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

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  • planwo
    planwo

    #16
    AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

    die Sache ist eigentlich relativ einfach:
    - die kV-Zahl ist abhängig von der Umfangsfläche des Stators geteilt durch die Windungszahl einer Phase (Annahme: gleiche Luftspalt-Induktion, also gleiche Magnetdicke und gleicher Luftspalt)
    - der Innenwiderstand ist abhängig von Drahtlänge geteilt durch Drahtquerschnitt
    - die Drahtlänge ist die Statorlänge (Nutzlänge) + die Länge der Wickelköpfe (notwendige, aber ungenutzte Länge)


    Wird der Motor jetzt länger gemacht, sinkt der mögliche Platz für den Draht, der Querschnitt wird also geringer, der Innenwiderstand also höher. Allerdings sinkt auch der relative Anteil der unnützen Wickelköpfe ein wenig. Typischerweise ist also ein kurzer, dicker Motor bezüglich des Innenwiderstandes im Vorteil. Allerdings steigt das Gewicht des Stators linear mit dem Durchmesser bei gleicher Mantelfläche, der Motor wird also schwerer; weiters steigen mit dem Gewicht des Stators auch die Eisenverluste. Gewichtsoptimal sind die Motore typischerweise ganz grob bei Durchmesser = Länge; wegen der mit der Drehzahl zunehmenden Eisenverluste verschiebt sich das Optimum bei hochdrehenden Motoren in Richtung größere Länge.

    Die Polzahl hat übrigens bei ansonsten gleichen Parametern nur unwesentlichen Einfluss auf das kV. Von den Eisenverlusten her wäre ein 3N / 2 P - Motor am besten. Nachteil davon ist, dass alle Windungen dann auf einem Zahn sind und damit die Wickelköpfe enorm groß werden. Deshalb teilt man die Wicklung sinnvollerweise auf mehrere Zähne auf, was dann eine höher Magnetzahl erfordert - mit dem Nachteil, dass die Eisenverluste steigen.

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    • Oli69
      Oli69

      #17
      AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

      Zitat von planwo Beitrag anzeigen
      der relative Anteil der unnützen Wickelköpfe
      Was ist den das?

      Ich hab grad schon versucht, so eine Retzenbach Brushless-Fiebel zu bekommen, um der Sache auf die Spur zu kommen. Hab die allerdings auf die Schnelle nicht gefunden.

      Gibt es ein gutes Buch zum Thema Brushless-Motoren, in dem man die Zusammenhänge in einer für nen einfachen Maschinenbauer (mit weit zurück liegendem Studium) halbwegs verständlichen Form nachlesen kann?

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      • dutchie
        Member
        • 01.09.2008
        • 621
        • Jan
        • Landesbergen, Bad Oeynhausen-Lohe

        #18
        AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

        Moin Oli,
        schöne, aber "unnütze" Wickelköpfe sieht man hier auf dem Bild

        Gruß
        Jan
        Angehängte Dateien
        Diabolo / Warp 360 / EC 145

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        • Oli69
          Oli69

          #19
          AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

          Zitat von dutchie Beitrag anzeigen
          schöne, aber "unnütze" Wickelköpfe sieht man hier auf dem Bild
          Die sind sehr schön, die Unnützen... Aber warum sind sie unnütz?

          Ich hatte schon vor ein paar Wochen in diversen Randbemerkungen von Motoren-Threads gelesen, dass nur das Kupfer in den Nuten wirksam ist. Bis jetzt hab ich das aber nicht verstanden.. Geht's darum?? Kann mir das Jemand erklären oder mir ne Richtung sagen, nach was ich suchen oder über was ich nachdenken muss?

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          • Murdoc
            Member
            • 05.02.2011
            • 705
            • urs

            #20
            AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

            Hallo, da wir grad beim Thema sind,- mir ist folgendes passiert,

            um eine geringere Drehzahl zu bekommen, und höheres Drehmoment, habe ich runtergeritzelt.

            Leider ist danach die Drehzahl beim Pitchen stärker eingebrochen als zuvor !

            Wie kann das sein ?

