Excel Drehzahlrechner

[vlk]

AW: Excel Drehzahlrechner

Wenn ich jetzt all diese Abhängigkeiten betrachte dann sieht es für mich so aus, als ob (für gleiche Leistung) der 120A Regler mit einer höheren Spannung betrieben werden muss um auf die gleiche Leistung zu kommen.

Für 5,5kW elektrische Leistung
5500W / 120A = 45,8V
5500W / 160A = 34,4V

Die Regler Angaben in "A" sind doch die Maximal Werte die der Regler Dauerhaft kann!
Beider Regler würden doch u.U. beim Schweben nur mich 30A belastet, also gleich sein!

[DiKey]

AW: Excel Drehzahlrechner

Die Regler Angaben in "A" sind doch die Maximal Werte die der Regler Dauerhaft kann

Das stimmt schon

ABER: der ganze Antriebsstrang muss ja auch mit der Maximalbelastung klar kommen - bei Max. Pitcheingabe.

Und da spielt dann die Motorkennlinie (genauer die Wirkungsgradlinie) eine wesendliche Rolle. Welche mechanische Leistung bei welcher elektrischen Leistung ( = Spannung * Strom) abgegeben werden kann. Und genau da dürfte Goblin mit den Setup-Vorschlägen einen sicheren Mittelweg gewählt haben.

Dietmar

[vlk]

AW: Excel Drehzahlrechner

Vielleicht denken wir da schon zu weit!

Ein Drehzahlrechner ist doch in erster Linie dazu da um festzustellen mit welchem Ritzel/Motor/Spannung usw. eine bestimmte Drehzahl erreicht werden kann und im welchen Regelbereich wir uns in etwa befinden!

Ich kann meinen Logo 500 mit 13er oder 14er mit gleicher Drehzahl fliegen.
Einen großen Unterschied in der Leistung bemerkt man zunächst nicht.

Wechselt man jedoch mehrfach hin und her, bekommt man eine Vorliebe für das eine oder andere, je nach Flugstil!

Auch heute habe ich wieder von jemanden mit 15er gelesen der begeistert war, aber nur bei entsprechender ßffnung und Drehzahl.
Bei mir war es eine Katastrophe, weil ich mit 1900 wohl den Regler auf den falschen Fuß erwischt habe!

[DiKey]

AW: Excel Drehzahlrechner

Vielleicht denken wir da schon zu weit!

Da wird nicht zu weit sondern nur einen Schritt weiter gedacht.

Lars wollte mit dem Antriebsrechner nicht nur die Frage nach der Rotordrehzahl sondern auch die optimierung der Antriebsauslegung beantwortet haben.
Das ist mit deinem Rechner nicht drin; da müssten noch viel mehr Daten in die Berechnung mit eingehen.
Mathematisch dürfte das auf eine multivarable Matrix mit einigen Freiheitsgraden rauslaufen; und ob die mathematisch überhaupt lösbar ist stell ich mal in Frage. Wahrscheinlich ist das dann nur noch nummerisch über ein Näherungsverfahren lösbar.

Dietmar

[LarsBraun]

AW: Excel Drehzahlrechner

Da später dann einen Rechner daraus zu machen wäre ja der nächste Schritt. Zuerst müsste man halt alle Fakten haben.
Aber woher nehmen?
Soweit ich das Thema die letzten drei Monate verfolgt habe (seit ich den Goblin auslegte), habe ich noch keinen aussagekräftigen Anhaltspunkt finden können. Außer, dass es wohl primär mit den Timingeigenschaften der Regler zusammenhängt. Ich denke, über einfache P=U*I Rechnungen kommt man da nicht unbedingt weiter. Ist ja kein konstanter Zustand, sondern ein umlaufendes Feld mit Rückinduktion und allem was dazu gehört... Ich denke, dass da die Algorithmen wie das Feld arbeitet, deutlich mit eingehen.
Und +-5% (ist ein Zahn beim Goblin) ist nicht Nichts...
Hat dann auch nix mit Gaskurven etc. zu tun. Ist eher ein Faktor der rein vom Kontroller abhängt. Ob dieser Faktor aber bei jedem angeschlossen Motor gleich ist - keinen Dunst...
Wenn's so einen Faktor gäbe, wäre die ganze Rechnerei easy und leicht umzusetzen.

Wie man die Drehzahl eines Bruschless wirklich in Abhängigkeit von Drehfeld berechnet, weiß ich nicht. Gibts hier keine Elektroniker die hier tiefer drin stecken?
Hier noch der Link in Paralleluniversum. Ob's hilft weiß ich nicht. Mir hat's nicht geholfen...
Unterschiedliche Drehzahl je nach Regler?

