Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

[Aleusius]

Hallo,

angeregt durch eine Diskussion hier im Forum:

Gewichtsvergleich Voodoo 600700 - Seite 4 - RC-Heli Community

würde ich die Frage gerne an die Spezialisten weiter geben:

Worin liegt der Unterschied, wenn beim Brushless Motor der Durchmesser erhöht wird im Vergleich zu der Erhöhung der Bauöhe?

Was ist für welchen Einsatz zweck besser?

Grüße
Caren

[Heli-Bert]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

Worin liegt der Unterschied, wenn beim Brushless Motor der Durchmesser erhöht wird im Vergleich zu der Erhöhung der Bauöhe?

Macht man den Motor länger, steigt das maximale Drehmoment. Gleichzeitig aber auch der Innenwiderstand der Wicklungen, das diese auch länger werden. Das Gewicht nimmt etwa linear zu.
Macht man den Durchmesser größer steigt ebenfalls das Drehmoment, weil der "Hebelarm" länger wird. Von der Konstruktion her bekommt man mehr Pole unter, der Motor wird niedertouriger. Das Gewicht steigt überproportional. Je nachdem, wie man mehr Wicklungen dann verschaltet, kann der Innenwiderstand steigen oder sinken.
Soweit ganz grob.
Gruß
Norbert

[Aleusius]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

Hi Norbert,

und wann ist welche Variante von Vorteil?

Grüße
Caren

[Heli-Bert]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

und wann ist welche Variante von Vorteil?

Kann man imho so nicht sagen. Was ist besser? Rotwein oder Weißwein? Benzin oder Diesel? Flächenflieger mit großen Propellern haben eher kurze, dicke Motoren um mit der Drehzahl runter zu kommen. Impeller brauchen hohe Drehzahl, also lang und dünn.
Ich habe mir mal einen Direktantrieb für meinen 550er ausgerechnet. Vorteil: Kein Getriebe. Nachteil: Kann man gewichtsmäßig vergessen. Viel zu schwer. Ich nehme an, dass man bei Helis und einem Getriebe ca. 10:1 ein Optimum hat. Die Helimotoren sind relativ schnelllaufend. Schlankere Motoren würden dann eine noch kürzere ßbersetzung benötigen. Das Ritzel wird noch kleiner (weniger als 10 Zähne ist bei vernünftigem Zahneingriff nicht drin) oder das HZR wird größer. Dickere Motoren werden ordentlich schwerer.
Ich persönlich habe meinen Motor (BL600MX) auf 1000kv "getunt" und das Ritzel vergrößert. Ich hatte nie den Eindruck, dass der Motor der Flaschenhals wäre. Das Gesamtkonzept muß stimmen. Akku - Regler - Motor - ßbersetzung - Rotor. Ich baue ganz gern mal zwischen 520mm, 550mm und 600mm Blättern hin und her. A und O ist die ßbersetzung. Das Leistung = Drehmoment mal Drehzahl mal pi ist es erst mal am günstigsten die Drehzahl in den Nennbereich zu schieben, da sich das Drehmoment über den Strom ja nicht beliebig steigern läßt.
Ich weiß jetzt auch nicht, ob ich Deine Frage beantwortet habe, mehr fällt mir aber momentan nicht dazu ein.
Gruß
Norbert

[Oli69]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

Hi Norbert,
Wird ein Motor eigentlich niedertouriger, wenn man ihn länger macht und man dabei Wicklung, Verschaltung und den ganzen restlichen mechanischen Aufbau gleich lässt?
Grüße Oli

[Heli-Bert]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

Wird ein Motor eigentlich niedertouriger, wenn man ihn länger macht und man dabei Wicklung, Verschaltung und den ganzen restlichen mechanischen Aufbau gleich lässt?