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            • Diablol
              Senior Member
              • 03.11.2011
              • 4430
              • Mathias
              • Aalen & Iffezheim

              #21
              AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

              Zitat von Murdoc Beitrag anzeigen
              Hallo, da wir grad beim Thema sind
              sind wir nicht!

              Aber ich könnte mir das nur mit dem Arbeitspunkt erklären.
              Bei kleinem Ritzel ist die Differenz des Arbeitspunkts zwischen Schweben und Pitch größer.
              Sollte aber mit Gov nicht bemerkbar sein. Vermutl fliegst du aber ohne, oder falsch eingestellt.
              "Because I was Inverted" - Maverick -

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              • planwo
                planwo

                #22
                AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

                warum sind die wickelköpfe unnütz ?
                nun, weil sie nicht zur drehmoment / leistungs - erzeugung beitragen, aber dennoch elektrischen widerstand haben. spezielle bauformen versuchen, auch die wickelköpfe zur drehmomenterzeugung auszunutzen, was aber schon rein theoretisch nicht zu 100 % gelingen kann

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                • Oli69
                  Oli69

                  #23
                  AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

                  Zitat von planwo Beitrag anzeigen
                  nun, weil sie nicht zur drehmoment / leistungs - erzeugung beitragen
                  ok ok, ich seh's ein: "gehe zurück auf Los... " ...ich geh also erst mal auf den Dachboden bzw. in Keller, such mein Vorlesungsscript und les nach, warum so ein E-Motor eigentlich funktioniert...

                  Die Rechte-Hand-Regel scheint ja der falsche Ansatz zu sein, nach der müssten die Wickelköpfe ja auch ein passendes Magnetfeld erzeugen... Grmpf...

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                  • planwo
                    planwo

                    #24
                    AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

                    die rechte-Hand-Regel passt schon: da hast Du Strom, magnetisches Feld und daraus resutierende Kraft. Im Bereich der Wickelköpfe fehlt aber das magnetische Feld, darum gibts auch keine Kraft (abgesehen davon: wenn es ein Feld gäbe, wäre die Kraft senkrecht zum Draht, der beim Wickelkopf immer in Umfangsrichtung ist -> Kraft immer senkrecht zur Umfangsrichtung -> kein Drehmoment)

                    Kommentar

                    • Oli69
                      Oli69

                      #25
                      AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

                      Hab's... dämlicher Denkfehler... Ich hab die Korkenzieherregel statt der 3-Finger Regel genommen und mir dann damit was zusammen gereimt...

                      Alles klar, vielen Dank!!!!!

                      Viele Grüße
                      Oli

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                      • pfeiferl
                        Member
                        • 08.04.2008
                        • 677
                        • Georg
                        • Salzburg

                        #26
                        AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

                        Hallo.

                        In der Praxis hinkt der Vergleich von dicker und höher fast immer.
                        Eines ist klar, wenn ich gleich dicke Statoren von einem Hersteller mit unterschiedlichen Statorhöhen vergleiche, hat ein höherer Stator immer mehr Kraft, da das Magnetsystem stärker wird.
                        Gutes Beispiel sind da die Scorpions, zB 4525-4540 in 5mm Abstufung.
                        Dass der Draht auch oben und unten rum muss, ist bei unseren BL Motoren halt mal so. Hier geht's auch nicht darum, wie man das anders oder besser machen kann.
                        Logisch ist, dass das Verhältnis von dem Drahtanteil der in den Nuten des Stators ist, zum Anteil, der oben und unten rum muss, besser ist, je höher der Stator ist.
                        Beispiel, wieder der HK 4525, super Leistung, wird aber schnell heiß. Wird sicher auch ein wenig an den Wickelköpfen liegen.

                        Einen 40xx mit einem 45xx oder gar einem 50xx zu vergleichen geht schief.

                        Liegt hier zB am Glücksgriff des 45er Statorschnittes.
                        Zu glauben, dass ein 5025 mehr Leistung abgeben kann als ein 4535, klappt nicht.
                        Haben schon viele erlebt. Auch bei optimal gewickelten Exemplaren wird man vom alten 5025er enttäuscht. Liegt wieder am Statorschnittes/ Eisen-Kupferanteil.
                        Wieweit die neuen 50er Evos da aufgeholt haben, kann ich nicht beurteilen, aber aus gutem Grund gibts jetzt die Evos.

