Leistung definiern

[handlamp]

Moin allerseits,

was mich mal interessieren würde, von welchen Faktoren die Leistung genau abhängt.
Als Besipiel nehm ich mal mein Logo 400.

Rein elektronisch gesehen ist es doch P=UxI

Warum geht mein Heli dann mit 6s besser ab als mit 5s oder 4s?

Klar die Spannung ist höher, aber kann ich das ganze nicht auch über den Strom machen?

z.B:

6s: 444W/22.2V=20A
4s: 444W/14,8V=30A

Ist das so ,dass von den 30A bei dem 4s viel mehr in Wärme umgesetzt wird und dadurch die Leistung nicht so hoch ist als bei 6s mit den 20A? Macht sich das so stark bemerkbar? Gewicht gehen wir mal vom gleichen aus.

Wozu is nun diese Leistung nötig? Die elektrische Leistung wird ja in mechanische umgewandelt.

P=W/t = Fxs/t
Also beim vollen pitchen möchte ich ja Arbeit in kurzer Zeit verrichten damit er nach oben schnellt.
Wie hängen nun all die Dinge wie Drehmoment Pitch° Strom Spannung ßbersetzung usw. von einander ab?
Gibt es da irgendwo eine Erläuterung?
Möchte nun gar nicht mehr viel hinzufügen, denn ich merke grad, dass so früh am Morgen der Kopf einfach noch nicht so mitmacht wie ich das mir wünsche.

Gruß und nen schönen Tag (hoffentlich lässt hier mal der Sturm nach)

[Atticcinema]

AW: Leistung definiern

Boah, das am Fühen Morgen.............

Der 6s geht besser weil 1. der Motor je Volt die Umdrehung macht.

Und Deine Rechnung ja schon richtig war,denn Dein 444W-Motor brauch beim 4s mehr Strom und deshalb ist auch der Akku schneller leer.

[flydown]

AW: Leistung definiern

Genau. Du hast es mit Deiner Formel ja auch gesagt: Bei gleicher Leistung wird durch die höhere Spannung weniger Strom verbraucht.
Wenn Du jetzt mehr Leistung forderst und der Strom in die gleichen Regionen schnellt (zB Akku kann nicht mehr abgeben) hast Du durch die höhere Spannung immernoch mehr Leistung.
Und nen Müüü macht ja noch, daß Du bei gleichem Motor runterritzelst (jedenfalls solltest).

[handlamp]

AW: Leistung definiern

Wow auch schon so früh wach, oder Nachtschicht gehabt? :-)

Ja das der Akku schneller leer wird ist schon klar durch den höheren Stromverbrauch.

Aber wenn ich z.B einen SLS 4s 4000 mit 30C habe und den mit einem 6s 2500 30C vergleiche
(ca gleiches Gewicht) hab ich ja mit beiden ca die gleiche Flugdauer.

Aber warum habe ich mehr Dampf mit dem 6s?
Um die gleiche Leistung zu erreichen zieht er halt aus dem 4s mehr Strom.

Und wie ist denn das mit den Motoren?

Ein Motor hat ja nie eine Leistung...er verträgt ja nur Leistung bzw. setzt sie um.
Wenn ich jetzt einen Motor habe mit sagen wir mal 500W.
Was sagt dies nun mir? Raucht er bei mehr Leistung ab, oder sollte man ihn mit der Leistung befeuern damit er am besten geht, oder besser darunter....
Und ob ich das jetzt über den Strom oder die Spannung mache ist doch eigentlich egal.

Wo habe ich jetzt da den großen Denkfehler?

Gruß

[Wilfried]

AW: Leistung definiern

Hallo Christian

Man muß bei einem Heli erst mal unterscheiden zwischen elektrischer Leistung
( was aus dem Akku entnemmen wird ) und der Leistung welche am Rotorkopf ankommt im Sinne von Performance beim Fliegen.
Wie Du richtig geschrieben hast, besteht der grundsätzliche Zusammenhang
elektrisch => P = U x I
=> aber auch !!!!
mechanisch => P = M x omega ( Winkelgeschwindigkeit ( - Drehzahl )!)

grundsätzlich gilt :
- hohe Ströme bedeuten immer hohe elektrische Verluste
- Bei jedem Akku fällt die Spannung in Abhängigkeit vom Strom
- der Antriebskombination ( Motor und Steller ) sollte immer im Bereich des maximalen Wirkungsgrades betrieben werden ( meist ca. 80% der Nenndrehzahl des Motors ).
- Je nach Zellenzahl muß der richtige Motor ( KV-Wert in Umdr./Volt ) eingesetzt und die mechanische ßbersetzung für die gewünschte Rotordrehzahl
gewählt / definiert werden.

