Neuen Motor für mein VM

Komisch, wurde mir hier nicht zwei Seiten lang erklärt, dass selbst 2,5kg für 250W schon super leicht sind? Und das mit allen möglichen "Argumenten" verteidigt? Aber gut, ich lag mit meiner Schätzung von 500g ja auch falsch, 200g reichen ;)

@Ventoux : Das Getriebe, ist das die zusätzliche Untersetzung via Kette, oder noch ein zweites Getriebe in Reihe?
Waren die Motoren alle nur mit Hallsensoren ausgestattet?
 
(von selben Durchmesser aber 35 mm tiefen Rotor). Der sollte später so richtig Leistung auf dem Leistungsmessstand zeigen! Sein KV = U/min pro V = 100; 400 g!
Ich habe im VM einen Bafang SWXU ohne Getriebe, ist 25mm tief, hat ein KV von 36,3 und wiegt 991g mit schwerer Originalachse. Er treibt allerdings das Hinterrad über einen Zahnriemen mit Faktor 5,625. Einen habe ich noch in Reserve mit KV=33,9.
 
@Jack-Lee ... für dich zum spielen:


Dieser 25kV Motor ist für einen Motor mit 42 Polen und 630g ziemlich leicht.
Ich denke, das du damit einen Antrieb (ohne Akku) um 2kg bauen kannst (EMV lassen wir mal aussen vor, dann brutzelt dir der Motor sofort weg).
Ich denke zwar nicht, das der Motor im Sommer bei längeren Steigungen lange halten wird, aber es wäre schön, wenn du von deinen Versuchen berichten würdest und mir das Gegenteil beweisst.

Gruß Jörg
 
Da bisher kein Einspruch gegen die Daten aus #79 kam:

750 W elektrisch bei 770 rpm und einem angenommenen Wirkungsgrad von 80% ergeben 750 W / 770 rpm * 500 rpm * 0.8 = 390 W mechanisch bei 1 kg Motormasse.

Rechnet man diese Leistung linear auf 500 g um, landet man bei 195 W mechanisch.

Rechnet man diese Leistung quadratisch auf 500 g um, landet man bei knapp 100 W mechanisch (also interessanterweise der Leistung, die weiter oben mal für den 500g-Hackermotor diskutiert/vermutet wurde).

Dass Drehmoment und Masse eher nicht linear voneinander abhängen, hatte ich weiter oben zu vermitteln versucht - offenbar nur mit mäßiger Auswirkung gemessen am weiteren Diskussionsverlauf. :)

Wer sich das unabhängig anschauen möchte: Stichwort "Wachstumsgesetze" oder "Ausnutzung" elektrischer Maschinen.
 
@Christian : Warum kommst du jetzt mit quadratisch? Mit der Formel würde z.B. der Emrax 188 ja nur einen Bruchteil der Leistung haben müssen, die er laut deiner Rechnung hat, wenn man z.B. vom Emrax 228 kommt. Linear ists nicht, klar, aber quadratisch halt auch nicht!
Emrax 228 bei 5500U/min = 62kW @ 12kg -> 5,2kW/kg
Emrax 188 bei 5500U/min = 29kW @ 7kg -> 4,2kW/kg
Der 188 ist 42% leichter und leistet 47% des größeren 228. Umrechnungsfaktor ist also ^1,23, nicht ^2. Aber hey, Kleinigkeit. Wenn man vom 2kg und zu 0,5kg will, werden aus 1000W halt 62W. Äußerst realistisch. Am besten von nem größeren Grin mit 4kg ausgehen, welcher knapp 2000W leisten kann, dann ist man mit deiner Formel bei 0,5kg schon bei 31W. Deutlich näher an der Wahrheit wäre : 750W/770rpm*500rpm = 487Wmech und dann durch 2^1,23 -> 207W mech.

Und ich gehe auch davon aus, das die 750W nicht die AUfnahmeleistung ab Akku sind, sondern die Abgabeleistung. Alle anderen Angaben wären halt arg unbrauchbar. Wobei im Modellbau gern mit der Aufnahmeleistung geprahlt wird... Bei Antriebssystemen wird aber immer die ABgabeleistung angegben!
 
