[nexus665]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Hi,

aha. Der Draht ist bei identer Windungszahl mehrlagig also länger? Darf ich Dich bitten abzuschätzen, um wieviel?

Mitdenker werden erkennen, daß es sich hier um minimalste Längenänderungen handelt, außerdem, daß der spezifische Widerstand Rho sich wie folgt berechnet:

Widerstand * Querschnitt / Leiterlänge.

ßndere ich nun die Leiterlänge um 0,x% (sind wir mal nett und sagen 2%) weil ich in die 2. Lage muß, ändert sich da weeeeeeeenig.

ßndere ich dafür den Querschnitt (siehe Rechnungen vs. Durchmesser!), dann ändert sich da einiges...der ist nämlich mehrlagig erheblich höher zu bekommen als mickrige 1-2%.

lG,
Simon.

[aspirin4u]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

ßndere ich nun die Leiterlänge um 0,x% (sind wir mal nett und sagen 2%) weil ich in die 2. Lage muß

Danke für den freundlichen Hinweis Simon,

ich vergaß die Kausalkette vollständig zu erwähnen. Bedingt durch den TK von Kupfer spare ich bereits 4% Leiter- Querschnitt wenn die Wicklung im Schnitt 10°C kühler ist. Ich will jetzt mal wirklich die Bälle flach halten und den thermischen Gewinn nur mit 10°C ansetzen.

Ich schließe mich außerdem den Experten an und sage OK, da ich momentan keine beweishaltigen Messungen vorweisen kann, wird die Impedanzverbesserung durch 1-Lagenbewicklung nur mit 4% abgeschätzt. Die Experten haben mir ja inzwischen einen geringen Effekt bei den Streufeldverlusten / Impedanzverbesserung zugestanden.

Wenn wir das alles zusammenaddieren, 2% kürzeren Draht, 4% weniger Ri wegen kühler und 4% weniger Impedanz wegen 1-Lagig, dann sind das in Summe bereits 10% weniger Kupfer Querschnitt den ich benötige um auf das gleiche Ergebnis zu kommen wie bei einer Mehrlagenbewicklung. Hier kommt 1 zum anderen und das ist genau der Punkt.

Aus genau diesem Grund reicht bei dem P750 in der YY Schaltung ein 1,32mm Draht 1-Lagig um auf eine hervoragende Performance in der Praxis zu kommen. Im ßbrigen ist jetzt schon klar, daß der Ri von diesem Motor ganz in der Nähe der von Holger gemessenen 9,9 mOhm liegen wird. Da habe ich mich mit den damaligen 7 milli Ohm gründlich vertan. Das ändert aber nichts an der Tatsache, daß inzwischen mehrere Piloten sowohl im 12 als auch im 14S Betrieb ein riesen Spass damit haben.

Und ich bin davon überzeugt, daß es reichlich Piloten gibt, die auch einen riesen Spass mit dem P850-50 CL oder dem P750-56 CL haben. Ich denke, wenn wir diese Haarspalterei mal sein lassen, dann werden wir feststellen, daß es für alle Methoden eine Daseinsberechtigung gibt. Das ist zumindes meine Erkenntnis, welche ich durch diese teilweise anstrengende aber insgesamt hoch interessanten Diskussion gewonnen habe.

So, nun mach ich aber Schluß bis zu den nächsten Fakten LG Philon

[RoadrunnerAZ]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Phil, höre endlich auf Werbung zu machen

[Holle]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Fakten ??? Märchen !!!

Schau Dir die Vergleichsmessung #359 an, da siehst Du den Unterschied, die Fakten, von einem Vermesseungsbeamten vermessen.
Warum ist die dort Mehrlagenwicklung um so viel besser (belegbarer Fakt !) ?


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Ich schließe mich außerdem den Experten an und sage OK, da ich momentan keine beweishaltigen Messungen vorweisen kann, wird die Impedanzverbesserung durch 1-Lagenbewicklung nur mit 4% abgeschätzt. Die Experten haben mir ja inzwischen einen geringen Effekt bei den Streufeldverlusten / Impedanzverbesserung zugestanden.