                        Also, wenn ich Motoren finde, die den gleichen Statorschnitt haben, lassen sie sich vergleichen. Wird aber nicht so einfach sein da fündig zu werden.
                        Schon gar nicht geht's wenn dann 8 mit 10 oder 14 Poler verglichen werden.

                        Theoretisch kann man aber ganz einfach sagen:
                        Je höher der Stator ist, um so mehr Kraft kann aufgebaut werden.
                        je Größer der Durchmesser des Stators ist um so mehr Drehmoment wird er haben.

                        Ist wie mit dem Esel und dem Mühlstein.
                        Eine Ziege wird's wohl auch schaffen, wenn der Hebel lang genug ist.

                        Viele Grüße, Georg
                        Zuletzt geändert von pfeiferl; 12.12.2013, 14:32.
                        Suzi Laos, AC 3X,
                        RJX 800, AC 3X
                        Robbe S4, AC 3X

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                        • planwo
                          planwo

                          #27
                          AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

                          Das bei gleichem Durchmesser der längere Stator mehr leistung / Drehmoment bringen kann, ist meinem Eindruck nach hier jedem klar.

                          Zitat von pfeiferl Beitrag anzeigen
                          Zu glauben, dass ein 5025 mehr Leistung abgeben kann als ein 4535, klappt nicht
                          Das glaubt ja eh niemand. Von der Statorfläche her ist es auch ganz klar:
                          5025 = 50 * pi * 25 = 1250 * pi
                          4535 = 45 * pi * 35 = 1575 * pi

                          Der 4535 hat also etwa 25 % mehr Stator-Umfangsfläche, also auch entsprechend mehr Leistung bei der gleichen Drehzahl.

                          Kommentar

                          • Aleusius
                            Senior Member
                            • 24.05.2011
                            • 2012
                            • caren
                            • Rhein-Main

                            #28
                            AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

                            Hallo,

                            aber wie würde es aussehen, wenn man zwei halbwegs gleichschwere Motoren vergleicht?

                            In eurem Beispiel wäre das der 5025 mit 546 gramm.

                            Scorpion HK5025-440kV fr 600er und 700er | Scorpion | Brushlessmotoren | Antrieb Elektro


                            und der 4530 mit 565 Gramm

                            Scorpion HK-4530-540KV (Limited Edition) SP-HK-4530-540 - freakware


                            Grüße
                            Caren
                            Protos, Diabolo L
                            Voodoo 700 & 400

                            Kommentar

                            • Oli69
                              Oli69

                              #29
                              AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

                              Hi Caren,
                              rechne doch mal, die Anleitung steht 2 Threads weiter oben:

                              Bei gleicher Drehzahl:
                              5025 = 50 * pi * 25 = 1250 * pi
                              4530 = 45 * pi * 30 = 1350 * pi

                              Also hätte der 4530 schon bei gleicher Drehzahl mehr Leistung. Dann kommt noch dazu, dass Du bei dem 4530 eine Variante mit mehr Drehzahl ausgesucht hast.

                              Leistung = Drehmoment * Drehzahl

                              ...und dann kommt noch dazu, dass die 45xx anscheinend einen sagenhaften Schnitt von den Statorblechen haben und dass das Eisen recht hochwertig ist. Man kann also reichlich Kupfer drauf wickeln...

                              Hoffe, das beantwortet das Deine Frage..

                              Viele grüße
                              oli

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                              • planwo
                                planwo

                                #30
                                AW: Unterschied, zwischen mehr Durchmesser vs. mehr Höhe beim Brushless Moto

                                Der Schnitt bei den Scorpion - Motoren geht zurück auf das Croco-Projekt (Selbstbau von Motoren, die Fans haben sich damals die Bleche lasern lassen). Denke aber, dass die 50 mm Bleche in etwa denselben Schnitt wie die 45 mm Bleche haben und auch die Qualität des Bleches identisch ist. Wie schon gesagt: das Potential eines Motors ist durch die Umfangsfläche und die Induktion im Luftspalt festgelegt. Das Gewicht spielt dabei keine Rolle; es ist umgekehrt aber so, dass es unter gleich leistungsfähigen Motoren leichtere und schwerere gibt.

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