Unterschied 10 / 14 Pol Motor

[kuki]

Hallo Leute!

Frage mich die ganze Zeit welchen Unterschied es da gibt wenn ich einen Baugleichen Motor mit einmal 10 Polen und dann mit 14Polen ausrüste.
Beide haben die gleiche Drehzahl / Volt.

Was für ein Unterschied ist zu erwarten.
Ist nur eine Frage da mir das Vesrständnis fehlt.

Bei Flächenmodellen werden ja häufig 14Pol Motoren verwendet bei Heli wiederum 10Pol.

Bitte klärt mich auf.

Danke
mfg
Franz

[kuki]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

Hi!

kann mir das wirklich keiner sagen?

[klauskolb]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

Hallo,

um einem 14-poligen Motor zu einer Umdrehung zu bewegen, muss der Regelr 1,4 mal mehr "schalten".

Die 14-poligen Motoren für Flächenmodelle haben geringere Drehzahlen, dafür höheres Drehmoment, das ist wichtig, weil grössere und langsamdrehende Propeller einen wesentlich besseren aerodynamischen Wirkungsgrad haben, als kleine und schnelldrehende Propeller.

Beim Heli hat man ja sowieso ein Getriebe und nimmt deshalb eher hochdrehende Motoren, die ein besseres Leistungsgewicht haben, die also bei gleicher Leistung leichter sind.

Hoffe, ich hab' nix falsches oder unverständliches geschrieben

[Aussenläufer]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

hallo,
rein rechnerisch ist der zusammenhang bei synchronmaschinen so:

netzfrequenz:polpaarzahl=drehzahl

nehmen wir an dass der netzfrequenz(drehzahlregler) 150kHz kann, dann dreht dein 10poler 30000U/min und dein 14poler ca 21400U/min alles ohne verluste).

das mit dem drehmoment und drehzahl wurde oben schon erklärt.

einfach gesagt ist das eine elektrische untersetztung...

mfg
ralf

[Ralf Rösch]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

Hi Ralf,

das widerspricht jetzt irgendwie dem, was ich von BL-Motoren weiss (bin aber auch nicht der Superexperte)

Bei einer Synchronmaschine ist Deine Aussage komplett richtig.
Ein BL-Motor ist aber im Grundsatz keine Synchronmaschine sondern ein Gleichstrommotor, bei dem die Drehzahl (bei konstanter Last) rein von der angelegten Spannung abhängt. Der Regler (oder Steller) sorgt "nur" dafür, dass das Drehfeld rechtzeitig kommutiert wird (was "früher" über die Bürsten geschieht). Bei der Drehzahlregelung reguliert der Regler in Prinzip "nur" über die Spannung die Drehzahl, nicht indem er "üöter" kommutiert. (o.k. moderne Regler ändern noch das Timing etc.)
Das mit der Ansteuerfrequenz (kHz) ist nur die Frequenz des Pulsweitenmodulation, über welche die Spannung reguliert wird (Mittelwertbildung)
Vielleicht kann hier ein Experte noch mehr Klarheit schafen (hab grad gesehen, Frank Schwaab ist schon wach )

gruss
Ralf

[Aussenläufer]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

hallo ralf,
die 150 kHz beziehen sich auf die maximale feldfrequenz eines jazz.
ohne eine entsprechende feldfrequenz dreht sich der motor nicht, also ist er mehr drehstrommotor...
die taktfrequenz (pwm)der regler liegt sonst bei 8-32kHz, je nach induktivität des motors.

nach deiner aussage würde ein regler dann den motor im anlauf direkt mit 150kHz "bestromen".
ich würde sagen dass das nicht funktioniert ohne entsprechend die frequenz nachzuführen.
vor allem denke ich ist nur über die spannung keine richtige drehzahlregelung möglich.
bei grossen antrieben(asynchronmaschinen) wird beim anlauf ja auch die feldfrequenz entsprechend nachgeführt...(schlupf vernachlässigen wir)

ok, eine expertenmeinung wäre nicht schlecht....

gruz
ralf

[noch ein Stefan]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

Hallo,

die mechanische Untersetzung (durch das Getriebe also) ist günstiger als die elektrische (also über die Polzahl des Motors). Man gewinnt zwar durch eine Vermehrung der Pole auch Drehmoment aber nicht soviel wie durch die Veränderung des Untersetzungsverhältnisses. Da die Getriebeverluste sich nur wenig ändern und eher von den Zahneingriffen als vom Untersetzungsverhältnis abhängen ist im Heli der höherdrehende (niedrigerpolige) Motor im Vorteil wärend im Flieger dann ein Getriebe fällig wäre was man sonst nicht bräuchte und welches den Gewinn auffressen würde. Würde man den höherdrehenden (10 poligen) Motor für den Flieger so wickeln das er langsamer dreht würde obendrein der Innenwiederstand steigen und die Stromfestigkeit eingeschränkt also geht man über die Polzahl. Wenn die Untersetzung im Heli sehr beschränkt ist und man daher mit der Motordrehzahl auch mit einem 14 Poler unter dem bleibt was der Regler maximal in der Lage ist zu regeln kann es aber durchaus sinnvoll sein einen solchen einzusetzen, umgekehr halt im Flieger wenn man einen höherdrehenden Motor z.B. für ein schnelles Modell möchte.