Bis jetzt nehm ich's halt wie Göthes Faust: "Hier steh ich nun ich armer Thor und bin so schlau als wie zuvor..."

[Ralf Rösch]

AW: Excel Drehzahlrechner

...muss mich nochmal einmischen.
Die Drehzahl eines Brushless-Motors (=Bürstenloser Gleichstrommotor) hängt NICHT von einem Drehfeld ab, sondern nur von der angelegten Spannung. Das vermeintliche Drehfeld ist nur dazu da, den Motor elektrisch zu kommutieren, also die Polarität der Spannung rechtzeitig umzukehren, damit der Gleichstrommotor weiterläuft. Es läuft also der Drehbewegung quasi hinterher und ist ein RESULTAT der Drehzahl. Wieviel vorher er das vor dem eigentlichen Kommutationspunkt macht wird dann als Timing bezeichnet (daher die Einheit "Grad"), ähnlich wie eine Vorzündung beim Otto-Motor. Genauer ist es hier beschrieben

http://www.rc-heli.de/board/showthread.php?t=133375

Für die Abweichung von Eingang und Ausgangsgrösse eines Reglers gibt es auchneinen Thread, der die Sache gut behandelt

http://www.rc-heli.de/board/showthread.php?t=203185

Bezogen auf den Drehzahlrechner denke ich ist ein guter Anhaltspunkt für die Drehzahl an einem Regler die anhand kV und Getriebeübersetzung errechnete Drehzahl minus 20% (Differenz zwischen Startspannung des Lipos und Endspannung unter Last). Das ist die Regelreserve, die der Regler mindestens haben muss, damit er auch "am Schluss" noch die Drehzahl halten kann (sprich: noch die entsprechende Spannung an den Motor weitergeben kann)

gruss
Ralf

[DiKey]

AW: Excel Drehzahlrechner

Die Drehzahl eines Brushless-Motors (=Bürstenloser Gleichstrommotor) hängt NICHT von einem Drehfeld ab, sondern nur von der angelegten Spannung.

So hab ich das auch im Kopf ...
.... nur macht mich die "Messreihe" in Post 7 im von Lars verlinktem Thread nachdenklich (oder auch nicht). Da zeigen sich je nach Timing Unterschiede von rd. 10% (Bezogen auf min und max)

Nur, wenn ich mich zurückerinnere an meine Basteleien an Autos und Moppeds - die, bei denen noch eine mechanische Vorzündverstellung drin war - dann erinnere ich mich, dass je nach Drehzahl die Vorzündung verstellt wurde. Und wenn da mal ein Teil defekt war, dann wurde die Vorzündung so eingestellt, dass der Motor in allen Drehzahlbereichen halbwegs rund lief.

Was hat das jetzt mit dem BL-Motor zu tun? Das Timing, so wurde mir mal klar gemacht, ist im Grunde genommen nichts anderes als die Vorzündung beim Otto- oder Zweitaktmotor.

Ich glaube das so verstanden zu haben, dass ein festes Timing einfach der optimale Mittelweg (oder das geringste aller ßbel) ist. Der Motor soll ja über den ganzen Drehzahlbereich hinweg so rund als möglich laufen.


Wie "groß" das Timing sein muss ist abhängig von der Induktivität im Motor und der Kapazität der Reglerkomponenten.

Und jetzt kommt wieder der Algorithmus der Regler. Ich vermute, dass jeder Reglerhersteller die von uns eingstellten °-Timing etwas unterschiedlich verrechnet und diese Werte daher nicht 1:1 übertragbar sind.

Wie kommt es jetzt zu den unterschiedlichen Drehzahlen?

Zurück zur KONSTANTEN kv - die ist, sonst wäre es ja keine Konstante, immer gleich.

Aber wenn jetzt das Timing nicht stimmt (und dabei ist der optimale Wert abhängig von der Drehzahl und der Belastung) dann wird der Motor zu früh mit Spannung/Strom versorgt (den durch Induktivität nacheilenden Faktor für den Strom mal außer acht gelassen) und in weiterer Folge wird Strom/Spannung zu früh weggeschaltet. Daraus resultiert im Bedarfsfenster ein Spannungsmittelwert der niederer als der durch die PWM ausgegebene ist -> niedrigere Spannung = niedrigere Drehzahl.
(das gleiche gilt natürlich auch wenn die PWM zu spät schaltet)

Soweit meine Gedanken - etwas wirr aber ich hoff nachvollziehbar.

