Neuen Motor für mein VM

[Christian]

Auf 250w runter gebrochen sollte so ein Motor mit etwa 500g realisierbar sein.

Hacker hat einen 500g-Motor am Start: https://www.hacker-motor-shop.com/E...m?SessionId=&a=article&ProdNr=38798013&p=2986

Der kann bei 6500 U/min für maximal 15 Sekunden eine Leistung von 2800 W aufnehmen. Auf 500 U/min heruntergerechnet wären das 215 Watt elektrische Leistung. Was bleibt davon übrig bei Berücksichtigung des Wirkungsgrades und einem Betrieb über wenigstens einige Minuten? 100 W vielleicht?

 

[Jack-Lee]

Der Motor ist nicht auf 500u/min ausgelegt, klar passt das nicht!

 

[Christian]

Der Motor ist nicht auf 500u/min ausgelegt, klar passt das nicht!

Die Größe eines Motors (und damit das Gewicht) richtet sich in erster Linie nach dem Drehmoment. Unter Annahme eines konstanten Drehmoments die Leistung mit der Drehzahl herunterzurechnen ist daher für eine Abschätzung eigentlich immer erlaubt. Der Motor muss natürlich mit einer anderen Windungszahl versehen werden, aber das ändert die Leistung nicht.

So ganz klar ist mir also nicht, warum das nicht passen soll. Was wäre Deiner Meinung nach grundsätzlich anders auszulegen?

 

[Jack-Lee]

Ich hab ja die Rechnung mit dem emrax Motor genauso ausgeführt. Und kam auf die Werte oben.
Warum der Hacker Motor da im Vergleich so "schlecht" da steht, weiß ich auch nicht.
Der emrax realisiert 110nm dauerhaft bei 12,7kg. Das sind immernoch etwas über 5700w bei 500umin. Haben also noch Faktor 20 zur gewünschten Leistung dazwischen, welche man (idealisiert) als Quotient fürs Gewicht nehmen kann.

 

[JKL]

Der emrax realisiert 110nm dauerhaft bei 12,7kg. Das sind immernoch etwas über 5700w bei 500umin. Haben also noch Faktor 20 zur gewünschten Leistung dazwischen, welche man (idealisiert) als Quotient fürs Gewicht nehmen kann.

Wieviel U/min pro Volt macht der Emrax?
Was brauchst du, um einen E-Motor langsamer zu machen?
Wie erzeugst du Drehmoment (ohne Getriebe)?
Wie bekommst du (ohne Propeller) die Wärme aus dem Emrax?

Gruß Jörg

 

[Jack-Lee]

@JKL : den Motor gibts mit verschiedenen Wicklungen. 5500U/min gibts also mit 120V, 480V und 700V. Je mehr Pole ein E-Motor hat, desto langsamer dreht er, bei (nicht ganz) proportional steigendem Drehmoment. Um mehr Pole unter zu bringen, wird der Motor im Regelfall aber (etwas) größer. Jetzt einen Motor mit 250W Nennleistung und vielleicht 25W Abwärme mit einem (in Sachen Kühlungsaufwand) zu vergleichen der 68000W Nennleistung und 7000W Abwärme produziert, ist auch etwas ulkig. Aber klar, der "große" Motor kommt am besten klar mit Wasserkühlung.
Aber wo willst du mit deinen Fragen hin? Zeigen das schwerer wieder besser ist, oder dass du nicht einsehen willst, dass man Motoren gut oder schlecht bauen kann und es x verschiedene Bauarten gibt?

Klar kann man für so nen Sonderfall hier nicht einfach irgendeinen x beliebigen Motor aus dem Lagerregal nehmen. Ich gehe, wie bereits mehrfach erwähnt nicht davon aus, das der verwendete Motor nur 250W Nennleistung hat... Somit ist er so "schwer", weil er für den normalerweise legalen Einsatz einfach viel zu stark ist.

