Wie ist das Anlaufverhalten von BL Motoren?

Es geht momentan um Grundsatzerfahrungen

Ich benötige für ein Schiffsmodell einen E Motor, der sehr langsam anlaufen kann. Es geht mir nicht um die Fähigkeit des Motors langsam drehen zu können, sondern darum, dass er gaaaaanz langsam anlaufen kann und mit der langsamen Drehzahl ruhig weiter läuft. (gerne mit 100 U/min oder weniger)

Es geht darum die Bugspitze eines Schiffsmodells in einem vorgegebenen Messviereck für 3 sec zu stoppen, ohne dass das Modell die Seitenwände berührt oder die Bugspitze das Messviereck rückwärts/vorwärts verlässt.

Bei einigen Motoren muss man erst relativ viel Knüppelweg geben bis sie anlaufen. Die Drehzahl ist relativ hoch. Der Totwinkel des Gasknüppels zwische Vorwärts Rückwärts anlaufen ist zu groß.
Beispielhafte Annahme:
Kollektormotor Mabuchi 180
Nenndrehzahl 15000 bei Nennspannung
=> Motor hoch regeln
Läuft an und hat etwa 2000 U/Min
Lässt sich dann runter regeln auf unter 200 U/Min. Das ist nicht gut.

Bei den Bürstenmotoren sollen solche mit 5 oder mehr Rotornuten besser anlaufen als die heute oft anzutreffenden Motore mit 3 Rotornuten.

Ich hatte in meinem Leben noch nie einen BL Motor im Einsatz.
Nun meine Fragen
Laufen BL Motore langsamer/ruhigerbzw mit geringerer Spannung an als Kollekormotore?
Wenn ja, gibt es einen Zusammenhang zwischen Umdrehungen /V und Anlaufverhalten?
Sprich
Läuft ein Motor 800U/V bei niedrigerer Spannung an als einer mit 4000U/V oder umgekehrt?
Möchte Mich feur Eure Erfahrungen im Voraus bedanken.

Schönes WE

Ulli
 
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justme

User
Ich stand einst vor der gleichen Entscheidung - Brushed oder Brushless ins Funktionsboot. Leider habe ich mich falsch entschieden und bin heute der Meinung das ein Brushless für einen Schiffsantrieb nicht so geeignet ist. Mal abgesehen von Rennbooten.
Brushless läuft irgendwann los und hat dann gleich eine gewisse Drehzahl.
Irgendwann werde ich mein Boot auf einen Bürstenmotor umbauen. Ich habe mir sagen lassen, dass Bürstenmotoren eben genau hier ihren Vorteil haben - es sind gaaaanz langsame Drehzahlen und ein gaaaanz feiner Anlauf machbar.
Ausserdem ist die Geräuschkulisse eines Brushless unpassend in einem Schiff.
 

hsh

User
Welche Art von Schiffsmodell?
wäre ein Bugstrahlruder mit kleiner Pumpe und Quetschventilen eine Alternative?

Brushless mit Sensor ist vom Drehmomentenverhalten beim Anlaufen gleich gut/schlecht wie ein klassischer Bürstenmotor. Der Fahrtregler hat aber auch einen großen Einfluss.
Welcher Betriebsspannungsbereich? Welche Leistung? Welcher Drehzahlbereich? wären Schrittmotoren eine Alternative?

Was du dir für deine Auslegung anschauen musst ist, welches Drehmoment der Antriebsstrang braucht um überhaupt anzulaufen (Rastmoment Motor + Reibung Welle etc. ) und welche Drehzahl und Leistung du erreichen willst. Dann kannst du über Motorkennlinien abschätzen, ob du nicht ohnehin ein Getriebe in Betracht ziehen solltest...
und ja, die spezifische Drehzahl ist ein Einflussparameter, aber in erster Linie geht es um Drehmomente. Mit einer echten Regelung (Encoder, Strommessung, Drehzahlmessung) kann man auf jeden Fall ein deutlich sanfteres Anlaufverhalten erreichen, als mit einem modellbautypischen Fahrtregler (Leistungssteller).
Wenn es bei dir keine zu großen Leistungen sind, bist du viellicht schon mit dem Umstieg von Fahrtreglern aus dem Modellbau auf Motor Controller mit oder ohne Feedback wie z.B. von Pololu [1], [2] ausreichend gut aufgestellt.

[1] https://www.pololu.com/category/94/pololu-simple-motor-controllers
[2] https://www.pololu.com/category/95/pololu-jrk-motor-controllers-with-feedback
 
Welche Art von Schiffsmodell?
wäre ein Bugstrahlruder mit kleiner Pumpe und Quetschventilen eine Alternative?
50-70 cm lang Einsatz bei der NAVIGA KLasse F4-A (Baukasten RTR, ARTR Modelle) ohne Bauprüfung
Es kommt nicht auf Geschwindigkeit an. Nur darauf, dass ich den Kurs und das Anlegemanöver in 7 Min. Fehlerfrei absolviere

......
Was du dir für deine Auslegung anschauen musst ist, welches Drehmoment der Antriebsstrang braucht um überhaupt anzulaufen (Rastmoment Motor + Reibung Welle etc. ) und welche Drehzahl und Leistung du erreichen willst. .............
Da gehe ich eher vom Bauchgefühl ran.

