Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL

[Piper]

Hallo,

hier eine Motordimensionierung für einen Quickie bzw Rebell.

Motordimensionierung

Man kann also sagen, dass die Außenläufer ihren Vorteil nur aus der Gewichtsersparnis beziehen.

CU Felix

[Mayk]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL

und sie haben ein höheres Drehmoment.


Gruß

Mayk

[Christian Samuelis]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL

Naja,

das hinkt etwas. Ich kenne bis dato keinen Innenläufer, der mich länger als 6 Minuten überlebt hat ;-)

Einen Innenläufer kann man wesentlich schlechter kühlen als einen Außenläufer. Die meißten Aussenläufer belasten die Regler weniger als ein Innenläufer, so dass auch ohne einen thermischen Supergau insbesondere echter Reglerbetrieb möglich ist. Innenläufer haben meiner Erfahrung nach im Teilastbereich längst nicht den gleichen Wirkungsgrad wie bei Spitzenlast, im Heli fliegt man aber fast nur Teillast... Die Zahlen die da aufgeschrieben sind, wundern mich etwas! Vor allem aus thermischen Gründen halte ich Innenläufer, besonders 2poler, im Heli für überholt...


Viele Grüße


Christian

[Piper]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL

Hallo,

@Mayk

jaja ein höheres Drehmoment schon, aber leider bei niedriger Motordrehzahl.
Deshalb benötigt man aber ein größeres Ritzel, wodurch der Vorteil aber wieder zunichte gemacht wird.
Das Ausgangsdregmoment am Rotor teilt sich durch das ßbersetzungsverhältnis runter.
Vergleiche in der Tabelle Motormoment und Ausgangsdrehmoment.
Motordrehmoment ist zwar größer, aber Ausgangsdrehmoment gleichgroß.

Fazit: Nach dem Energieerhaltungssatz folgt: Eingangsenergie=Verlustenergie+Ausgangsenergie.
=>Wähle den leichtesten Motor mit dem besten Wirkungsgrad.


@Christian Samuelis
Laut Datenblätter der Hersteller haben beide Motortypen ähnliche Wirkungsgrade, auch bei Volllast. Die einen werden innen heiss (spürt man nicht so) die anderen aussen (kann man leicht kühlen).


CU

[Christian Samuelis]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL

Naja,

auch das stimmt nur halb, aus einem geschlossen Gehäuse wie z.b. dem des FUN 600 kann ich die Wärme nur über Wärmeleitung herausbekommen durch einen Orbit kann ich richtig gut durchpusten...

Aber wir sind uns ja sonst trotzdem einig, einfach den leichtesten Motor nehmen der die Leistung verträgt, die man braucht und dann passts schon

Ich habe diverse Plettis, Funs, Hackers, etc im Acrobat getestet und bis dato war keiner in der Lage, dem Orbit das Wasser zu reichen. Kriterium für mich ist, dass ich in 45 Minuten 3 Akkus a 10 Minuten fliegen kann und dann auch noch zum Platz und wieder zurück komme. Das geht mit einem Innenläufer in der Regel nicht, da ich relativ lange auskühlen lassen mus. Bedingt durch die hohe Induktivität werden außerdem die Regler sehr viel heißer und ich muß zwei Nummern größer wählen. Der einzige Motor, der dem Orbit 15-12 in Punkto thermischer Stabilität und Leistung das Wasser reichen konnte, war ein Tango 45-12. Der wiegt aber auch 295g, während der Orbit bei 175g liegt. Bei 1600g Abfluggewicht, wars mit etwas zuviel Mehrgewicht.


Viele Grüße

Christian

[schwaabbel]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL

Dazu kommt noch, das du bei deinen Tests den 20er Orbit unterfordert hast und den 15-14 auch schon für den Quick recht langsam dreht. Ein 15-12 oder 10er wäre dann deutlich im Vorteil, weil mehr Drehmoment am Kopf ankommt.
Gruß Frank

[Piper]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL


Hallo,

@Schwabbel
Warum unterfordere ich den Orbit 20, der hat doch sein Wirkungsgradmaximum schon fast bei 250W erreicht (siehe Hersteller Spez.) und bei 500W wird auch er wohl so langsam warm werden.
Außerdem ist die Leistung bzw. damit auch das Moment das am Kopf ankommt immer das gleiche, wenn sich die Kopfdrehzahl nicht verändert. Energie kann ja nicht aus dem Nichts erzeugt werden!! Die Verluste sind das entscheidende (Wärme, Reibung, etc...).
Wenn du anderer Meinung bist, dann rechne doch bitte mal deine empfohlene Einstellung aus und Poste das Ergebnis.
Bin sehr an dem Ergebnis interressiert, denn ich will meinen Antrieb umstellen und suche noch nach einer idealen Motorisierung und dem dazugehörigen Ritzel.

Bislang liegt der Orbit 15/14 mit einem 14'ner Ritzel noch gut im Rennen. Das ist außerdem der leichteste Motor.