PS. der Emrax 188, mit knapp 7kg Eigengewicht wuppt immernoch 30000W Nennleistung und 50Nm.

 

[Delta Hotel]

Das habe ich einmal für eine Anwendung um Segelflugbereich getan.
100-200 Einheiten.
Als Antwort habe ich einen Einzeiler bekommen. Auf Nachfrage hat dann nur noch die Teamassistenz geantwortet: ich solle doch von weiteren Mails Abstand nehmen...

Ja so ein Verhalten ist schade und kenne ich so von Hacker nicht. Aber um dort zu zeigen worum es geht habe ich vor über einem Jahr dem Daniel den Tipp gegeben dort mal anzufragen er wohnt ja umme Ecke und hätte noch einen Fachmann im Umfeld der sich gut auskennt mit dem Thema, ist dann am Ende wohl nicht zum Termin gekommen zumindest habe ich nichts mehr von gehört.

 

[JKL]

Je mehr Pole ein E-Motor hat, desto langsamer dreht er, bei (nicht ganz) proportional steigendem Drehmoment. Um mehr Pole unter zu bringen, wird der Motor im Regelfall aber (etwas) größer.

Was sind die Pole?

Jetzt einen Motor mit 250W Nennleistung und vielleicht 25W Abwärme mit einem (in Sachen Kühlungsaufwand) zu vergleichen der 68000W Nennleistung und 7000W Abwärme produziert, ist auch etwas ulkig.

Finde ich auch ... warum machst du das dann?

Aber wo willst du mit deinen Fragen hin? Zeigen das schwerer wieder besser ist, oder dass du nicht einsehen willst, dass man Motoren gut oder schlecht bauen kann und es x verschiedene Bauarten gibt?

Geh doch einfach mal davon aus, das die Motorenhersteller keine Idjoten sind und es trotzdem nicht schaffen, einen haltbaren, langsam drehenden DD in leicht zu bauen.
In leicht geht das nur mit einem Getriebe und auch das hat nach unten Grenzen.

Als Vergleich kommst du dann mit einem Flugzeugmotor um die Ecke, der dafür gedacht ist, in einem Luftstrom, den du im VM ganz sicher nicht haben willst, ausser bei Start und Landung, min 300m über im Sommer 60°C heißen Asphalt zu fliegen und skalierst dessen Daten auf 250W runter.
Das ist in etwa so, als ob du in ein Flugzeug einen kleinen Raketenmotor (der ist leichter als eine Turbine) einbauen wolltest (ja der Vergleich hinkt).
Das klappt nicht.

PS. der Emrax 188, mit knapp 7kg Eigengewicht wuppt immernoch 30000W Nennleistung und 50Nm.

Bei welcher Drehzahl?

Gruß Jörg

 

[Christoph S]

Ich gehe, wie bereits mehrfach erwähnt nicht davon aus, das der verwendete Motor nur 250W Nennleistung hat...

Und ich gehe davon aus, dass irgendwo die Nenndauerleistung mit 250W angegeben ist. Sonst wäre es recht töricht, sich so etwas ausgerechnet in ein Velomobil einzubauen.

 

[wchriss]

Es ist realtiv einfach, viel Drehmoment bekommt man nur mit entsprechenden Motordurchmesser als Direktläufer oder aber halt über ein Getriebe.
Die Firma Hacker ist da evtl. nicht der richtige Ansprechpartner, die kommen aus dem Modellbaubereich. Die Leistungsangaben sind halt da auch für diesen Bereich angegeben, also reiner Kurzzeitbetrieb.

 

[wchriss]

Vermutlich, es scheint gar nicht so einfach zu sein, jemanden zu finden, der so einen Motor als Kleinserie baut.

Ich meine es war ab Motor noch 1:7 untersetzt oder so ähnlich.

Evtl. macht es Sinn bei der Fa. Plettenberg anzufragen, die kommen zwar auch aus dem Modellbaubereich, machen aber auch Industriemotoren.