Dietmar

ps: falls ich absoluten Blödsinn geschrieben hab, lasst es mich wissen

[Ralf Rösch]

AW: Excel Drehzahlrechner

Ich denke, das ist im Wesentlichen so wie Du beschreibst.
Es ist wirklich eine Art "Vorzündung". Festes Timing ist eigentlich "out", zumindest drehzahlabhängig bzw. exakter "kommutationsfrequenzabhängig" (für den Regler kommt es eigentlich nur darauf an, wie oft ein Polpaar "vorbeikommt", und das ist neben der Drehzahl auch abhängig von Polzahl des Motors). Am besten ist schon, einen ausgeklügelten Algorithmus für die Berechnung des Timings zu haben, der Kommutationsfrequenz und Last (Strom) berücksichtigt. Auch Autos haben ja mittlerweile Kennfeldzündungen.
Somit bestimmt die Angelegte Spannung primär die Drehzahl, das Timing kann diese noch optimieren (oder besser gesagt "versauen" bis hin zur Fehlkommutierung). Ich denke aber auch, dass ein Punkt noch die Spannungsreserve ist, die sich jeder Regler gönnt, um Spannungsabfall der Akkus und Lastschwankungen ausregeln zu können, was dazu führt, dass unterschiedliche Regler an gleichen Motoren unterschiedliche Drehzahlen erreichen

gruss
Ralf

[vlk]

AW: Excel Drehzahlrechner

Oh Man, waren das noch Zeiten wo die Zündung mit einer einfachen Lampe oder mit abgezogenem Kabel an der Zündspule eingestellt wurde und eine Unterdruckdose für die Drehzahlabhängige Verstellung sorgte.

Bin ich froh das ich das nicht mehr brauche

Und Ralf hat recht, ich habe auch schon davon gehört das Regler selbst bei 100% ßffnung in Wirklichkeit weniger ausgeben um immer was zum Nachregeln zu haben.

Aber ob es wirklich stimmt und ob die Reglerhersteller sagen wieviel % sie einbehalten?

[LarsBraun]

AW: Excel Drehzahlrechner

Hm, das hört sich nachvollziehbar an. Danke!!

Zusammengefasst: das Timing hängt vom Regler Algorithmus und vom Aufbau des Motors ab. Und damit die "effektive KV" dieser Kombo.

Also ist hier kaum was zum exakten Rechnen (oder nur mit den 5% +-) möglich ohne den verwendeten Regler vorher mit genau dem Motor vermessen zu haben, da das Ergebnis von mind. drei Faktoren mehr abhängt als nur von der KV. Und es scheint auch drehzahlabhängig zu sein.

Oder wir müssen empirische Faktoren zusammentragen und die als Faktor einbringen. + oder - Prozente je nach Kombination. Oder halt wissen, dass man mit +-5% Restunsicherheit leben muss.

Genauer geht's so wohl nicht.

[DiKey]

AW: Excel Drehzahlrechner

Darfs ein bischen Theorie sein zum Frühstück?

Zwei Abhandlungen die sich mit dem Thema Motor und Regler befassen.

http://www.s4a.ch/eflight/reglerleistung.pdf

http://www.rc-heli.de/board/attachment.php?attachmentid=153491&d=1357461119

Da sind die Grundlagen zum Verständnis des Problems recht anschaulich dargestellt. Nicht alle Zusammenhänge und Abhängigkeiten im Detail (gerade die Schnittstelle Regler-Motor kommt in meinen Augen zu kurz) aber für den Anfang sollte es reichen.

Dietmar


@ Lars

Wenn du die Unterlagen durch hast, dann wird dir klar werden, dass +/-5% ein sehr optimistisches Ziel sind. Für die Realität würde ich schätzen, dass alles was im Bereich von +/- 15% schon ein supergenaues Ergebnis ist.
Dann ist IMMER testen und mit realen Werten optimieren angesagt.

[vlk]

AW: Excel Drehzahlrechner

Also mal grob mit anderen Worten gesagt, man kann, wenn man noch nichts hat, nicht mit einem Drehzahlrechner so wie er hier ist ein System aufbauen ohne Gefahr zu laufen danebenzuliegen.
Aber man kann den Rechner an einem vorhandenes System anpassen um dann die zu erwartende Drehzahlen bei Ritzelwechsel zu errechnen.

Bei Reglerwechsel wird es schwierig, bei Motorwechsel nicht!

