BLDC Motor u. Bl. Steller Tatsachen ;)

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ronco

Erfahrener Benutzer
#1
ich wollte hier nun auch mal separat einen teil zur mythen klärung beitragen :)

ich beschränke mich hier auf den teil den ich weiss. also BLDC motoren und brushless steller (regler sind genau genommen nur die, die einen regler [z.b. PI] in der software haben)
dennoch bin ich natürlich nicht unfehlbar ;) wenn also etwas nicht stimmt, sagt es bitte!

zu den BL stellern:

1. alle steller sind in der teillast immer etwas ineffektiver als bei vollgas.
das liegt daran das in der teillast der strom zerhackt werden muss. das zerhacken kostet immer etwas energie.

2. steller mit aktivem freilauf (engl. active freewheeling) haben kein problem mit bestimmten gas stellungen.
steller ohne aktivem freilauf haben immer mehr verlusste durch die fet- body dioden. besonders bei hohen gas stellungen (meist. zwischen 60 und 100%).

3. das max ampere rating eines stellers sagt nix über seinen optimalen wirkberreich aus. es stimmt also nicht das ein 20A steller an einem motor der nur 6A zieht schlechter ist als ein 6A steller (es seiden er ist schwerer ;) ).
die steller mit höherem ampere rating sind meist effizienter da sie fet's mit geringerem widerstand haben.

4. steller bestimmen nicht die drehzahl eines motors. das machen spannung und KV des motors. der steller passt sich dem an. natürlich dreht der motor nur mit halber geschwindigkleit bei 50% gas. ausgenommen hiervon sind regler die gewisse drehzahlen halten und das timing was die drehzahl um ein paar % ändern kann.

5. das timing ist nicht nur für einen sauberen lauf (keine sync probleme) zuständing. eigentlich ist ein festes timing im teillastbereich bei wechselnder lasst immer falsch. das timing (so gesehen eine frühzündung) soll die zeitverzögerung zwischen beschalten einer motor phase und deren vollen aufladung ausgleichen. diese zeit ändert sich aber nicht nur von motor zu motor sondern ist auch belastungs abhängig. bei höherem strombedarf dauert das laden länger. so ist ein gutes autotiming bei coptern meistens besser als ein fesets.

6. regenerative braking (regeneratives bremsen) schiebt zwar strom und spannung zurück richting lipo aber nur in kurzen starken spizen. so ist der ladeeffekt warscheinlich nicht bemerkenswert. viel wichtiger ist das der motor aktiv gebremst wird beim runterregeln.

BTW. regenerativ braking zieht immer eine art aktiven freilauf mit sich (wie gut der AF dann wirkt, hängt von der schaltgeschwindigkeit des reglers ab), aber aktiver freilauf geht auch ohne reg. braking.



BLDC motoren

1.* wenn man den gleichen motor mit verschiedenen wicklungen (verschiedene KV // RpM/Volt) nimmt:
- ist elektrisch gesehn der mit der höchsten KV der effektivste. (geringste ohmische wiederstand also am wenigsten verluste)
- ist mechanisch gesehen der mit der niedrigsten KV der effektivste (am wenigsten reibungs und ummagnetisierungs verlusste).
- kann in der regel der mit der höchsten KV am meisten watt umsetzen.

2.* länglichere motoren "kerzen" sind elektrisch gesehn effektiver als pancakes (flache). das liegt daran das die wicklungen nur in quer richtung wirken. der teil der wicklung der vor und hinter dem hammerkopf ist erzeugt nur verlusste. allerdings sorgt ein großer radius für einen größeren hebel.. also mehr drehmoment.

*das bestätigt sich dadurch das die effektivsten el. antriebe aus einem hochdrehenden schmalen innenleufer mit getriebe bestehen.

3. theoretisch kann man jeden motor an jeder spannung (lipo anzahl/S) betreiben. limitierend ist hier eigentlich nur die mechanik (lager und festigkeit der magnete und glocke). und die max. drehfelddrehzahl des stellers/reglers. allerdings muss bei erhöhung der spannung auch immer der propeller angepasst werden. da der motor immer gleich viel strom ab kann.
hier ein Motorspulen El. wiederstands Rechner http://ultraesc.de/downloads/MCRlosses.html

4. die polzahl (magnetpole) eines motors sagt nicht wirklich etwas über die leisstung oder eff. des motors aus. bei hochpoligen motoren hat man meisstens auch mehr stator slots/hammerköpfe und so verteilt sich die wicklung auf mehrere. so hat man oft nicht soviele kupferdraht lagen übereinander was von vorteil ist. allerdings steigen die ummagnetisierungsverlusste im eisen mit mehr polen (bei gleicher drehzahl).
ausserdem lassen sich motoren mit vielen magnetpolen oft feiner regeln. das liegt daran das der regler pro udrehung mehr feedback (zerocrossings) bekommt als bei motoren mit wenig polen.

