Leitungsquerschnitt für A30-24M bzw. MT2216-1100

[Polyphren]

Hallo zusammen,

auf der Suche nach dem korrekten Leitungsquerschnitt für mein X8-Projekt komme ich trotz Studium des Archivs nicht wirklich weiter.
Ich suche eine Faustformel mit der ich die Anforderungen meiner Konfiguration ausrechnen und umsetzen kann. (Im Archiv gibt es jede Menge links auf dieverse Seiten, die aber leider nicht mehr aktuell sind...)

Ich möchte einen X8 (rOsewhite Rubina) aufbauen und mit einem 4s-LiPo betreiben. Für die Motorisierung habe ich drei Alternativen im Blick:
(1) Tiger MT2216 (900kV-Variante) mit max. 20A Stromaufnahme und 280W, 10"x3.3"-Propeller
(2) Tiger MT2216 (1100kV-Variante) mit max. 25A Stromaufnahme und 380W, 10"x3.3"-Propeller
(3) Hacker A30-24M (680kV) mit max. 30A Stromaufnahme und 350W, 12"x4"-Propeller

Die Leitungen würde ich durch die Arme ziehen und die ESCs an den Gondeln befestigen, d.h. ich benötige eine Leitungslänge von etwa 30-35cm.

Ähnliche Konfigurationen wurden laut Archiv mit 0,75qmm-Kabel umgesetzt. Wie kommt man auf diesen Wert?

Falls das Thema nicht in diese Kategorie paßt, bitte ich um entschuldigung. Schiebt mich dann bitte in den richtigen Bereich.

 

[KäseKuchen]

Eine Formel kenn ich nicht, gibt es aber bestimmt. Ich geh da immer nach Gefühl. Bei 30A würde ich mindestens 2mm² wählen, wenn nicht noch mehr.

 

[itscoolman]

Vielleicht hast Du mal irgendwo etwas von A/mm² gehört... Bei dünneren Leitungen kann man einen höheren A-Wert ansetzen, da die Kühlung durch den niedrigeren Querschnitt besser funktioniert. Bei der Wahl des Leiterquerschnitts kommt es auch darauf an, wo Dein Ziel ist - möglichst hohe Leistung, oder niedriges Gewicht. Man kann 30A Spitzenströme durchaus durch 0,75mm² schicken, kann aber keine kalten Leitungen erwarten.
Soll es sich um ein "Kameraschiff", oder einen 250er Racecopter handeln?

Dicker Leiter = hoher Strom und hohes Gewicht bei kaltem Leiter
Dünner Leiter = niedrigerer Strom und geringeres Gewicht bei warmem Leiter

Gruß
itscoolman

 

[MazeVX]

Kalt...Ja schönes Stichwort, warum erwärmt er sich? Weil aufgrund des niedrigen Querschnitts zuviel Leistung an ihm abfällt, du verbräts also Energie in den Leitungen die du nicht nutzen kannst! Da das Gewicht eben doch eine Rolle spielt können wir leider nicht so dicke Leitungen einsetzen wie man eigentlich sollte. Also solltest du den Querschnitt auf den durchschnittlichen Strom der im Flug zu erwarten ist auslegen! Bei der leitungslänge würde ich aber ganz sicher nicht 0,75 nehmen. Falls du keine Elektrotechnik formelsammlung zur Hand hast findest du über Google jede Menge Tools zum berechnen des Querschnitts... Wie gesagt auf den zu erwartenden durschnittsstrom auslegen!

Mfg Matze

 

[Polyphren]

Die elektromechanischen Abhängikeiten sind mir durchaus bewußt. Zumindest die Prinzipien. Die genaue Formel fehlt mir jedoch und eine brauchbare Physikformelsammlung habe ich nicht mehr.

Der Plan ist der Aufbau eines "Kameraschiffs", dass eine Sony Alpha 5000 tragen kann. Die Rubina wäre dazu in der Lage. 5-10 Minuten Flugzeit sind ausreichend und entspricht der flugzeit meiner DiscoPro.
Meine Annahme war, dass der Leitungsquerschnitt der drei Motorleitungen in Summe dem Querschnitt der zwei ESC-Zuleitungen entsprechen müsse, da die gleiche Anzahl Elektronen durch muss. Wenn ich meinen Hexakopter mit 6s-Lipo und entsprechend großen Motoren anschaue, komme ich auf etwa 1,5-2,0qmm an den Motoren.
Dummerweise habe ich mich noch nicht für einen Motor entschieden und kann die Leitungen auch noch nicht ausmessen.

Der Rubina hätte in der Oktokopter-Ausführung ordentlich Dampf. Nach Euren Rückmeldungen werde ich zu einer dickeren Leitung gehen und lieber weniger Flugzeit in Kauf nehmen.

Durch die sehr dünnen Rubina-Arme müssen jetzt jeweils 4 Stromleitungen und 2 Sensorkabel. Theoretisch habe ich dann einen 30cm langen Kondensator. Muss ich mit Seiteneffekten rechnen?