Bei dem Modell habe ich im Einsatz (dieses Modell hat nicchts mit meinem Planprojekt zu tun)
Igarashi N2738, 3 Pol Motor, 6v
3Blatt Schiffsschraube D 30 mm
4 Batterien Duracell Industrial 1,5V AA
Diese Komponenten werden geliefert und sind vorgeschrieben

Modelllänge ca. 45 cm
Breite ca. 13 cm
Gewicht: ca. 281 g
Geschwindigkeit ca. 2,9m/sec.
Im Standschub hatte ich etwa 10-11 W
Wellenleistung vermute ich um 4,5 W (oder weniger)

Auf Grund meiner Erfahrungen mit meinen kleinen Modellen strebe ich an
Modell 50-70 cm
Zweischraubenantrieb
Motorgröße etwa Speed 400 mit etwa 10 W Leistungsaufnahme
Lastdrehzal 10000-12000 /Min.
5 Pol Motor (oder mehr Pole)
2S LiPo
Dreiblatt Schiffsschraube Normalsteigung 30-35 mm
erforderliche Modellgeschwindigkeit 1,0-1,5 m/sec


.....
Dann kannst du über Motorkennlinien abschätzen, ob du nicht ohnehin ein Getriebe in Betracht ziehen solltest...........
Ein Getriebe wollte ich vermeiden. Nur, wenn es ohne nicht geht kommt es in Betracht.
02-Antrieb komplett.jpg


01- Einzelteile Antrieb.jpg

Mir schwebt eher ein Kupplungsgehäuse in der Art vor. (Außerhalb des Motors nur noch eine Lagerstelle am Stevenrohrende)
War in meinem Holzwurm verbaut



mini1.jpg

Bei diesem Modell hatte ich einen kleinen Mabuchi 3 Pol drin.(180-er mit 20mm Dreiblatt?)


gleiter-alt.jpg
Flott fahren konntes fast wie dieses.
Gefühlvolles Anfahren und Stoppen ging nicht. Obiges Modell machte gleich einen Satz von etwa 10 - 15 cm Vor oder Zurück

Warum 5 oder 7 poliger Motor gewünscht)
Ich vermute ein geringeres Rastmoment, was zu geringeren Anlaufdrehzahlen führen könnte.


Ulli
 

k_wimmer

User
Das Problem hierbei ist nicht die "Motortechnologie" sondern die "Reglertechnologie"!
Das geht imho nur vernünftig mit einem BLDC und Sinuskommutierung mit FOC.
Da kann ich dann den Rotor des Motors fast gradgenau anfahren. Ist aber rechentechnisch etwas aufwändiger als die üblichen Modellbauregler mit Blockkommutierung.
Da gibt es glaube ich im Modellbau noch nix brauchbares.
 
Für Deine Vorschläge fehlt mir jedes Grunndlagenwissen. Ich gehe davon aus, dass
das Rastmoment zu verringern ist.
Unter Rastmoment verstehe ich das Drehmoment, dass der Rotor aufbringen muss, um die Rückhaltekraft des Magneten zu überwinden.
Das Rastmoment dürfte kleiner sein, wenn
a) Ferrrit Magnete statt Neodym
b) höherpolige Anker verwendet werden

zu b)
der stromdurchflosssene Magnetpol des Ankers ist dichter am Dauermagnetpol des Stators und erzeugt eine größere Anziehungskraft
Sollte ich mich Irren, bitte ich um Korrektur.

Ulli
 

bendh

User
Es ist nicht der Motor, sondern der Regler, der das Anlaufverhalten entscheidet.
Hier:
gibt es Regler die H0-Fahrzeuge ganz langsam fahren lassen.
 

k_wimmer

User
Für Deine Vorschläge fehlt mir jedes Grunndlagenwissen. Ich gehe davon aus, dass
das Rastmoment zu verringern ist.
Unter Rastmoment verstehe ich das Drehmoment, dass der Rotor aufbringen muss, um die Rückhaltekraft des Magneten zu überwinden.
Das Rastmoment dürfte kleiner sein, wenn
a) Ferrrit Magnete statt Neodym --> nein, es geht auch mit Neodym
b) höherpolige Anker verwendet werden --> du meinst bestimmt den Rotor, oder?

zu b)
der stromdurchflosssene Magnetpol des Ankers ist dichter am Dauermagnetpol des Stators und erzeugt eine größere Anziehungskraft
-- Das gilt aber nur beim Bürstenmotor. Beim BLDC ist das anders herum, da ist der Stator immer die Spule und der Rotor ist der Permanentmagnet.
Sollte ich mich Irren, bitte ich um Korrektur.