Wenn Du in Deinem Logo 400 einen abgestimmten 6S - Antrieb einsetzt und ohne mechanisch und bei der Einstellung was zu ändern z.B. auf einen 5S-Akku wechselst, wird die Rotordrehzahl des Rotors erst mal proportional der Spannung nach unten gehen . Diese auf theoretisch ca. 83% gefallene Rotordrehzahl bedeutet aber flugtechnisch eine erheblich reduzierte "Performance". => man muß also um z.B. gleiche Steigrate zu erhalten wesentlich mehr Pitch geben und damit steigt der Widerstand der Blätter und das benötigte Drehmoment.
=> jedes Rotorblatt hat einen optimalen Arbeistbereich bei dem bei geringstem Widerstand das hächste Hubvermögen erreicht wird.
Weiterhin muß die dabei benötigte Leistung mit geringerer Spannung durch einen höheren Strom umgesetzt werden ( Reduzierung des Wirkungsgrades ). Durch den höheren Strom fällt die Akku - Spannung weiter und somit die Drehzahl, Wirkungsgrad ..... usw....

Die Kunst ist es nun bei einem Hubi die Abstimmung aller Komponenten (Akku / Motor / Regler / mechanische ßbersetzung / Gewicht ) so zu wählen, dass der angestrebte Flugstil erreicht wird.
=> kurz aber heftig - oder - lang aber entsprechend " lahm ".
=> scale - oder - 3 - D - Gehacke.

Eine wichtig Kennzahl ist hier die " mittlere spezifische Leistung [ W/kg ( Abfluggewicht )] "
Hierbei geht dann auch entscheidend die mitgeschleppte Akkukapazität und somit das Gewicht ein.
Fliegen kann man schon mit ca. 100 W/kg ( bei großen Helis auch mit 80W/kg )
=> es gibt aber auch 3 - D - Bolzer welche mit einer mittleren spezifischen Leistung von weit über 300 W/kg fliegen ( wenn man das dann noch fliegen nennen kann )

.... alles nicht so einfach !

Die eierlegende Wollmilchsau gibt es hier nicht !
Entscheidend ist hierbei welche Priorität man setzt.

[Uli_ESA]

AW: Leistung definiern

Hallo,
wenn du mit 6S fliegst hast du eine Andere Untersetzung wie mit 4S im normal Fall.
Ergo wird mit 4S mehr Kraft benötigt. Am beststen merkst du den Unterschied beim Radfahren Bergauf. Mache das mal im Kleinen Gang wo du zwar mehr treten musst aber weniger Kraft benötigst, oder im hohen, Weniger Treten aber mit deutlich mehr Kraft. Beides Natürlich bei gleicher Geschwindigkeit. so wann bist du nun eher Platt??
Natürlich dann wenn du das ganze im hohen Gang fährst.
Und wenn du jetzt versuchst zu beschleunigen wird es noch heftiger im hohen Gang.
Anders verhält es sich beim Heli auch nicht.
Das sind halt alle Gesetze der Physik.
zudem wird durch die hohen Ströme alles mehr belastet ( Motor, Regler) Lieber mit hoher Spannung fliegen als mit hohen Strömen.
Zudem wird bei hohen Strömen der Wirkungsgrad des ganzen Systemes geringer da dadurch auch mehr Wärme ensteht wo dir die Energie verloren geht.
Ich hoffe das es dir nun etwas verständlicher geworden ist.
Gruß
Uli

[klarisatec]

AW: Leistung definiern

Moin,

na wenn Dich solche Fragen am frühen morgen Plagen, was möchtest Du dann heute Abend von uns wissen? --> eventuell direkt ein Forum an der Uni bemühen....

Also ich würde gerne zwei Dinge trennen. Zum einen der Flugstil und zum anderen das technische System selbst, also Deine Mechanik.

Das mit dem Flugstil ist denke ich klar - einen Marathon kannst Du in 2:45 h laufen oder eben in 8 h. Die Arbeit ist gleich - die Leistung aber eben nicht. Gleichzeitig steigen für den Extremfall Temperatur, mechanische Belastungen usw. das heisst der Gesamtwirkungsgrad sinkt.

Bei der Mechanik ist es ähnlich. ein Elektromotor hat ein Kennfeld. Es gibt also Bereiche in denen er einen guten Wirkungsgrad hat (ca. 90%) und es gibt Bereiche, in denen er schlechter funktioniert (ca. 70%). D.h. je nach Spannung steckst Du die gleiche Leistung rein, bekommt aber weniger am Hauptrotor raus - bemerkbar macht sich das an heißen Akkus, heißen Reglern und heißen Motoren.