Wer Wann Wo 4% ??

Wenn wir das alles zusammenaddieren, 2% kürzeren Draht, 4% weniger Ri wegen kühler und 4% weniger Impedanz wegen 1-Lagig, dann sind das in Summe bereits 10% weniger Kupfer Querschnitt den ich benötige um auf das gleiche Ergebnis zu kommen wie bei einer Mehrlagenbewicklung. Hier kommt 1 zum anderen und das ist genau der Punkt.

Rechnen ist nicht Deine Stärke ?!?

Zuerst einmal ist 1,32 vs. 1,5 nicht nur ein bissl mehr, sondern es sind 30% mehr Querschnitt, da sich das im Quadrat rechnet.

Das gilt, von irgendwelchen Wirkungsgraden abgesehen, auch für die Strombelastbarkeit des fertigen Motors !

Für 5+5 YY benötigst Du ca. 80cm Drahtlänge.
Für 4+(4+2) Mehrlagig ca. 6mm mehr (probiers doch einfach mal aus, und messe die Länge, es sind ja nur zwei windungen in zweiter Reihe).
Von mir runde das Ergebniss auf 1% auf.

Das mit der Impedanz von 4%,worauf basieren die ? Aus der Luft gegriffen ? Placebo ?

Selbst wenn ich die 4% Ri-Erhöhung durch Temp. so stehen lasse, komme ich auf max. 5%

5% ist nicht das gleiche Ergebniss wir 30%, sondern nur ein sechstel

selbst deine "10%" wären trotzdem nur ein Drittel im Vergleich, ist auch nicht das "gleiche" Ergebniss.

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Aber das sind Milchmädchenrechnungen, und haben mit Antriebsoptimierung zu tun.
Beispiel:
Du wickelst 10mOhm für 520U/V mit 5+5 mit 1,32yy vor

Als Gegenstück für den Teststand würde ich da nicht 5+5x1,5yy wickeln, sondern z.B: 6+6x1,4YY, die 10mOhm bleiben erhalten, aber durch die 20% geringere KV sinken die (primären) Eisenverluste im erheblichem Umfang (sinken im Quadrat zur Drehzahl), die restlichen Verluste wiegen sich in etwa auf, ergo erheblich besserer Wirkungsgrad, inkl höherer Belastbarkeit.
So geht Das !

Bei Propellermaschinen würde diese geringere KV zusätzlich noch massiv Propellerwirkungsgrad mit sich bringen.



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Du kannst die Physik verdrehen wie Du willst, KLARTEXT:

[SIZE="5"]Dein einzig ganz große (wirtschaftlicher) Vorteil an deiner Einlagenwicklung ist, das sie einfach BILLIG ist, da sie nur ein Bruchteil der Wickelzeit benötigt (maximal 10Minuten), sowie Anfängertauglich ist ![/SIZE]

.