Ulli
Mit der von mir genannten Methode kann man auch Motoren mit höheren Rastmomenten weich laufen lassen.
 

k_wimmer

User
Doch, FOC funktioniert schon, ist nur eine Frage des hinterlegten Estimators.
Ich für meinen Teil arbeite gerne mit PLL Observern.
In Verbindung mit einem speziellen Anlaufalgoritmus geht das wunderbar sensorlos.

Wenn zeitlich passt mach ich mal ein kurzes Vide davon.
 

Dix

User
Sind denn die sensored Brushless Systeme aus den RC-Autos nicht dafür geeignet?

Falls ein Getriebe in Ordnung ist, dann wäre dies auch eine Möglichkeit, die Mindest-Drehzahl für einen ruhigen Motorlauf mit einer niederigen Abtriebsdrehzahl zu koppeln.

Zum Rastmoment und Laufkultur: Da kommt es auch deutlich auf die Paarung der Polzahlen von Magnete und Stator zueinander an.
 

k_wimmer

User
Bei den üblichen Sensoren haben wir nur 60° Auflösung über die Hall Sensoren.
Mit einem Quadraturencoder kann man hier deutlich bessere Auflösungen erreichen (immer bezogen auf eine elektrische Umdrehung!).

Wenn man jedoch mit dem entsprechenden Algo arbeitet, kann man im sensorlosen Betrieb hervorragende Ergebnisse erzielen.
 
Also ich würde ja mal einen blick auf die BLHeli32 regler werfen. Die laufen selbst sensorlos mit Sinussimulation so langsam an, dass man bei meinem Flieger die umdrehungen mitzählen kann. Den kann man auch auf vorwärts-rückwärtsbetrieb flashen.

VG,
Sebastian
 
Hallo,
welcher Bürstenmotor dafür geeignet wäre,
wäre ein langsam drehender aus der Crawler Scene, mit 35T oder noch langsamer gewickelt,mit 45T-55T.
Und ein Sensor Brushless Motor Regler Set wäre dafür auch sehr geeignet, kann nämlich mein Crawler Modell so langsam und weich fahren lassen, langsamer als ein Sekundenzeiger an der Uhr, das man es mit bloßen Auge kaum erkennt, das das Modell sich vorwärts bewegt, kann aber bei Vollgas über 40km/h erreichen.
Gibt es schon recht günstig von
TrackStar Sensored Brushless Motor Set, mit Sensored Regler,
wo halt noch ein zusätzliches Signal/-Sensorkabel vom Regler zum Motor führt.
Und möchte man das der Brushless Motor noch langsamer dreht untenrum, nimmt man statt 3000KV, eine noch langsamere Wicklung von 500KV-1000KV.
 

k_wimmer

User
Du darfst dabei aber nicht vergessen, dass dein Crawler relativ niedrig untersetzt ist!
Beim Boot hast du einen Direktantrieb OHNE Getriebe !
 

bendh

User
Jeder Motor kann langsam wenn man ihn mit geringer Spannung betreibt. Das mit den verschiedenen Wicklungen ist nichts anderes, nur andersrum.
 
... Hat man eine dickere Wicklung, mehr Kupfer, weniger KV, hat der Motor auch mehr Drehmoment untenrum, da man bei gleicher Drehzahl, ja dann mehr Spannung drauf geben kann.
Für ein fein steuerbaren Bugstrahlmotor, würde ich vielleicht mal einen kleinen Sensor 20A Regler mal ausprobieren, mit einem Sensor Motor mit wenig KV...

Mein Crawler ist zwar untersetzt aber vor dem Einbau habe ich den Sensor - Motor mal ganz langsam in der Hand drehen lassen, vielleicht 1 U/min und nichts hat gestottert, quasi wie wenn man langsam ein Servo steuert von der Geschwindigkeit, und man könnte so stufenlos die Drehzahl erhöhen.
Der Sensor schaut halt nach wo die Magneten gerade stehen, und es wird dann im richtigen Moment gefeuert,für gleichmäßiges Anlaufverhalten ohne Cogging.
Normaler Brushless Motor macht dann so langsam dieses Krächzen, bzw. "Cogging".
 
Vielen Dank für Eure Antworten
Vom Gefühl möchte ich einen Motor habne, mit
- 10 W elektrische Leistung auf nimmt
- 12-15000 Umdrehungen je Min. macht
und (Utopie)
bei 0,2 V mit einer Drehzal von 100 U/Min anfängt zu drehen
Ziel: Der Motor sollte schon drehen und das Modell noch stehen.
Ulli
 

Gerd Giese

Moderator
Teammitglied
Mit diesen Vorgaben (ab 0,2V Anlaufen mit niedrigster Drehzahl) kenne ich nur einen: Distler Motor ... Google mal danach. 😉
(PS: Ich habe noch einen original Verpakt und fast wie neu hier liegen - nur leider z.Zt. unverkäuflich - warum, wirst schnell sehen ;) )
 
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