@Jack-Lee: Ätzender Diskussionsstil.

Daher nur kurz:

Ich habe quadratisch UND linear umgerechnet, um einen Bereich anzugeben. Der liegt deutlich unter 250 W.

Falls Prüfstandsdaten zu den diskutierten Motoren verfügbar sind, kann gerne nochmal gerechnet werden. Ansonsten wird im Modellbaubereich üblicherweise mit der einfacher zu ermittelnden Aufnahmeleistung gerechnet. Daher habe ich in #79 entsprechend nachgefragt, bevor ich gerechnet habe.
 
@Christian : Warum kommst du jetzt mit quadratisch?
@Christian s Aussage ist, dass unter der Annahme, dass die Polzahl eines Motors linear mit dem Durchmesser skaliert das Drehmoment eines Motors in quadratischem Zusammenhang mit seinem Durchmesser steht.
Dieser Ansatz ist für sich genommen erst mal richtig. Er ist aber nicht ausreichend die tatsächlich mögliche Leistungsabgabe zu berechnen, da er ignoriert dass die zur Abfuhr der elektrischen Verlustleistung zur Verfügung stehende Oberfläche des idealisierten Motors eben nur linear mit dem Durchmesser skaliert.
 
Er ist aber nicht ausreichend die tatsächlich mögliche Leistungsabgabe zu berechnen, da er ignoriert dass die zur Abfuhr der elektrischen Verlustleistung zur Verfügung stehende Oberfläche des idealisierten Motors eben nur linear mit dem Durchmesser skaliert.
Du hast vermutlich nicht einbezogen, dass in meinem Beispiel die Verluste nur linear mit dem Durchmesser wachsen, also in genau dem gleichen Maß wie die Oberfläche?
 
Du hast vermutlich nicht einbezogen, dass in meinem Beispiel die Verluste nur linear mit dem Durchmesser wachsen, also in genau dem gleichen Maß wie die Oberfläche?
Du hast meinen Einwand nicht verstanden. Die zur Wärmeabgabe zur Verfügung stehende Oberfläche nimmt (genähert) linear mit dem Durchmesser zu. So sich der Wirkungsgrad nicht ändert kann dein idealisierter Motor also auch nur linear mit dem Durchmesser mehr Dauerleistung aufnehmen (bzw. abgeben). Da nutzt auch das quadratisch anwachsende Drehmoment nix - dein größerer Motor dreht bei gleicher Spannung ja mit 1/D langsamer, die abgegebene Leistung nimmt bei quadratisch wachsendem Drehmoment daher nur linear zu. Wenn man linear mit dem Durchmesser ansteigende Spannung anlegt würde man die Drehzahl konstant halten (damit würde man Deinen angenommenen quadratischen Leistungszuwachs realisieren), nur steigt dann halt auch die Verlustleistung quadratisch (und nicht wie von Dir angenommen linear) mit dem Durchmesser an.

Stell die einfach den Grenzfall deines aufgebogenen Modelmotors vor - biege den in Gedanken mal ganz gerade zum Linearmotor und lege zwei davon hintereinander. Die nehmen zusammen die doppelte Leistung auf, haben die doppelte Kraft, bewegen sich aber immer noch gleich schnell und geben daher auch nur die doppelte (und nicht die vierfache) Leistung ab. Übertragen auf den runden Motor bedeutet 'gleich schnell' gleiche Umlaufgeschwindigkeit ergo bei doppeltem Durchmesser nur noch halbe Drehzahl.
 
Zuletzt bearbeitet:
Irgendwie scheinen wir aneinander vorbei zu reden. Natürlich gehe ich von gleicher Drehzahl aus, alles andere trägt nur zur Verwirrung bei. Den Strom im aufgebogenen Motor lasse ich gedanklich gleich und damit auch die Wicklungsverluste. Es verdoppelt sich also lediglich der Wirkdurchmesser des konstanten Drehschubs und damit auch das Drehmoment. Bei Hinzufügung des zweiten Halbmotors verdoppeln sich die Wicklungsverluste bei dann aber vierfachem Drehmoment.