[CH.LUCAS]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Hi All,
na jetzt sind wir endlich soweit wie wir es ja schon weiter vorne gesagt haben . Die Einlagigen mit dünneren Draht gewickelten Motoren sind für nicht so hart fliegende Piloten besser geeignet und für die Powerpiloten die hart 3D Figuren vordern und keine Kompromisse eingehen wollen weil die Maschine durch ziehen muss und dann höchste Ströme fließen werden ordentlich Kupfer im Slot brauchen den der Strom muss dann vom Draht getragen werden . Solche Maschinen sind Drehzahlsteifer und kleine Fehlanpassungen schlagen sich in Großen Stromdurst nieder.Damit zu Fliegen brauch viel Abstimmungerfahrung und sehr gute Kenntnis zur Wirkung aller Einstellparameter,wird sie Unterfordert wird so eine Maschine aber nicht Automatisch zum ECO Maschinchen. Bei der Höhe der Unterschiede stehen da aber sehr Optimistische Zahlen ,da muss man erst einmal wissen welchen Verlustanteil sie den ßberhaupt alle zusammen haben und zb. In Hochdrehmomentmaschinen tragen ja gerade die Streufelder mit zum Drehmoment bei .
Das ist ja auch ein Grund weshalb Holle für Flugschulen einlagige Wicklungen macht und für Wettbewerbspiloten die Höchste Leistungen abfordern mit dicken Draht . Es bestätigt auch Holles und meine Aussage zu Homers Erfahrungen mit Phils Motor das die von Homer vorher eingesetzten Maschinen alle für seinen Flugstil viel zu Heiß gewickelt waren . Eine Klassische Fehlauslegung bzw. fehlerhafte Selbsteinschätzung der Flugstils . Ist wie bei den Formel 1 Fahrern ,der eine ist es gewohnt mit brutaler Leistung um zu gehen und damit sein Fahrzeug um die Kurven zu treiben ,während der andere ohne großes Driften mit einer sauber gefahrenen Linie genausoschnell herum kommt. Der Drifter sieht halt viel Späktakulärer aus ,macht mehr Show her ,was ja beim harten 3D fliegen durch aus gewollt ist . Ob ein , zwei Prozent mehr auch ankommen ist noch eine ganz andere Frage ,zudem kenne ich Modellpiloten die schon beim richtigen Akkuladen ,Vorwärmen und Pflegen mehr Gewinn erzielen .Und unter Tunning versteht Heutzutage eh jeder was anderes .Der Eine macht Ecotunning um möglichst Spritsparend herum zu Rollen und der Andere setzt auf schieres Leistungstunning damit die Reifen schon im Stand Quallmen .

[Homer]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Es bestätigt auch Holles und meine Aussage zu Homers Erfahrungen mit Phils Motor das die von Homer vorher eingesetzten Maschinen alle für seinen Flugstil viel zu Heiß gewickelt waren . Eine Klassische Fehlauslegung bzw. fehlerhafte Selbsteinschätzung der Flugstils . Ist wie bei den Formel 1 Fahrern ,der eine ist es gewohnt mit brutaler Leistung um zu gehen und damit sein Fahrzeug um die Kurven zu treiben ,während der andere ohne großes Driften mit einer sauber gefahrenen Linie genausoschnell herum kommt.

Jetzt wird wirklich alles hervorgeholt . Ich fasse es nicht .
Sogar die Formel 1 . Ich weiss zwar nicht , was ein Formelmotor mit einem Brushlessmotor gemein haben soll , aber bitte .
Vielleicht hätte ich einen Wandler einbauen sollen , damit meine vorher eingesetzte Maschine immer im optimalen Drehzahlbereich arbeiten kann .
Dass ich genug Ritzel für eine passende ßbersetzung da habe , habe ich ja schon oft genug erwähnt .
Ach ja , und Phils Motor macht das alles klaglos mit .
Zwei Liter weniger Sprit auf 100km und ein Satz Slicks reicht .

[JMalberg]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

@Homer: Offensichtlich hast du von dem hier geschriebenen ja nicht allzu viel verstanden.
Es wäre nett, wenn du dann das Niveau nicht auf deins ziehst.
Danke

