Temperatursensoren am Außenläufer WO & WIE

akafly

User
Temperaturverlauf und Verhältnisse an E-Motoren

Temperaturverlauf und Verhältnisse an E-Motoren

Hallo zusammen,
weils zum Thema passt:
AUFWIND 4/2016, Seite 27 Bild 6a
Seite 28 Bilder 8 und 15

Rückschlüsse auf die maximale Wicklungstemperatur siehe Erläuterungen im Text.

Gruß
Rene'
 

Paride

User gesperrt
Hallo Peter,

weshalb soll direkt im BL, wie von den Kollegen vorgeschlagen, am Stator nicht gehen? Meines Erachtens geht das, denn die Kabel des BL sind trotz drehender Glocke ja auch nach Außen geführt, ohne kaputt zu gehen. Glocke runter, Sensor an Wicklung kleben und dessen Leitung am Motorkabel fixiert hinaus führen, fertig. Für das vergleichsweise dünne Sensorkabel sollte da irgendwo noch Platz sein. Und ich sehe es wie die Kollegen, nur direkt an der Wicklung macht das Sinn, alles andere ergibt ziemlich sicher Verfälschung, wie auch Kollegen es schon angesprochen hatten (ua Dirk).

@René: hast Du nicht einen Link zum Artikel oder kannst dessen Inhalt kurz referieren? Ohne kann dem kein Leser hier wirklich folgen, es sei denn, er kauft die Zeitschrift. Danke vorab.
 

Paride

User gesperrt
Ich bemängele die schlechte Luftführung in BL-Außenläufern schon länger und bekomme von "Experten" fast nur lapidare Antworten wie zB (sinngemäß) "macht keinen Sinn", "ändert nichts" usw - wenig glaubwürdig und ebensowenig sinnvoll. Bekanntermaßen nimmt die Leitfähigkeit von Metallen mit zunehmender Temperatur ab, nicht umsonst werden sie für Supraleitung brutal gekühlt. Das ist sicher nicht das Ziel der BL-Konstruktion im E-Motormodellflug, aber eine Verbesserung würde schon Sinn machen. Bei allem Respekt: aber Ideenlosigkeit mit Platitüden zu kaschieren, macht nicht nur nichts besser, sondern hindert uU sogar noch möglichen Fortschritt.
 

steve

User
Hallo,
es gibt eine Menge Konzepte und viele Experten. Das macht die Orientierung etwas schwerer. Ist jetzt nicht ironisch gemeint, bin selber immer wieder erstaunt, was es da alles an Konzepten gibt.

Zur Sache: Der hier angedeutete Weg, die Effizienz durch bessere Kühlung zu erhöhen, ist so eine Sache. Letztlich entsteht die Hitze durch den Strom, es ist jene Leistung die zwar in das System eingespeist wird aber nicht in Form von mechanischer Leistung wieder rauskommt, sondern als Hitze. Wenn ich diese Wärmeenergie weg kühle, entsteht nicht ein Watt mehr an Ausgangsleistung. Ich kann das System insgesamt höher belasten, das ändert aber nichts den Wirkungsgrad.

Für die höhere Temperaturfestigkeit kann wiederum ein Draht mit höherer Temp-Festigkeit der Lackschicht gewählt werden, es stehen Neo-Dym-Magnete zur Verfügung (ist schon fast trivial) und was im Grunde das Fenster zu den hohen Systemleistungen öffnete: Dünne 0,2mm Bleche. Diese dünnen Bleche heizen sich deutlich geringer auf, als die lange Zeit dominierenden 0,3mm oder gar 0,5mm Bleche. Bei den 0,3er Blechen entstand schon früh eine hohe Temp. die wiederum die Wicklung aufheizte, bzw. nicht so viel Hitze von der Wicklung aufnehmen konnte. Die heiße Wicklung hatte dann einen so hohen Widerstand, dass relativ wenig Strom durchging. Die Leistungsmöglichkeiten wurden hierdurch stark eingebremst.

Dann erlauben die aktuellen Steller relativ hohe Drehzahlen. Beim 12-Poler sind seit 2008 Drehzahlen bis 35.000rpm möglich, 30k sind absolut safe. Das war nicht immer so und lange Zeit lagen die Drehzahlen zwischen 5.000 bis 10.000rpm. Für höhere Drehzahlen nahm man dann wieder Innenläufer. Mit der hohen Drehzahl sind aber ganz andere Leistungen abrufbar. Ich würde mal sagen, hier geht es um die 3te Potenz. So wiegt z.B. ein durchdacht aufgebauter 3kw AL nur gut 50% (180g) von einen 3kw Innenläufer (350g), wenn beide Antriebe um 30.000rpm betrieben werden. Für die gleiche Leistung bei 5000rpm benötigt man dann gleich mal einen Al mit 800-1000g.