 

[lui]

Okay, nachgewogen:
Motor, Anbauplatte mit u-Rolle und Schellen sind 2,3 kg. Controller hat 0,35 kg.
Kurbelgarnitur bei mir 0,9 kg.
Summe: 3,55 kg Bafang BBS01 war aus der Erinnerung 4,2 kg, oder?
Akku und Tretlagerschlitten brauchen beide.
Wer den max-Strom einigermaßen sinnvoll begrenzt, kommt mit deutlich weniger Akku aus.
Okay, der Kettenverschleiß dürfte deutlich größer sein als beim bafag mit 44 Zähnen...

Bafang 510, 2,9 kg, 95 Nm

 

[tüfti]

Man kann so einen Motor auch selber bauen.................

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[Jack-Lee]

@JKL: Dann nochmal etwas weniger Abstrakt, denke du verstehst es auch irgendwann.
Grin Motor : massives Teil, da auch für einseitige Montage gedacht und so ausgelegt, dass er auch massive Querkräfte eines Cargo-Laufrades aushält. Allein da kann man richtig sparen. Gewicht genau 4kg. Nennleistung bei 500U/min 1700W, Peak für 5min 2875W.

Und du meinst immernoch, das ein Motor, der nicht noch die Lasten einer Laufradnabe aushalten und mit 250W Nennleistung daherkommt, wirklich mehr als 2,5kg wiegen muss?

PS. Quelle : https://ebikes.ca/product-info/grin-products/all-axle-hub-motor.html

 

[JKL]

Und du meinst immernoch, das ein Motor, der nicht noch die Lasten einer Laufradnabe aushalten und mit 250W Nennleistung daherkommt, wirklich mehr als 2,5kg wiegen muss?

Lieber Patrick,
beantworte mir doch mal 2 Fragen

1. was ist für dich Nennleistung? die elektrische Eingangsleistung oder die mechanische Ausgangsleistung?
2. was ist bei einem bürtenlosen Motor ein Pol?

Um deine Frage zu beantworten:

Das Problem ist die Kühlung.
Ich bin mir sicher, das ein Controller mit Temperarurüberwachung, selbst diesen (für dich schweren) Motor, wenn er in einem VM als Mittelmotor eingesetzt wird, im Sommer bei einer Steigung von nur 8% nach nicht mal 1 km abschalten wird.
Im Winter wird der Motor ~2,5km 8% bergauf schaffen.

Die Wärme muss halt eigentwie aus dem Motor.
Entweder du lässt dich bergauf von 100°C warmer Luft anpusten oder das Ding schaltet ab oder (ohne Temperarurüberwachung) fakelt ab.

Jetzt wäre es nett, wenn du auch meine Fragen beantworten würdest.
Sonst reden wir ständig aneinander vorbei.

Gruß Jörg

 

[Christian]

Ich hab ja die Rechnung mit dem emrax Motor genauso ausgeführt.

Eigentlich eher nicht. Du hast versucht, die Motormasse zu errechnen - während ich diese als Basis genommen habe - und bist dabei davon ausgegangen, dass sich Drehmoment und Masse linear zueinander verhalten, wenn sich der Motordurchmesser ändert.

Folgendes Gedankenexperiment zeigt, warum das bei einem Radialflussaußenläufermotor wie dem Hacker nicht so ist:

Nimm den Motor, schneide ihn vom Rotoraußendurchmesser zum Statorinnendurchmesser radial ein und biege ihn von einem Vollkreis zu einem Halbkreis auf. Dann füge zwei dieser Halbkreismotoren zu einem Vollkreis zusammen, und Du erhältst einen Motor, für den gilt:

• Verdopplung der Masse
• Verdopplung des Drehmoments aufgrund des verdoppelten Luftspaltdurchmessers
• Verdopplung des Drehmoments aufgrund der verdoppelten Anordnung

Es ergibt sich also bei Verdopplung der Masse eine Vervierfachung des Drehmoments und somit ein quadratischer Zusammenhang.