[Homer]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Du hast Recht , ich verstehe von Brushlessmotoren leider nicht allzu viel .
Was mich aber ärgert , dass man hier immer wieder von Fehlabstimmung an meinem Heli spricht oder schreibt . Wenn ich alle verfügbaren Ritzel von 10 bis 15 Zähne hier liegen habe , ist es wohl kein Problem , für Motoren die passende ßbersetzung zu finden , oder ? wenn ich einen Pyro 750-56 am Kosmik mit einem 12er Ritzel betreibe und liege bei 80% an der Funke bei 1950 U/min am Kopf , gehe ich mal davon aus , dass der Pyro im optimalen Arbeitsfeld liegt .
Mache ich dann das 13er Ritzel rein , bricht er mir bei 1400 U/min noch mehr ein , komme dafür auf 2100 U/min , zwei Minuten weniger Flugzeit und der Motor wird noch heißer .
Warum wird dann immer wieder von Fehlabstimmung gesprochen ? Ich erreiche ja meine Wunschdrehzahl mit dem 12er Ritzel gar nicht ?
Möglicherweise hat ein Pyro 750-50 einen besseren Wirkungsgrad , aber ich glaube kaum , dass der 50er mit einem 13er Ritzel besser durchzieht als der 56er mit dem 12er Ritzel .
Wo ist dann hier der Unterschied ?
Für was gibt es dann den Pyro 750-56 ??
Für meinen obigen Post möchte ich mich entschuldigen . Ich möchte niemand ans Bein pinkeln . Nur nicht immer auf meiner ßbersetzung rumhacken . Ich hätte nicht gesucht , wäre ich mit dem vorhandenen Motor zufrieden gewesen .
Der SZ4926 von Compass wäre auch noch ein Kandidat , nur war mir das 15er Ritzel zu laut .

[Holle]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

@ Homer

Steht in den Kurven die ich gepostet habe, für deine Flugzeit hast du den -56 weit unterfordert, und bist darum in einen sehr schlechten Wirkungsgradbereich gelandet, hierfür ist er nicht gebaut.
Eine Flugzeit von 14Minuten ergebendeutlich unter 20A im Schnitt.

Der -56 gibt es für Leute die sehr viel höhere Leistungen fliegen als Du (dreifache bis zehnfache), da tut er dann das was er soll, da er dort seinen "Wirkunggrad-Focus" hat.

Gruß Holle

[regenmacher]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

@Homer:
ich denke das du da was falsch interprätierst.
Die werfen dir nicht vor das du deine Motoren falsch ritzelst, oder das deine Regeleröffnung nicht stimmt.
Ich habe das so verstanden, das vermutet wird, das der gewickelte Motor von Phil einfach schon vom Grundsatz her besser zu deinem Flugstil passt und daher die deutlichen Unteschiede zu den vorherigen Serienmotoren zu erklären sind.

Mit anderen Worten: Die Serienmotoren waren nicht 100% optimal für deinen Einsatzzweck und Phil hat mit dem gewickelten Motor halt ins Schwarze getroffen.

@all:
Von Motoren verstehe ich leider nichts, finde das hier trotzdem echt spannend, bitte weitermachen.

Gruß,
Manfred

[Homer]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

@Holle
Danke , das leuchtet ein .
Dann wäre der 750-50 so wie du schon geschrieben hattest möglicherweise doch der bessere Motor gewesen . Zumindest würde das zum Teil die längere Flugzeit mit Phils Motor erklären . Der andere Teil ist die einlagige Wicklung , die wie auch schon von dir beschrieben speziell für Flugschulen mit möglichst langer Flugzeit bestens geeignet ist .

@Regenmacher
Auch passend . Ich muss mich einfach mal mehr mit diesem Thema befassen . Mein Verständnis bisher wie beim Elektroauto Drehmoment ab der ersten Umdrehung . Das ist hier nicht so . Auch wenn ich vorher mich etwas lustig über den Vergleich Brushless-/Ottomotor gemacht habe , hilft mir das doch ein wenig .
Ein dich aufgeblasener 2,0 Liter Turbo mit einem Garrett GT3076R geht untenrum überhaupt nicht , ab 4500 U/min gibt's den Tritt ins Kreuz und frei bis 8-9000 Touren sofern das der Motor mitmacht .
ßhnlich der Pyro 750-56 ?
Auf jeden Fall hat Phil bei mir tatsächlich ins Schwarze getroffen . Wir haben auch eine Weile über die möglichen Wicklungen gesprochen .

[Holle]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Christian hat die Verlustverteilung angesprochen.

Ich möchte darum das mal grob aufbröseln, und in Anwendertauglichen Zahlen zeigen, welche Auswirkungen dies für die Praxis/ den Wirkungsgrad hat, um diese -Zahlen- der ßnderungen im Innenwiderstand überhaupt werten zu können.