Nicht berücksichtigt sind - aus gutem Grund - die Eisenverluste, die natürlich aufgrund verdoppelter Speisefrequenz steigen. Bei einem klassischen Außenläufer-BLDC, der weit unterhalb seiner Bemessungsfrequenz betrieben wird, ist die Annahme gerechtfertigt, dass deren Anstieg gegenüber dem Anstieg der Wicklungsverluste zu vernachlässigen ist.

Zusätzlich wäre im Übrigen zu diskutieren, inwieweit sich die innenliegende Wicklung eines Außenläufer-BLDC über die linear mit dem Durchmesser wachsende Mantelfläche entwärmt und nicht über die quadratisch mit dem Durchmesser wachsende und mit Belüftungsöffnungen versehene Stirnfläche.
 
soso - für diese 4-fache abgegebene mechanische Leistung (Drehzahl konstant x 4-faches Drehmoment) braucht man nur die doppelte (und nicht die 4-fache) elektrische Leistung? Vieleicht hätte ich damals in der 8. Klasse doch besser aufpassen sollen ;-)
(kleiner Tip: das ist eine induktive Last - da braucht man bei doppelter Speisefrequenz auch jeweils (also pro Halbmotor) doppelte Spannung um den gleichen Strom zu erhalten).
 
Du hast meinen Beitrag nicht verstanden. ;)

Es geht darin um Verluste, von denen Du behauptest, sie müssten im betrachteten Beispiel quadratisch mit dem Durchmesser steigen. Ich habe gezeigt, dass das nicht so ist. Begründete Einwände?

Zudem - warum unterstellst Du mir physikalischen Unsinn? Ich habe nichts von aufgenommener Leistung geschrieben.

Falls ich es hier für Dich nachholen darf: zwei Halbmotoren elektrisch hintereinandergeschaltet --> Spannung verdoppelt. Frequenz verdoppelt --> Spannung nochmal ungefähr verdoppelt. Ungefähr vierfache Spannung bei gleichem Strom --> elektrische Leistung ungefähr vervierfacht. Kannst den Spott also wieder einpacken.

Sachliche Diskussionen scheinen aus der Mode gekommen zu sein. Zugegeben, dafür ist der Unterhaltungswert größer.

Und auch von mir ein kleiner Tipp: Die doppelte Betriebsspannung wird nicht wegen der Reaktanzen benötigt, sondern wegen der drehzahlproportional induzierten inneren Spannung.
 
@Christian : Es wäre gut, wenn du deine Annahme irgendwie mit real existierenden Motoren untermauern könntest. Ich hatte ja den Emrax gern als Beispiel genutzt, weil es den schön abgestuft in div. Leistungsklassen mit sonst exakt gleichem Aufbau gibt. Da liegt deine Annahme sehr weit daneben.
Daher bitte sachliche Verifizierung deiner theoretischen Betrachtung dieses Problems und Untermauerung der angestellten These.

PS. ein Motor mit doppelten Gewicht, wenn er nur als Modell der "doppelten Magnetspaltlänge" betrachtet wird, ist auch als schlicht zwei in Reihe geschaltete, baugleiche Motoren zu sehen, welche die doppelte Kraft und gleiche Relativgeschwindigkeit realisieren, wenn sie elektrisch parallel geschaltet sind (Ansonsten gleicher Strom aber doppelte Spannung nötig).
Wenn man diese zwei elektrisch parallelgeschalteten Linearmotoren wie in deinem Beispiel mechanisch hintereinander baut und aufwickelt, ist die Umfangskraft weiterhin doppelt so groß, wie beim Einzelmotor, die Umfangsgeschwindigkeit ebenso.
Das ergibt also folgendes:

Änderung Drehzahl
-Wenn man den Umfang verdoppelt, halbiert sich bei gleicher Betriebsspannung die Drehzahl
-Um gleiche Drehzahl zu erreichen muss man die Spannung verdoppel