Hallo Oli,
jetzt wird's schwierig. Alles ohne Gewähr. Wenn man einen Motor wirklich einfach nur theoretisch strecken würde, bliebe die kv-Zahl vermutlich gleich. In der Praxis müßten in die Läuferglocke ja auch längere Magnete. Natürlich würde man hierfür einfach längere (größere) Magnete verwenden und nicht die gleiche Menge / Masse wie vorher nur dünner. (Bist Du noch da?) Dieses mehr an Magnetmaterial hat auch mehr magnetischen Fluss. Damit müßte die Drehzahl bei gleicher Spannung (kv) sinken.
Der gemeine Maschinenbauer hat hier aber so langsam seine Grenze erreicht und hoffentlich noch nicht überschritten. Vielleicht kann da noch ein anderer Spezialist was zu sagen.
Gruß
Norbert

[Oli69]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

(Bist Du noch da?)

Hallo Norbert,
ich bin noch interessiert dabei. Danke soweit!
Viele Grüße
Oli

[torro]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

Macht man den Motor länger, steigt das maximale Drehmoment. Gleichzeitig aber auch der Innenwiderstand der Wicklungen, das diese auch länger werden

wenn der motor länger/breiter wird braucht´s aber weniger windungen (und warscheinlich dickerer draht) um auf die gleiche ns zu kommen. in der länge kannst es grob mitm dreisatz rechnen. 50% längerer stator -> 50% weniger windungen.
ob das mit dem durchmesser auch so hinhaut kann ich leider nicht sagen.

meine devise ist dick und lang. so bin ich immer auf der sicheren seite.

Oli,
ja. beispiel 700MX/750MX. der 750MX ist 4mm länger und braucht für eine einigermaßen gleiche drehzahl eine windung weniger.

[king kong]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

Zur Vorstellung, was passiert, wennst den Motor doppelt so lang machst, kannst zwei in Serie geschaltete Motoren auf einer gemeinsamen Welle annehmen. Ist ungefähr gleich, nur die Stirnseiten der Wicklungen sind bei zwei Motoren doppelt.
Aber im Großen und Ganzen: Doppelte Spannung, doppelter Widerstand, gleicher Strom, doppelte Leistung, gleiche Drehzahl, doppelte Masse.

[Thrall]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

Bei Innenläufer muss es scheinbar anders sein, dort macht definitiv 1mm im Durchmesser mehr aus als ein Magnet der 1mm länger ist.

[Heli-Bert]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

wenn der motor länger/breiter wird braucht´s aber weniger windungen

ja, ok. Wird die Wicklung größer, nimmt das Feld zu. Man darf dann sozusagen Windungen reduzieren. Danke für die Korrektur.
Zum anderen: Viel hilft viel. Natürlich ist ein größerer Motor besser. Unbeabsichtigt habe ich wahrscheinlich hineininterpretiert: Was ist besser - länger oder dicker - bei gleichem Gewichtszuwachs - oder so ähnlich. Also: Je Motor desto schwer!
Ich möchte nicht zu viele Fässer aufmachen: Die (mittlere) Dauerleistung des Motors wird mir doch hauptsächlich thermisch begrenzt. Neben den Eisenverlusten sind das vor Allem der Innenwiderstand der Wicklung. Kurzfristig wird der Faktor Innenwiderstand immer gravierender weil die Verlustleistung zum Strom quadratisch ansteigt. Doppelter Strom --> vierfache Wärme. Hinzu kommt, das der Draht mit der Temperatur auch noch "hochohmiger" wird, die Verluste also noch stärker steigen.
Könnte es bei ganz hohen Strömen passieren, dass das Eisen im Stator in die magnetische Sättigung gerät? Dann wäre die letzte Grenze wohl erreicht und der dynamische Innenwiderstand steigt rapide an.
Wir haben einmal das technisch physikalische Thema zum Aufbau und Funktion von BL-Motorren, andererseits die ganz praktischen Frage: Was baue ich am Besten ein.
Meine persönliche Vorliebe: Möglichst hohe Polzahl (z.B. ein 12n14p), damit eher geringe spezifische Drehzahl (ist das der richtige Begriff für die "kV"?) und das mit einem größeren Ritzel ausgleichen. Das geht auch eher Richtung Energieeffizienz. Wenn man eher maximale Leistung für 4 min hartes 3D möchte, muss man vielleicht anders auslegen.