CU

[schwaabbel]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL

Auch Aussenläufer wollen drehen, m.M. nach gehört der 20er Orbit in die 6S Klasse , den dann dreht er wirder hoch genug um durch kleinere Ritzel mehr Drehmoment an den Kopf zu bekommen!
Und unter diesen Gesichtspunkt kann das ankommende Moment am Rotokopf nie das gleiche sein!
Ich würde für den EP 10 min. den 15-12 nehmen.
Gruß Frank

[lawww]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL

Da muss ich Frank Recht geben: an die 20er Orbit gehören wohl eher 14 oder mehr Zellen. Somit geht die Drehzahl des Motors hoch, das Ritzel wird bei vorgegebener Kopfdrehzahl kleiner und das Drehmoment am Kopf wird höher... ßhnlich verhalten sich die 15er bei niedrigeren Windungszahlen: die Drehzahl pro Volt geht hoch, somit wird das Ritzel bei gleichem Akku kleiner und das Drehmoment am Kopf geht hoch...

Viele Grüße

Lars (der momentan nen 20-12er mit 14 Zellen im Rebell fliegt)

[Piper]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL


Hallo,

klar wird die Motordrehzahl höher, wenn ich eine höhere Spannung anlege. Das dadurch das Ritzel kleiner wird ist ja auch klar, da ich ja die gleiche Rotordrehzahl haben will.
Was ihr jedoch nicht bedacht habt ist, dass das Motormoment bei höherer Drehzahl und gleicher Leistung stark abnimmt.
Vergleiche hierzu die Momente der Motoren aus den Datenbättern.

z.B. Orbit 20-12 bei 500W Leistung:
Zellen Motordrehzahl Motormoment
10 9534,4 41,2
12 11106,3 36,7
14 14003,1 29,0

Außerdem Berechnet sich die Leistung aus:

P = M * 2*PI* n

Also muß bei gleicher Leistung und höherer Drehzahl das Mototmoment geringer werden, oder nicht*

CU Felix

[schwaabbel]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL

Nö,
den bei den Datenblätter von Pletti steht ja auch immer mehr Last an, zumal dort nicht mit aktiver Regelung gemessen wird.
Ausserdem wird es auch in den Datenblättern immer mehr Drehmoment!
Gruß Frank

[Piper]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL


Hallo,

du kannst die Physik nicht aus den Angeln heben.
Wenn du bei den unterschiedlichen Spannungen (12V, 14V) schaust, sieht man, dass bei gleicher Leistung das Moment geringer ist, aber die Motordrehzahl natürlich höher (siehe Tabelle und Formel oben).
Da kannst auch du nichts dran rütteln.

Ein größerer Motor kann nur mehr Leistung ab. Bei 800W wird der Orbit 15/14 wohl wegglühen, der 20/12 erfreut sich jedoch noch bester Gesundheit.

Cu Felix

[lawww]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL

ich glaube wir reden einfach etwas aneinander vorbei. Wenn Du den größeren Motor nicht forderst, wird er natürlich unterlegen sein. Du darfst bei einer Gleichung mit drei Variablen natürlich nicht zwei vorgeben / wählen und dann schauen, was bei der dritten rauskommt. Wenn Du die Drehzahl und die Leistung vorgibst, kann immer nur das gleiche Drehmoment anliegen. Dann sind alle Motoren, die die Leistung abkönnen etwa gleich und unterscheiden sich nur in dem Maße, in dem auch die Drehzahl schwankt (bei Deiner Tabelle).

In der Realität wirst Du doch aber eher nur die Drehzahl wählen und dann die Leistung abfordern, die Du gerade brauchst - beim Abfangen des Helis wirst Du nicht sagen: Hey, 500 Watt, mehr Pitch geb' ich jetzt aber nicht, sonst stimmt meine Rechnung nicht mehr. Sondern vielmehr soviel Leistung fordern, wie nötig und MßGLICH ist. In der Realität wird es also entweder eine Grenze geben, wo einfach nicht mehr Leistung zu fordern / zu erwarten ist und für die Wahl des Motors relevant, die Begrenzung durch das Drehmoment...

Wenn Du mehr Leistung forderst, z. B. durch mehr Pitch, bleibt auch die Drehzahl nicht mehr konstant, was Du in Deiner Rechnung aber annimmst. Und hier kommt wieder das Drehmoment ins Spiel, bei größerem Drehmoment, wird auch die Drehzahl konstanter bleiben, bzw. der Motor eine größere Chance haben, diese wieder aufzubauen...

Deine Annahme, eine Leistung festzulegen halte ich für recht unrealistisch, im Flug wird die Leistung die am Kopf verlangt wird wohl immer schwanken... und dann kommt für die "gefühlte Leistung" doch wieder das Drehmoment zu tragen, wobei die tatsächliche Drehzahl und Leistung sich eher hieraus ergeben...

Grüße

Lars

[Piper]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL

Also,

noch einmal von vorn:

Zum Vergleich der Motoren muss man folgende Größen konstant wählen:
- Rotordrehzahl (ca.1800)
- Eingangsleistung (250W mittlere Belastung z.B. Schweben und 480W für höhere Belastung),
- Eingangsspannung (12 Zellen, bei Belastung ca. 12V)
- Hauptzahnrad (120 Zähne)

Aus der Eingangsleistung und dem abgelesenen Wirkungsgrad errechnet man die umgesetzte mechanische Leistung des Motors.
Aus den Herstellerdaten kann man zusätzlich die Drehzahl des Motors ablesen.
Jetzt errechnet man aus der Drehzahl und der mechanischen Leistung das Drehmoment.