Das bedeutet im Umkehrschluss, dass man bei Halbierung der Masse nicht das halbe Drehmoment erhält (= Deine Annahme), sondern lediglich ein Viertel.

Bei einer detaillierten Betrachtung mag sich vielleicht kein exakt quadratischer Zusammenhang einstellen, für eine grundsätzliche Diskussion würde ich jedoch eher quadratisch rechnen als linear - oder halt gleich einen guten Motor mit passendem Gewicht hernehmen.

 

[Jack-Lee]

Lieber Patrick,
beantworte mir doch mal 2 Fragen

1. was ist für dich Nennleistung? die elektrische Eingangsleistung oder die mechanische Ausgangsleistung?
2. was ist bei einem bürtenlosen Motor ein Pol?

Um deine Frage zu beantworten:

Das Problem ist die Kühlung.
Ich bin mir sicher, das ein Controller mit Temperarurüberwachung, selbst diesen (für dich schweren) Motor, wenn er in einem VM als Mittelmotor eingesetzt wird, im Sommer bei einer Steigung von nur 8% nach nicht mal 1 km abschalten wird.
Im Winter wird der Motor ~2,5km 8% bergauf schaffen.

Die Wärme muss halt eigentwie aus dem Motor.
Entweder du lässt dich bergauf von 100°C warmer Luft anpusten oder das Ding schaltet ab oder (ohne Temperarurüberwachung) fakelt ab.

Jetzt wäre es nett, wenn du auch meine Fragen beantworten würdest.
Sonst reden wir ständig aneinander vorbei.

Gruß Jörg

Echt jetzt?
1. Nennleistung = mechanische Ausgangsleistung des Antriebs an der "Kurbelwelle".
2. Das kann Wikipedia besser und ich spar mir die Zeit : https://de.wikipedia.org/wiki/Polpaarzahl

Und eine Temperaturregelung, die halbwegs was taugt, schaltet nicht einfach ab. Deswegen ist es kein Temperaturschalter sondern eine Regelung.
Wohin deine Fragen führen soll, kann ich mir aber auch nicht erklären. Das fühlt sich an wie n halbes dutzend Nebelkerzen, die einfach am Kern des ganzen vorbei gehen.

@Christian : Dein Modell verstehe ich leider nicht ganz. Kannst du da eine einfache Skizze zeichnen?
Ansonsten zeigen die Emraxmodelle, welche ich für solche Beispiele gern hernehme, weil es diese in mehreren Größenabstufungen gibt, doch gut das der Zusammen aus Masse und Leistung nicht ganz linear ist, aber fast.
Emrax 188 : 7,0kg, 50Nm (7,1Nm/kg), 30kW (4,3kW/kg)
Emrax 208 : 9,1kg, 80Nm (8,8Nm/kg), 41kW (4,5kW/kg)
Emrax 228 : 12,0kg, 120Nm (10Nm/kg), 62kW (5,2kW/kg)
Emrax 348 : 41,0kg, 500Nm (12,2Nm/kg), 210kW (5,1kW/kg)

Das die kleineren Motoren etwas höhere Nenndrehzahlen haben, liegt vorallem an Einsatzgebiet: Leichtflugzeuge. Kleinere Rotoren brauchen größere Drehzahlen und da man bei den Motoren auf Getriebe verzichten will, sind die Drehzahlen von der Grundkonstruktionen angepasst. Am Leistungsgewicht sieht man gut, dass der Zusammenhang bezogen aufs Gewicht recht gleichmäßig ist.

 

[JKL]

Wohin deine Fragen führen soll, kann ich mir aber auch nicht erklären. Das fühlt sich an wie n halbes dutzend Nebelkerzen, die einfach am Kern des ganzen vorbei gehen.

Nein, keine Nebelkerzern.