[DiKey]

AW: Excel Drehzahlrechner

....... da muss ich leider widersprechen!

Da jeder Motor seine eigene Charakteristik hat stimmt das so nicht.

Die uns verkaufte Konstante kv ist nur bedingt wirklich konstant.

Wie im Skript von H. Schenk beschrieben sind die Grundparameter für jeden Motor die elektromotorische Konstante [ke], die Konstante für den Verlustmoment [kl] und der Wirkwiderstand [R].

Ke und kl sind (soweit ich das sehe) wirklich konstant - aber sie unterscheiden sich bei jedem Motor. Der Widerstand setzt sich aber aus dem ohmschen Widerstand und dem Blindwiderstand zusammen.
Nur leider ist es so, dass der ohmsche Widerstand von der Temperatur der Kupferwicklung und der Blindwiderstand von der Drehzahl abhängig ist!

Die Abhängigkeit der Temperatur ergibt grob überschlagen eine Drehzahländerung von rund 1% - noch nicht viel; bis jetzt!

Bei der ßberschlagsrechnung bin ich aber von einem voll durchgeschaltetem Steller (ohne Gov. ) ausgegangen und hab auch die ßnderung des Blindwiderstandes über die Drehzahl vernachlässigt. Die bei uns übliche PWM verschlechtert den Wert sicher noch deutlich. Ich schätze mal, dass ca. 3% Drehzahländerung realistisch sind.

Aber jetzt kommt der Strom dazu:
Und der ist (auch bei genau gleichem Flugverhalten) nicht immer gleich!
Der Strom (abgeleitet aus der Leistung) ist, über Auftribsbeiwert [ca] und Widerstandsbeiwert [cw] von der Luftdichte abhängig. Die wiederum ändert sich mit dem Luftdruck / Seehöhe und der Lufttemperatur. Bei sonst absolut identem Heli und Setup.

Auch wieder grob überschlagen ergibt das ßnderungen von rund 2%.

Somit sind, OHNE das System an sich zu ändern, Unterschiede von 5% bei ein und dem selben Motor realistisch!!


Wenn der Motorlieferant nun schön einen kv-Wert aud die Packung druckt oder in der technischen Beschreibung verankert, dann wissen wir einfach nicht unter welchen Bedingungen dieser Wert ermittelt wurde - ungefähr wird er schon stimmen, aber halt nicht ganz exakt.
Und selbst wenn wir den Motor selber vermessen (einen genau arbeitenden Prüfstand mit exakten Messgeräten mal vorausgesetzt) dann wissen wir nur, wie sich der Motor bei uns im Bastelkeller verhält. Am Flugfeld schaut die Welt schon wieder ganz anderst aus und ändert sich mit Temperatur und Wetterlage.


Daher behaupte ich in meinem jugendlichen Leichtsinn: Falls es jemand schafft, all diese Parameter und Einflussfaktoren in einen einfach zu bedienenden Rechner für die Kopfdrehzahl einzubauen, dann ..........
...... hat er zumindest meine Hochachtung!

Alle Rechner die die Drehzahl auf +/- 10% genau treffen sind super. (Aber ohne dabei über Gov oder andere Tricks sich selbst das Ergebnis schönlügen - sonst gilt es nicht.)

Soweit meine Gedanken dazu - Diskussion erbeten und erwünscht

Dietmar

[vlk]

AW: Excel Drehzahlrechner

Wir haben doch die Effizienz im Rechner.
Die ist ja für die Verluste zuständig, die man eigentlich auch schon nicht genau weiß!

Wenn man jetzt irgendwie mit einer einfachen Formel den Wert für die Gesamtverluste zusammenbekommt und die als Effizienz eingibt, würde es doch passen?

Ich dachte da an eine Art Punktesysten in Prozent die aufgrund verschiedener Fragen zusammenkommen und da eingetragen werden!

Nur wer kann schon all die Fragen die dafür gebraucht werden beantworten?

Es müsste dann eine Datenbank für alle Motoren, Regler usw. angelegt und gepflegt werden und das klappt schon bei manch einen anderen Rechner nicht, wo z.B. für die Untersetzung das Modell ausgewählt werden muss, aber in der Liste nicht/noch nicht eingepflegt wurde!

[vlk]

AW: Excel Drehzahlrechner

Schau mal was ich gerade gefunden habe!
eCalc - the most reliable RC Calculators on the Web for electric Motors

Da hat sich jemand auch ganz schön Arbeit gemacht.