Regel Nr. 1: um die max. Leistung der Akkus optimal auszunutzen MUSS der Motor im bestmöglichen Drehzahlbereich betrieben werden (die Daten bekommt man z.B. über Hersteller).
Regel Nr. 2: für lange Flugzeiten helfen niedrige Hauptrotordrehzahlen, da der Luftwiderstand am Rotor (vor allem durch Paddel, Anlenkungen usw.) exponentiell sinkt.
Regel Nr. 3: Getriebe - jetzt kannst Du Dein Getriebe auslegen - ABER, das ist wieder abhängig vom Flugstil z.B.: 3D - viel Pitch, hohe Ströme, hohe Drehmomente.

Du siehst also auch hier setzt die Phsysik die Grenzen und mal wieder "kommt es darauf an", nämlich auf Deinen favorisierten Flugstil.

Aber im Elektrobereich immer wieder wichtig: Wirkungsgrad, Wirkungsgrad, Wirkungsgrad...

Gruß Markus

[handlamp]

AW: Leistung definiern

Vielen Dank für die schnellen ausführlichen Antworten.

plausibel erscheint mir:
höherer Strom= Spannungsabfall (dachte beim lipo nicht so gravierend aber 1,5V Einbrauch sind halt doch beim 4s schon 10%)
höherer Strom= mehr Energie wir in Form von Wärme frei. d.h. schlechterer Wirkungsgrad
Spannung liegt mehr oder weniger konstant an, hingegen Strom muss schnellstmöglich geliefert werden ( zwecks Innenwiderstand etc langsamer)
höhere Spannung= mehr U/Volt Motor läuft im besseren Wirkungsbereich*

Ist nicht mechanische Leistung P=W/t bzw. M/t -> Fxs/t =F x omega?

Jetzt kommt vielleicht das mit dem Fahrrad, das mir auch schon durch den Kopf ging.

Das heißt wenn ich vorne (Antrieb) auf ein größeres Ritzel schalte mache ich mehr Drehzahl und brauch weniger Kraft für die gleiche Leistung (um den Berg hochzukommen)

Ja und das mit dem Pitch sehe ich auch so. Je mehr Picth desto höher wird das Drehmoment und damit wieder die erforderliche Leistung.

Das mit den Watt/kg werde ich mir mal merken...Danke für den Tip. Das muss ich mal bei meinem schauen wie das so aussieht.
Man was für ein Wirrwarr das Ganze.
Aber vielen Dank nochmals für die Antworten
Gruß

[klarisatec]

AW: Leistung definiern

...also am Anfang etwas unübersichtlich: ja
...aber Wirrwarr: nein...

am besten wäre, Du überlegst Dir ein mögliches Setup und rechnest Dir einfach die paar Zahlen einmal aus. So bekommst Du am besten ein Gefühl die die Werte...

--> möglichst hohe Spannung am Motor = besserer Wirkungsgrad : NEIN

Die Motoren werden konstruktionsseitig unterschiedlich ausgelegt (Drehzahl/ Leistung / Strom). Du solltest nur darauf achten, das der Motor möglichst nahe (also ohne Reglereinschränkung) an der Nennspannung laufen kann.

Beispiel (theroretisch):
Motor mit 510 V/U/min bei 4S (14,8V) = ca. 7.500 U/min, bei einer Rotordrehzahl von 2.000 U/min brauchst Du eine ßbersetzung von ca. 3,75. Für eine Drehzahl von 1.600 U/min eine ßbersetzung von ca. 4,69.
Für Getriebeverluste musst Du je nach System ca. 6-10% Verluste einrechnen, also eine kleinere ßbersetzung wählen...

So und nun viel Spaß mit dem Fahrrad und den großen Zahnrädern...

Gruß Markus

[Plocki]

AW: Leistung definiern

Hi Handlamp

Mal ganz kurz und ohne Formeln .

Wenn man 2 gleich schwere 600er Helis aufbaut , einmal mit
-10S 3000er und einmal mit
- 5S 6000er.
Motor mit 1/2 spezifischer Drehzahl beim 10 S als wie beim 5S (ergibt dann die gleiche Arbeitsdrehzahl ).

Der Unterschied wird sich beim Schweben nicht bewmerkbar machen !Die Flugzeit wird etwa gleich sein!
ABER:
Wenn bei 3D Flugeinlagen ( Abfangmanöver ) beim 10S Heli bis zu 90 Ampere durch den Antrieb fließen wie soll das der 5S "überleben " ?
Im 5 S fließen dann über 180 Ampere!
Man müsste also beim 5S einen doppelt so starken Regler verbauen , doppelt so dicke Kabel ziehen und dennoch würde der Motor heißer werden.

Gruß Plocki

[Uwe Caspart]

AW: Leistung definiern

Nagel auf Kopf getroffen, Danke