Änderung Drehmoment
-Die Umfangskraft verdoppelt sich, so wie der Strom
-Der Hebelarm vergrößert sich um den Faktor 2

So wäre man bei der Aussage von dir, Hebelarm verdoppelt, Umfangskraft verdoppelt, also vierfaches Drehmoment bei gleicher Drehzahl. Dadurch doppelte Stromaufnahme und doppelte nötige Spannung.
Hier kommt aber das "aber": Hier "mogelt" man die doppelte Polpaarzahl rein, was zu einer Verdoppelung der Umfangskraft führt bei gleichzeitiger Halbierung der Drehzahl. Man sollte aber die gleiche Polpaarzahl annehmen, was nur die Halbierung der Drehzahl führt. Damit gibt es beim Drehmoment nur den Faktor 2 und nicht 4.
Wenn man durch die Verdoppelung der Polpaarzahl die Leistung bei gleicher Masse einfach verdoppeln könnte, würde man ja einfach Motoren bauen mit möglichst vielen Polpaaren, oder habe ich hier einen Denkfehler?

Gruß,
Patrick
 
Zuletzt bearbeitet:
@Ventoux : Das Getriebe, ist das die zusätzliche Untersetzung via Kette, oder noch ein zweites Getriebe in Reihe?
Waren die Motoren alle nur mit Hallsensoren ausgestattet?

ich habe den Motor 1:4 untersetzt via Kette und das HR (26“) direkt angetrieben (Methode à la @labella-baron: anstatt Zahnriemen eben Kette!). Als Kette benutze ich eine 1/2“-Kette von Conrad mit einen entsprechend kleinen 11Z/44Z.

Im Leerlauf auf der Rolle habe ich 92-96 Km/h erreicht, mit 35 mm Michelin Wild‘n Run. Die Peak-Leistung müßte ca. 625 W P.ab bei 45 Km/h sein (KB) und 100 % PWM und die Nennleistung bei 20-25 Km/h ca. 250 W und 50 % PWM. Akku 8s. Zusätzlich habe ich noch ein Termistor in den Motor eingebaut - sicher ist sicher! Dann werde ich sehen ob noch eine zusätzlicher Lüfter einzubauen sind …
Hallsensoren sind nicht verbaut. Man braucht deshalb eine Mindestgeschwindigkeit von ca. 6 Km/h ;)
 
PWM? Was für einen Controller verwendest du? Meiner Erfahrungen haben gezeigt, dass ich aus demselben Motor deutlich mehr Drehmoment raus bekomme mit sin/cos Encoder, anstatt sensorlos oder mit Hallsensoren. Auch machts n riesigen Unterschied ob Blockkommutiert oder Sinusregler.
 
So wäre man bei der Aussage von dir, Hebelarm verdoppelt, Umfangskraft verdoppelt, also vierfaches Drehmoment bei gleicher Drehzahl. Dadurch doppelte Stromaufnahme und doppelte nötige Spannung.
Er sagt doch nichts von doppelter Stromaufnahme:
zwei Halbmotoren elektrisch hintereinandergeschaltet --> Spannung verdoppelt. Frequenz verdoppelt --> Spannung nochmal ungefähr verdoppelt. Ungefähr vierfache Spannung bei gleichem Strom
 
@labella-baron : Das heist aber, das man zur Verdoppelung der Motorleistung einfach nur die Polpaarzahl verdoppeln muss, da doppelte Polpaarzahl ja bei gleicher Spannung die Drehzahl halbiert. Und das ist ja nicht der Fall. Da muss somit ein Denkfehler vorliegen.
 
Die Emrax-Motoren lesen sich interessant. Allerdings gibt es wohl wenig, was auf die Straße gekommen wäre, alles noch sehr prototypisch. Der Hersteller selbst schreibt: Bei Luftkühlung 20% weniger Leistung. Die erforderliche Luftkühlung wird nicht gezeigt. Die Lärmentwicklung wäre auch interessant.
Vielleicht produzieren sie für's Militär, da hat ja auch der Wankelmotor eine Zeitlang eine Nische gefunden.
 
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