Beispiel Antrieb zum zitierten 750er 5+5YY
I=50A U=40V Ri=10mOhm, unterstellter Wirkungsgrad 80% Drahtlänge: 800mm, Flugzeit 5Minuten, 5000er Akku, 20% Restkapazität.


Eingangsleistung (Pin): 2000Watt
Wellenleistung: 1600Watt (80% von Pin)
Verlustleistung: 400Watt (20% von Pin)
Ohmsche Kupferverluste über den Ri: 25Watt (1,25% von Pin)
Eisen und sonstige Verluste: 376Watt (18,75% von Pin)


Daraus ergibt sich an zuzurechnenden/abzuziehenden Verlustleistung:
ßnderung pro Prozent Ri: 0,25Watt (0,0125% von Pin)
ßnderung Drahtlänge pro 8mm Drahtlänge: 0,25Watt (0,0125% von Pin)
ßnderung der Temp. von 10Grad (K): 1Watt (0,05% von Pin)
vermeintliche Wickelimpedanz von 4%: 1Watt (0,05% vom Pin)

Philons zitierter vermeintlicher Ri-Vorteil von 10%: 2,5Watt (0,125% von Pin)
der dafür in Kauf genommen 30% Ri-Nachteil: 7,5Watt (0,375% von Pin)


Der Vorteil des niederohmigeren Motors ist höhere Belastbarkeit und Drehzahlsteifigkeit !
sowie Weniger Drehzahl und Wirkungsgradeinbruch bei hohen Lastspitzen.

Insofern bewegen wir uns hier im Promillebereich des Wirkungsgrades !


Bei anderen Strömen sieht die Bilanz anders aus, die ohmeschen Kupferverluste des obrigen Beispiel als Tabelle ( Flugzeit für 4000mAh Verbrauch):
bei 12A: 1,5Watt (Flugzeit 19,2Min)
bei 25A: 6,25Watt (Flugzeit 9,6Min)
bei 50A 25Watt (Flugzeit 4,8Min)
bei 100A: 100Watt (Flugzeit 2,4Min)
bei 200A: 400Watt (Flugzeit 1,2Min)

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Für eine höhere Flugzeit gilt auch die Physik:
Verringerung der Kopfdrehzahl, was über einen drehzahlsteiferen Antrieb gelingt (der Heli zieht auch bei höheren Pitchwerten dann noch durch).

Abstimmung des Motors zum Heli (Wirkunggradkurve), und Pitch-Management.

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In anderen Welten sieht die Bilanz teilweise auch völlig anders aus, beispielsweise die typschen Shocky Indoorantrieb, hier sind Innenwiderstände von 150-400mOhm üblich, das sind bei 5A bis 10Watt ohmsche Verlustleistung bei 35Watt Pin, dort ist es genau umgekehrt. Langsamdrehende Dauerflug/Scaleantrieb schwimmen da irgendwo dazwischen rumm.


Gruß Holle

[garth]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Also, wenn die PHILosophischen Grenzwertbetrachtungen doch irgendwann vorbei sind, wär mein Vorschlag sich doch mal auf andere Faktoren zu konzentrieren, nachweislich massiv in die Eigenschaften eingehen.
Gut, die Wicklung kann man selbst durch Umwickeln beeinflussen. Blechpaket, Glockenmaterial, Form und Material der Magnete und Motorgeometrie sind Einflußgrößen die nur die Entwickler verändern können.
Interessant wärs trotzdem.

Beispiel : Um wie viel Besser wird ein gegebener Motor wenn man die geraden Magneten in der Glocke durch gebogene, also dem Radius angepasste, ersetzt.
Denn bei geraden überbrückt man einen zusätzlichen Luftspalt mit Kleber. Setzt wer da zumindest magnetisch leitfähige Kleber ein, oder schlicht Epoxi ? Wie viel kühler ist ein dem Radius angepasster Magnet gegenüber dem mit Kleber irgendwie drangepappten ?