Für einen langsam drehenden bürstenlosen E-Motor brauchst du möglichst viele Pole.
Da das in unserem Leistungsbereich eher Magneten sein werden und wir ein mindes Drehmoment brauchen um aus dem Stand zu kommen und das Ganze auch noch haltbar sein sollte und EMV und ..., ist es unmöglich ohne Getriebe unter ein bestimmtes Volumen/Gewicht zu kommen.

Emrax 188 : 7,0kg, 50Nm (7,1Nm/kg), 30kW (4,3kW/kg)
Emrax 208 : 9,1kg, 80Nm (8,8Nm/kg), 41kW (4,5kW/kg)
Emrax 228 : 12,0kg, 120Nm (10Nm/kg), 62kW (5,2kW/kg)
Emrax 348 : 41,0kg, 500Nm (12,2Nm/kg), 210kW (5,1kW/kg)

Mit den Motoren wirst du ein Fz ohne Getriebe nicht in Bewegung bekommen, da können sie so leicht sein wie sie wollen.
Ein Propeller braucht zum Anlaufen kaum Drehmoment, ein Fz braucht zum sich in Bewegung setzen viel Drehmoment.

Und eine Temperaturregelung, die halbwegs was taugt, schaltet nicht einfach ab.

Richtig, aber bei dem 8% Beispiel mit 250W unter "im VM" Bedingungen und bei 150W Eigenleistung, fällt die Drehzahl so weit ab, dass der Motor nur noch eine sich drehende Heizung ist.
Der Controller reduziert erst die Leistung, der Motor wird noch langsamer, dadurch noch wärmer und der Controller schaltet dann ab.

Was meinst du, warum ich bei gemeinsamen Ausfahrten immer mit "Vollgas" den Berg rauf fahre?
Würde ich das nicht machen, käme ich den Berg nicht rauf (ist auch schon ein paar mal passiert).

Gruß Jörg

 

[Jack-Lee]

@JKL : Polpaar = Polpaar. Egal ob das fremderregt, oder mit Permanentmagneten erzeugt wird. Nebelkerze.
Und das das erzeugbare Drehmoment mit aktueller Technologiestufe nicht unendlich hoch sein kann, ist mir absolut klar. Nur halt deutlich höher, als bei den meisten Krempel den man so in China vom Band fällt. Nebelkerze 2
Das die Emraxmotoren ein KFZ nicht ohne Getriebe sinnvoll antreiben können, ist genauso logisch. Aber auch der hier im VM eingesetzte Motor ist getriebeuntersetz. 1:7 zur Trittfrequenz (welche ja NOCHMAL Getriebeuntersetzt ist. Oder fährst du Einrad mit ans Laufrad geflanschter Kurbel?). Nebelkerze 3
Und ich schalte an einem 8% Berg einfach ein paar Gänge runter. Da der Motor auf die Trittkurbel mit 1:7 Untersetzung läuft, bleibt dessen Drehzahl nahezu gleich... Nebelkerze 4

Oder versuchst du mich hier seit 2 Seiten zu "überzeugen", obwohl du nicht mal bemerkt hast, des es hier um einen "Mittelmotor" geht, welcher über die Fahrradschaltung läuft und eine zusätzliche Untersetzung hat? Das wäre doch ziemlich peinlich...

Gruß,
Patrick

 

[JKL]

Oder versuchst du mich hier seit 2 Seiten zu "überzeugen", obwohl du nicht mal bemerkt hast, des es hier um einen "Mittelmotor" geht, welcher über die Fahrradschaltung läuft und eine zusätzliche Untersetzung hat? Das wäre doch ziemlich peinlich...

Mach einfach.
Ich baue ja auch erst seit 13Jahren möglichst kleine Motoren in möglichst kleine Fz und habe es am Anfang auch nicht geglaubt, dass zu kleine Antriebe nur im Flachland lange halten.

Wir sind uns da ziemlich ähnlich ... lernen aus 2ter Hand ist nichts für uns.


Gruß Jörg