
Patrick
 
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