[Heli-Bert]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

Bei Innenläufer muss es scheinbar anders sein, dort macht definitiv 1mm im Durchmesser mehr aus als ein Magnet der 1mm länger ist.

Bei der Länge geht vieles sicher linear ein. Beim Durchmesser könnten es auch quadratische Einfüsse geben, wenn es um Flächen geht. Ab da werde aber dann ich zum interessierten Zuhörer.
Gruß
Norbert

[Oli69]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

Möglichst hohe Polzahl (z.B. ein 12n14p), damit eher geringe spezifische Drehzahl (ist das der richtige Begriff für die "kV"?) und das mit einem größeren Ritzel ausgleichen

Mit der größeren Polzahl erhöhen sich aber auch die Eisenverluste, die ja im low-RPM bis mid-RPM Bereich (niedrige Ströme) schon relevant sind, oder?

War das nicht die finale Aussage zum Thema bei Pyro 750, wo es am Ende hieß, dass der Motor nur Sinn macht, wenn man die Leistung auch über große Strecken abruft und damit einen entsprechenden Leistungsbedarf hat?

[Heli-Bert]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

Mit der größeren Polzahl erhöhen sich aber auch die Eisenverluste, die ja im low-RPM bis mid-RPM Bereich (niedrige Ströme) schon relevant sind, oder?

Ja. kann ich mir vorstellen.
Nachtrag: Low rpm am Rotor muß nicht low rpm am Motor heißen. In jedem Fall muss der Motor in einen ordentlichen Betriebspunkt /Ende Nachtrag/
Könnte sein. Ich kenne den Artikel? über den Pyro nicht. Natürlich kann man einen Effekt betrachten und die Wirkung diskutieren. Das ist interessant. Bei einem kompletten Antriebssystem gehen aber viele Faktoren ein, die möglicherweise gegenläufige Wirkungen haben. Mehr Pole helfen mir, mit der Drehzahl runter zu kommen. Die Eisenverluste kommen doch aus den Flusswechseln. Je öfter ummagnetisiert wird, desto höher die Verluste. Mehr Pole --> höhere Verluste, weil höhere Feldfrequenz. Aber Vermutlich auch: größere Regleröffnung --> weniger Ummagnetiserungen. Kommt auch noch dazu in wie weit der ESC abhängig von den eingegebenen Motordaten seine Schaltfrequenz wählt, wenn man "AUTO" eingestellt hat, oder "Outrunner".
Allgemein sieht man oft, dass technische Maschinen in den Randbereichen des Betriebs nicht optimal (effizient) laufen. Ganz extrem z.B. bei Verbrennungsmotoren. Viele (analogen) Meßgeräte sind nahe am Nullpunkt ungenauer usw. Könnte es bei einem BLM nicht ähnlich sein, wenn man nur eine kleine Teilleistung abruft?
Und nebenbei: Wenn ich mir einen tollen Motor einbaue, dann schon aus technischen Aspekten heraus, ein bisschen aber auch, weil ich es mein Hobby ist und ein Mann einfach tun muß, was ein Mann eben tun muß - fliegen.
Ich finde es erfrischend mal eine doch ganz anspruchsvolle Diskussion zu führen und auch Einzelaspekte anzusprechen. Letztendlich ist aber das stimmige Gesamtkonzept entscheidend.

[Aleusius]

AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

Hallo Bert,


Zitat:
Ich finde es erfrischend mal eine doch ganz anspruchsvolle Diskussion zu führen und auch Einzelaspekte anzusprechen. Letztendlich ist aber das stimmige Gesamtkonzept entscheidend.

Und natürlich die Vorgaben der Hersteller. Der normale Modellbauer greift auf die Motoren im Handel zurück. Das schränkt die Auswahl schon etwas ein...

Grüße
Caren