Moment = Leistung[W] / (2 * pi * Drehzahl[U/s] )


Aus meiner Tabelle erkennt man, dass das Drehmoment bei Aussenläufern wesentlich höher ist.
Jetzt kommt aber die Rotordrehzahl ins Spiel.
Mit der Motordrehzahl und der vorgegebenen Rotordrehzahl (1800) kann man das Ritzel ausrechnen.
Da Aussenläufer eine geringere Drehzahl aufweisen benötigt man ein größeres Ritzel, um die benötigte Kopfdrehzahl zu erreichen.
Im Gegensatz dazu dreht der "Innenläufer" wesentlich höher und das Ritzel fallt somit kleiner aus.
Mit dem resultierenden ßbersetzungverhältnis lässt sich nun das Moment am Rotor ermitteln.
Betrachtet man nun das Ergebnis, geben sich die Motoren nichts.
Die Drehmomentvorteile des Außenläufers werden durch das kleinere ßbersetzungsverhältnis ausgeglichen.

Das gleiche Vorgehen kann man bei unterschiedlicher Eingangsleistung betrachten und die Motoren untereinander vergleichen.
In diesem Beispiel nehme ich eine Leistung von 480W an ( 12V bei 40A).

Der Vorteil beim Aussenläufer liegt also wie schon gesagt nur am geringeren Gewicht.

Ich hoffe jetzt sind alle Klarheiten beseitigt oder herrscht komplette Verwirrung ?( .

[lawww]

Motordimensionierung Quickie EP 10 / REBELL

ja, etwas Verwirrung herrscht:

betrachte doch mal nur den Rotor. Nach Deiner Formel - die niemand anzweifelt - ist bei gegebener Drehzahl und geforderter Leistung das Drehmoment immer gleich. Völlig egal, welchen Motor Du nimmst.

Deiner Aussage nach, sind also alle Motoren, abgesehen von Gewicht und Größe, immer gleich "gut"?!

Das stimmt aber nicht, da die Drehzahlsteifigkeit bei den Motoren (nicht zuletzt durch die (möglichen) unterschiedlichen Drehmomente und Leistungsmöglichkeiten der Motoren) unterschiedlich ist und somit weder die Drehzahl, noch die Leistung konstant bleibt.

Außerdem halte ich für die Beurteilung eines Motors auch noch andere Faktoren für wichtig: gehen wir die Sache mal rückwärts an und gehen davon aus, dass keine Schwankungen auftreten.

Deine Formel stimmt, also wird am Rotor bei einer Drehzahl x und einer geforderten Leistung y immer das gleiche Drehmoment anliegen. Durch die unterschiedlichen ßbersetzungen liegen auf der Motorseite entsprechend (proportional) zwar unterschiedliche Drehzahlen und - da die Leistung ja gleich sein muss (Wirkungsgrad des Getriebes mal vernachlässigt) - Drehmomente an.

Jetzt stellt sich die Frage, welcher Motor benötigt bei vorgegebener Spannung den geringsten Strom, um diese Leistung (resultierend aus Drehzahl und Drehmoment) zu bringen. Hierzu wählst Du das Ritzel jeweils so, dass Du alle Motoren in möglichst günstigen Drehzahlbereichen bewegst. Dennoch unterscheidet sich die Stromaufnahme durch unterschiedliche Wirkungsgrade der Motoren. Außerdem kommt die Erwärmung ins Spiel, die ggf. noch Kühlung oder aufwändigere Einbauten erforderlich macht...

Im endeffekt scheint soweit - mal von den Einbaumaßen abgesehen - mehr oder weniger der Wirkungsgrad eines Motors zu entscheiden. Aber: wird der Heli schwerer, braucht er mehr Leistung. Für uns ist ja nicht eine konstante Leistung am Rotor für den Vergleich entscheidend, sondern eine konstante Leistung pro Masse! Somit müsstest Du entweder geringes Gewicht als Bonus oder besser statt einer identischen Leistung zur Beurteilung eine angepasste Leistung als Basis für Deine Tabelle nehmen. Wenn Du von 100 Watt pro Kilo beim Schweben ausgehst, musst Du also für Deinen Vergleich vom 100 Gramm schwereren Fun auch 10 Watt mehr Leistung fordern, oder?!

Sicherlich lassen sich noch etliche weitere Faktoren finden, die die Beurteilung eines Motors im Heli beeinflussen, aber ich denke als ßberlegungsgrundlage ist das schon mal einiges. Mir ist auch bewusst, dass ich immer noch viele Details der Physik vernachlässigt habe, aber ich denke die relevantesten sind schon mal dabei. Ich mag mich ja täuschen, aber Deine Tabelle lässt hier noch einiges außer Acht, was ich berücksichtigen würde, damit die Zahlen aussagekräftig werden.

Viele Grüße

Lars