Gruß Stefan

[Ralf Rösch]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

Hi Ralf,

da eine "Expertenmeinung" im Moment noch ausbleibt antworte ich noch mal.

Das mit der max. Feldfrequenz stimmt schon, bedeutet meiner Ansicht aber nur, dass der Reler (jazz) sooft kommutieren kann,

ohne eine entsprechende feldfrequenz dreht sich der motor nicht, also ist er mehr drehstrommotor...

Meiner Ansicht nach schon, der Regler (steller) legt eine Spannung an (die Höhe der Spannung wird durch das Puls-Pausen-Verhältnis des PWM Signal bestimmt) und der Motor dreht sich zum nächsten Pol

nach deiner aussage würde ein regler dann den motor im anlauf direkt mit 150kHz "bestromen".

Nein, erst wenn der Läufer den Pol erreicht, kommutiert der Regler zum nächsten Polpaar (und das kann er eben 150´000mal/Sekunde)

vor allem denke ich ist nur über die spannung keine richtige drehzahlregelung möglich.

Im Prinzip schon, früher wurde das so gemacht. Aber es stimmt, für eine gute Drehzahlregelung müssen auch noch andere Parameter (z.B. Timing) verändert werden (deshalb ist der Jazz auch so gut )

bei grossen antrieben(asynchronmaschinen) wird beim anlauf ja auch die feldfrequenz entsprechend nachgeführt...(schlupf vernachlässigen wir)

ja, da ist es vom Wirkprinzip anders. eine (A-)synchronmaschine hat keine Dauermagnete, da wird der Magnetismus rein durch den Wechselstrom erzeugt. Das Drehfeld (der Frequenzumrichter) gibt die Drehzahl vor (o.k., den Schlupf vernachlässigen wir)
Ein Punkt ist mir bei Deiner Berechnung im vorigen Post noch aufgefallen, weswegen ich Deine Erklärung nicht Plausibel finde

nehmen wir an dass der netzfrequenz(drehzahlregler) 150kHz kann, dann dreht dein 10poler 30000U/min und dein 14poler ca 21400U/min alles ohne verluste).

Die Polzahl vervielfacht bei einem Asynchronmotor die Drehzahl, ist also eine "ßbersetzung", so eine 2 polige Asynchronmaschine dreht an 50Hz (Netzfrequenz) ohne Schlupf 3000U/min (50Hz(1/sec) * 60 (sec) * 1 (Poolpar), eine Vierpolige dreht 6000rpm.
Bezogen auf Dein Beispiel mit 150 kHz und 10 polen (5 Polpaare) wären das 45 Mio rpm.
Somit meine ich, dass sich die 150 kHz bedeuten, wie oft der Regler das Feld "weiterschalten" kann und somit die Grenze dessen darstellt, wieviel Pole ein BL-Motor haben kann, bis der regler nicht mehr "mitkommt". Die Polzahl ist hier eine "Untersetzung".

Puuuhhh, das war schwierig zu schreiben und ist vermutlich noch wirrer zu lesen ,aber interessantes Thema
Experten helft uns!

gruss
Ralf


Edit: Hallo Stefan, ich wollte mit meinem erstan Satz nicht sagen, dass Du kein Experte bist, du warst nur schneller

[Aussenläufer]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

hallo,
hört sich soweit plausibel an und die pwm geschichte hab ich schon verstanden und nichts neues.
auch die maximale feldfrequenz ist klar.
jedoch ist dir ein fehler in deiner formel unterlaufen.

eigentlich sind wir uns nur nicht einig darüber was die führungsgrösse bei der kommutiertung ist, die spannung oder die frequenz.
mfg
ralf

Die Polzahl vervielfacht bei einem Asynchronmotor die Drehzahl, ist also eine "ßbersetzung", so eine 2 polige Asynchronmaschine dreht an 50Hz (Netzfrequenz) ohne Schlupf 3000U/min (50Hz(1/sec) * 60 (sec) : 1 (Poolpar)=3000, eine Vierpolige dreht 1500rpm.
Bezogen auf Dein Beispiel mit 150 kHz und 10 polen (5 Polpaare) wären das 30000 rpm; 150 kHz und 14 polen (7 Polpaare) wären das 21430 rpm.
Somit meine ich, dass sich die 150 kHz bedeuten, wie oft der Regler das Feld "weiterschalten" kann und somit die Grenze dessen darstellt, wieviel Pole ein BL-Motor haben kann, bis der regler nicht mehr "mitkommt". Die Polzahl ist hier eine "Untersetzung".