Blechpaket : Je dünner desto besser, klar, aber WORAUS gemacht.
Dosenblech weil billig ?
M270-50A weils überall drin ist ?
Oder hat wer VACOFLUX 48 drin ? Immerhin über 50% mehr Flux ! (2,2 statt 1,5Tesla)

Magneten : 150Grad sind irgendwie Standard, aber : Die 150 Grad sagen nix über die Leistung der verwendeten Magneten aus, denn wichtig an denen ist wie stark sie sind.
Man hat hier z.B. hat durch irreführende Werbe/Prospekt Aussagen beim Kunden die Idee festgesetzt T>150 ist besser. Tatsächlich wäre aber eine 40% höhere Remanenz besser, auch wenn der Magnet dann nur noch 130Grad aushält, die er aber aufgrund höheren Wirkungsgrades bei weitem nicht so schnell erreicht wie der supertolle 150er. Insbesondere wenn er gebogen ist und somit nicht nur magnetisch, sondern auch thermisch optimal an die Glocke angebunden ist, welche Ihn dann kühlt.

Nachdem ich mich jetzt, nicht zuletzt wegen genau dieser Diskussion hier in das Thema eingelesen hab, desto mehr scheint mir daß auch Motoren der >400€ Klasse noch sehr weit vom technisch machbaren Optimum weg sind.

Allerdings fürchte ich daß eine Fortführung des Themas auf einem solchen Niveau erst möglich wird, wenn die Mods Dauerstörern eine Auszeit verpassen.

[CH.LUCAS]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Hi Garth,
ja das sind schon Themen die ganz schön ans eingemachte gehen .
Bevor man sich aber über einen guten Wärmeabfluß bei den Magneten Gedanken macht sollte man sich auch ßberlegen woher den die Wärme in den Magneten herkommt. Verantwortlich sind Wirbelströme die wie in allen Letfähigen Materialien durch Wechselfelder entstehen. Gut kühlen ist immer gut vermeiden noch besser.
Deshalb wird in manchen Maschinen auch der Magnet geblecht ,wie der Stator.das geht nicht so fein wie mit den Blechen aber es reicht da schon wenn die Magnete aus 1-2,5 mm dicken Plätchen zusammen gesetzt werden .im Prinzip reduziert jede Leitunterbrechung hier den Strom . Alte Ferritmagnetmotoren kenne das zb. gar nicht ,die sind nicht Leitfähig haben aber leider nicht die Feldstärken der Neodym Magnete.
Im Modellmotorenhandel gibt es derzeit nur Lehner der die Magnete der Innenläufermotorenserie mit( geblechten ) Rotoren ausrüstet und Hacker macht es in einem 50 ziger Innenläufer die mit Getriebe in Kunstflugmaschinen Verwendung findet.
Da geht's um Wirkungsgrad und hohen Leistungsdurchsatz für kurze Intervalle und höchste Drehzahlen .Da die Innenläuferrotoren nicht so einfach zu kühlen sind macht die Vermeidung hier besonders Sinn. Das mal als kurze Info.

[garth]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Danke Christian, so weit isses mir schon klar. Wenn ichs noch genauer wüßte würd ich Motoren bauen...( Der Unterschied zwischenTheorie und Praxis ist in der Praxis....)

Ich wollt einfach die Diskussion mal in Richtung nennenswerterer Einfußgrößen lenken, denn nun diskutiert man híer seit Wochen die Wicklungsgeometrie und vernachlässigt weit einflußreichere Details. Einige Motoren haben geteilte Magneten, also so was wie 2-3 in Reihe, das dürfte den selben Effekt haben.

Was könnte man gewinnen wenn Bleche mit höherer mag. Leitfähigkeit genutzt würden, so daß ich den "Hammer" schmaler machen kann, und damit mehr Platz für Kupfer bekomme etc....
Ich hab nur mal kurz mit nem Spezialisten drüber gesprochen am Telefon, auf der Elektronika werde ich ihn treffen.