5. der stator (bei aussenlufern der eisenkern um den die wicklungen liegen) ist meistens aus dünnen blechen gestapelt. diese sind flächig untereinander durch eine lack beschichtung isoliert(größtenteils). so verhindert man zu starke wirbelströme (http://de.wikipedia.org/wiki/Wirbelstrom) im eisen kern. je dünner diese bleche desto geringer die wirbelströme/umagnetisierungsverlusste... aber es sinkt auch der eisen anteil im stator (mehr isolierung).
so sind motoren mit wenig polen und geringer drehzahl mit wenigen dickeren blechen, und hoch drehende mit vielen polen mit dünnen blechen effektiver.


soweit erstmal :)


gruß

Felix
 
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Constantin

Erfahrener Benutzer
#2
Guter Beitrag.
Das Einzige was ich noch nicht nachvollziehe/bewiesen sehe ist 2)"effektivität flach/lang.
Vlt. Könntest du darauf noch etwas eingehen.
Lg
Constantin
 

ronco

Erfahrener Benutzer
#3
Guter Beitrag.
Das Einzige was ich noch nicht nachvollziehe/bewiesen sehe ist 2)"effektivität flach/lang.
Vlt. Könntest du darauf noch etwas eingehen.
Lg
Constantin
bewiesen habe ich mir das auch noch nicht. aber die theorie dazu ist bekannt und nicht von mir ;)

wicklungs wirkung.jpg

weiss net wie ichs sonst erklären soll..

gruß

Felix
 
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ronco

Erfahrener Benutzer
#5
Das soll doch vermutlich heißen: ...immer gleich viel Watt/el.Leistung (d.h. bei mehr Spannung verkraftet er dann umgekehrt proportional weniger Strom)
Oder?
nein. in erster linie verurscht nur der strom verlusste in den spulen. erst viel später kommt dann die mechanik an ihre drehzahl grenzen(mehr spannung = mehr drehzahl). und je nach motor kann auch die ummagnetisierung im eisen zu schlagen. aber bis dahin ist es nur der strom.

also solange man im mechanisch und magnetieschen rahmen bleibt kann der gleiche motor den gleichen strom bei verschiedenen spannungen ab.

man darf sich aber nicht vertun .. wenn man an einen motor der mit einem propeller im guten strom berreich ist einfach mehr spannung (zellen) macht, steigt durch die erhöte drehzahl die last also auch der strom. wenn man die lasst aber anpasst, kann mehr watt um gesetzt werden.

siehe 600W durch einen MN2206
https://www.youtube.com/watch?v=atB9IGtvuHM&list=UU7c1iZQpR8_mct1tCKcjWcw

die 24A kann der halt generell für ne weile ab.. egal bei welcher spannung

gruß

Felix
 

schnellmaleben

Erfahrener Benutzer
#7
Ich hätte den gleichen Einwand die jodi2 gehabt ... Ganz verstanden habe ich es immer noch nicht. Also mal andersrum gerechnet, bei 600W elektrischer Leistung und sagen wir mal 85% Effizienz heizt der Motor in der Situation mit 90W rum - ganz schön viel für 30g Metall und 180W Herstellerrating - oder ist der Kühlstrom in der Situation dann doch so schnell dass es passt?
 

ronco

Erfahrener Benutzer
#8
Ich hätte den gleichen Einwand die jodi2 gehabt ... Ganz verstanden habe ich es immer noch nicht. Also mal andersrum gerechnet, bei 600W elektrischer Leistung und sagen wir mal 85% Effizienz heizt der Motor in der Situation mit 90W rum - ganz schön viel für 30g Metall und 180W Herstellerrating - oder ist der Kühlstrom in der Situation dann doch so schnell dass es passt?
die 85% wird er da nicht haben .. mit glück etwas über 70% deshalb macht der das ja auch nicht auf dauer. dennoch hätte er bei 12,5V und 48A (auch 600W) wrscheinlich unter 40% und würde nach ner sekunde rauchen ;)

gruß

Felix
 

ronco

Erfahrener Benutzer
#9
sehts mal wie bein einem el. wiederstand.

wenn ich einen 0.01ohm 2Watt wiederstand habe, kann ich da locker 100V und 10A (1000W) durchlaufen lassen (nach U= R*I hatt er bei 0,01ohm 0,01volt spannungsabfall[pro Ampere]) also (0,01V*10A = 0.1V drop) also sieht der wiederstand 0,1V*10A =1W verlusstleistung.

wenn ich jetzt aber 25V und 40A mache (auch 1000W) haben wir 4W verlusstleistung und der wiederstand geht flöten ;)

das bezieht sich aber wiegesagt nur auf den el. wiederstand der wicklung.


[edit] ich spinn das grade mal zuende ;)

der MN2206 2000KV hat laut tiger einen wiederstand von 82mOhm also 0.082Ohm

wenn wir ihn jetzt mit 600W und 6S (25V und 24A) befeuern haben wir 24*0.082 = 1,968V spannungsabfall also 47,2W verlusste in der wicklung

bei 600W mit 3S (12.5V*48A) sind es dann schon 48*0.082 = 3,936V drop also 188,9W verlusst. was er nicht vertragen würde.

[/edit]

gruß

felix
 
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schnellmaleben

Erfahrener Benutzer
#10
Danke - Ja gut so gesehen ist es mir nun klar. Betrachtet man den ohmschen Wiederstand der Wicklung, ist allein der Strom entscheidend, der macht den Spannungsabfall und damit die Wärmeleistung. Rest über Lastanpassung...

Und ich habe mir schon Sorgen gemacht, dass Du beim nächsten Ostheim mit 6S-Copter aufläufst, aber ist die Frage ob der 5 Runden durchhält... ;)
 

quadmovr

Neuer Benutzer
#11
keine sorge wegen den 6s. beim nächsten ostheim sinds wahrscheinlich eher 8s :cool:

[video=youtube;oR3q4hlmoEo]https://www.youtube.com/watch?v=oR3q4hlmoEo[/video]
 

quadmovr

Neuer Benutzer
#15
keinen gps logger. ne radar pistole.

Find's gar nicht so spektakulär. Habt Ihr es mal ohne Ton angeschaut? In dem RZ wo ich mir gerade den ... abfriere und auf meinen Backup warte, gibt's keinen Ton, sieht ohne ganz harmlos aus...:p
der ton macht den quad subjektiv bestimmt nochmal 1000kmh schneller :D

Ich will 200mm und 1806 mit 6S!!!
bau dir einen. :p
 
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FPV1

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