[Hermann Schellenhuber]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

Servus,

bin zwar auch kein "Experte", hatte aber auf der Uni mal das Vergnügen, auch was über BLDC-Motoren zu lernen. Dem was Ralf (Rösch) schreibt, kann ich zustimmen. Vom Aufbau gleichen unsere Brushless-Motoren zwar einer permanentmagneterregten Synchronmaschine, aber die Ansteuerung darf man nicht mit ihr vergleichen. Wie Ralf schon schrieb, wird die Drehzahl im Grunde genommen genau wie bei Bürstenmotoren rein über PWM, also die Spannung gesteuert. Die Kommutierungsfrequenz richtet sich dann nach der aktuellen Rotordrehzahl (die von der Spannung abhängig ist) und nicht umgekehrt. Wird der Brushlessmotor bei konstanter Spannung belastet, so nimmt automatisch die Kommutierungsfrequenz mit der einbrechenden Drehzahl ab, damit immer das korrekte Winkelverhältnis von Stromvektor und Flußvektor wie beim Bürstenmotor (90° für maximales Drehmoment) eingehalten wird. Will man die Drehzahl nun konstant halten, so muß man natürlich die Spannung erhöhen. Die Drehzahl richtet sich also nicht nach der Frequenz, sondern die Frequenz nach der aktuellen Drehzahl, die sich eben durch die Spannung ergibt. Der Anlauf ist wieder eine andere Geschichte. Da bei unseren sensorlosen Motoren im Stillstand kein BEMF-Signal zur Rotorpositionsbestimmung vorliegt und es bei sehr geringer Drehzahl meistens nicht optimal auswertbar ist, steuert man sozusagen blind. Man gibt also eine gewisse Kommutierungssequenz vor und wartet auf ein brauchbares BEMF-Signal, damit man wieder korrekt kommutieren kann. Daher kann es beim Anlauf schon mal ruppig hergehen. Aber da gibt es unzählige Verfahren der Ansteuerung, wie man dennoch den Anlauf halbwegs sauber hinbekommt.

Schöne Grüße,
Hermann

[Aussenläufer]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

hi hermann,
dann ist die spannung die führungsgrösse.
danke!
mfg
ralf

[Ralf Rösch]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

Hi Hermann,

danke, ich denke, das ist nämlich ein Thema, das immer wieder für Verwirrung sorgt. Das mit dem Anlauf ist noch interessant, hab ich noch nie drüber nachgedacht

@Ralf

jedoch ist dir ein fehler in deiner formel unterlaufen.

eine Vierpolige dreht 1500rpm

Stimmt, Du hast recht, die Polzahl ist immer eine "Untersetzung" (hab extra nochmal mein Studienmanuskrip rausgekramt, und das ist schon 20 Jahre her, nur damit ihr wisst, was das Rauskramen für eine Arbeit war )

Bezogen auf Dein Beispiel mit 150 kHz und 10 polen (5 Polpaare) wären das 30000 rpm; 150 kHz und 14 polen (7 Polpaare) wären das 21430 rpm.

*Klugscheissmode on*
Stimmt nicht ganz, es fehlt der Faktor 60 (sec) zur Umrechnung von Sekunden (kHz) und Minuten (rpm), wären dann 1,8Mio bzw 1,285 Mio rpm
*Klugscheissmode off*

Danke allseits für die konstruktive Diskussion

gruss
Ralf

[Aussenläufer]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

hi ralf,

nach der vereinfachten formel (formelsammlung) n=f:p kriege ich die obigen drehzahlen für den 10- und 14 poler raus.
das passt schon.
mfg
ralf

[Ralf Rösch]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

...hmmmmmmm.....
stimmt schon, Deine Formel, die Frage ist nur pro Minute oder pro Sekunde (Frequenz (Hz) ist bezogen auf die Sekunde, Drehzahl (rpm) bezogen auf die Minute), deshalb Faktor 60, aber o.k.......

gruss
Ralf

[Aussenläufer]

Re: Unterschied 10 / 14 Pol Motor

hi,
hab die unterlagen auch rausgekramt......(noch länger gedauert)
du hast recht!
ist nach meiner formel pro sekunde.
dann würde ein 10 poler max 1800000 U/min drehen......

kann ich mir nicht so vorstellen....

gruz
ralf