In der nächsten Runde bekamen diese Al´s dann Getriebe, ein paar Pole weniger, liefen noch einen Zacken höher und erreichen ein noch besseres Leistungsgewicht bei wieder zivilen Prop.-Drehzahlen.

Aus dieser Perspektive wird evtl. verständlich, weshalb die Experten eher marginal auf konkrete Fragen zur Kühlung eingehen. Es besteht bei optimaler Abstimmung kaum noch die Notwendigkeit sich mit der Kühlung zu beschäftigen. Im Grunde besteht auch keine Notwendigkeit mehr, diese Zusammenhänge zu verstehen, da es sehr viele gut erprobte Setups gibt.
Der m.M.n einzige Grund für eine Beschäftigung mit diesen Grundlagen ist die Tendenz der Industrie, einen mit einem sehr gut gemachten Marketing in die eine oder andere Richtung zu polen. Meist läuft es darauf hinaus, dass nur das gut ist, was wirklich sehr teuer ist - aber das ist dann mal ein anderes Thema.

VG
 

akafly

User
Es besteht bei optimaler Abstimmung kaum noch die Notwendigkeit sich mit der Kühlung zu beschäftigen.
VG
Hallo Steve, genau das sehe ich jetzt anders. Ich habe einen Innenläufer im Direktantrieb von nur 810 g, dem entlocke ich 4000 bis 3500 W über eine ganze Akkuladung. Wohl gemerkt in Volllast ohne Kühlpause (für den Steigflug).
https://youtu.be/dkIB13IpoH0
Das Projekt wurde erst durch die Kühlung möglich, wobei dieser Motor sich besonders eignete. Den Antrieb habe ich zuvor gründlich vermessen. Im Ergebnis stieg sogar der Wirkungsgrad (trotz Mehrbedarf für den Lüfter) noch etwas an, nicht nur theoretisch sondern mit ausreichender Datenbasis aus den Messungen belegt. Die Wirkung der Kühlung wird von Seite der Hersteller leider noch unterschätzt. Dabei kann man Kühlung nur bei kurzen Einschaltdauern so stiefmütterlich behandeln, denn E-Motoren werden im Modellflug fast immer in Überlast betrieben. Wer meine Arbeit verinnerlicht, wird den notwendigen Entwicklungschritt erkennen.

Mit Veröffentlichung meines Beitrages hat nun erst mal der Verlag die Rechte daran, das kann ich nicht einfach online stellen. Der Aufwind 4/2016 ist aber auch sonst lesenswert. ;-)

Gruß
Rene'
 

FamZim

User
Moin

Eine kühle CU Wicklung ist auf jeden Fall besser und leistungsfähiger als wenn die heis ist.
Ob die Iso das abkann hat damit nichts zu tun.
Der höhere CU Wiederstand benötigt mehr Spannung für den Stromfluß, der fehlt dann für die Drehzahl.
Also ist die Drehzahl geringer bei gleichem Strom und das ETA ist auch schlechter. (Gleiche Eingangsleistung).
Bei der obtimierung einer Wicklung wird der gröstmögliche Querschnitt, und die kürzeste Leiterlänge angestrebt, für einen geringen CU Wiederstand.
Der ist bei 200 ° anstatt 100 ° schnell zu nichte gemacht.

Gruß Aloys.
 

steve

User
Hallo René,
den Artikel habe ich auch gelesen. Das dort vorgestellt Lüftungskonzept ist wirklich mal was. Ich finde es gut, dass Du dir die Mühe gemacht hast alles zu vermessen und zu dokumentieren. Es wäre sicher für viele hier sehr interessant, wenn Du etwas auf das Konzept eingeht. Der Verlag sollte an sich nichts dagegen haben können, wenn die Rohdaten eingestellt werden, sie wurden ja nicht veröffentlicht und sowas wie Zitate waren bei print-medien schon immer der übliche Weg.
Ich kann aber auch verstehen, wenn Du es Dir mit Hinblick auf künftige Veröffentlichungen nicht mit diesem Verlag verscherzen willst.

VG
 

akafly

User
Hallo René,
Es wäre sicher für viele hier sehr interessant, wenn Du etwas auf das Konzept eingeht. Der Verlag sollte an sich nichts dagegen haben können, wenn die Rohdaten eingestellt werden, sie wurden ja nicht veröffentlicht und sowas wie Zitate waren bei print-medien schon immer der übliche Weg.
VG
Hallo Steve,
die Rohdaten sind im Bericht schon gut aufbereitet, sprich zusammengefasst. Alle relevanten Messungen sind in den Diagrammen enthalten. Und nicht ganz unwichtig: die Daten sind unbeschönigt, denn ich bin niemandem verpflichtet.
Wer glaubt dennoch Rohdaten zu brauchen, PN an mich.

Ab einer Hand voll Diskussionsfreudige zu meinem Beitrag finden, mache ich gerne einen Thread dazu auf. Fehlt euch was bestimmtes im Beitrag?

Grüße
Rene'
 
Oben Unten