Grüße,
Eric

 

[aBUGSworstnightmare]

Durch die sehr dünnen Rubina-Arme müssen jetzt jeweils 4 Stromleitungen und 2 Sensorkabel. Theoretisch habe ich dann einen 30cm langen Kondensator. Muss ich mit Seiteneffekten rechnen?

Moin,
Seiteneffekte wirst du dann haben wenn du den Copter um schnelle Ecken fliegst, dann kommt der Spinneffekt zum tragen, d.h. deine Elektronen fliegen tangeltial zur Kurve aus dem Kabel.
Sorry, konnte mir das nicht verkneifen zur Info: https://de.wikipedia.org/wiki/Spin-Hall-Effekt

Du kannst auch 4mm^2 nehmen wenn du willst, oder lieber gleich Stromschienen. Ich würde das so berechnen (wenn ich das jemals berechnen wollte):

erforderlicher Leitungsquerschnitt (mm²) = 2x Kabellänge (m) x Stromaufnahme (A) / 56 x zulässiger Spannungsabfall

56 ist der Leitwert (Leitfähigkeit) von Kupfer
zulässiger Spannungsabfall ... nimm den ruhig mal mit 1V an; ist eh ne Faustformelrechnung

O.K. dann mal für Rubinchen mit 60A bei 30cm Kabellänge zu dem ESCs:
X = 2*0.3m x 60A / 56*1 = 0,64mm^2
Dämmerts? Mit 0,75mm^2 sollte das absolut null Problem sein!

 

[Polyphren]

Super. So eine Aussage habe ich mir erhofft. Vielen Dank.

Der Spin-Hall-Effekt tritt doch vornehmlich an Defekten der Probe auf. Defekte habe ich derzeit nicht geplant. Es soll nur eine erlesene Auswahl der besten Komponenten eingesetzt werden.

 

[tkilla77ffm]

Moin, schau mal hier rein. Die haben kabeln in verschiedene grössen und dessen empfohlene ströme…
http://www.xxl-modellbau.de/Silikon-und-PVC-Kabel

 

[MGR]

Super. So eine Aussage habe ich mir erhofft. Vielen Dank.

Der Spin-Hall-Effekt tritt doch vornehmlich an Defekten der Probe auf. Defekte habe ich derzeit nicht geplant. Es soll nur eine erlesene Auswahl der besten Komponenten eingesetzt werden.

Gibt übrigens ne 1A Android App (kostenlos) dafür: https://play.google.com/store/apps/details?id=it.android.demi.elettronica

Da kannst du dann Strom + Spannung sowie Länge und Querschnitt eingeben und siehst den abfall. Ich bin immer mit weniger als 0,5% gut gefahren

LG

 

[s.nase]

erforderlicher Leitungsquerschnitt (mm²) = 2x Kabellänge (m) x Stromaufnahme (A) / 56 x zulässiger Spannungsabfall

56 ist der Leitwert (Leitfähigkeit) von Kupfer
zulässiger Spannungsabfall ... nimm den ruhig mal mit 1V an; ist eh ne Faustformelrechnung

O.K. dann mal für Rubinchen mit 60A bei 30cm Kabellänge zu dem ESCs:
X = 2*0.3m x 60A / 56*1 = 0,64mm^2
Dämmerts? Mit 0,75mm^2 sollte das absolut null Problem sein!

In deiner Formel ist ein Fehler. Setz mal zur Probe 0,5V oder 2V Spannungabfall ein.

 

[aBUGSworstnightmare]

O.K...O.K. ihr habt es wohl so gewollt:

l = Einfache Länge [m] der Leitung
A = Querschnitt [mm2] des Einzelleiters
z = Leitfähigkeit (Kupfer: = 57; Aluminium: = 33; Eisen: = 8,3)
ΔU = Spannungsabfall

Berechnung des Spannungsabfalls (in V) bei Gleichstrom:
wenn die Leistung bekannt ist
ΔU = (2*l*P) / (z*A*U)

wenn der Strom bekannt ist
ΔU = (2*l*I) / (z*A)

Dann kommt die Querschnittbestimmung (in mm2) nach Spannungsabfall wie folgt:
Wenn die Leistung bekannt ist
A = (2*l*P) / (z*ΔU*U)

Wenn der Strom bekannt ist
A = (2*l*I) / (z*ΔU)

EDIT: Noch eine Tabelle zu AWG Querschnitten

 

[s.nase]

X = 2*0.3m x 30A / (56*0,58) = 0,75mm^2


Mit 0.58 Volt SPannungsabfall bei 30A sind es ja schon 17W. Selbst bei durchschnittlich nur 15A sind das immer noch 5W die in dem 0.75mm² Kabel in Wärme umgewandelt werden. Das halte ich alleine schon thermisch für bedenklich, wenn die Kabel im Ausleger eingebaut sind. Bei acht Motoren fallen da ja schon 34W -120W alleine an den Akkukabeln als Verluste ab.

Mal ganz davon abgesehen, das die ESC's mit dem kontinuierlichem SpannungsRipple von 0.3-0.6V nicht wirklich glücklich sein werden. Die GondelESC's haben vermutlich auch keine besonders großen Elko's mit an Bord, die für etwas Glättung sorgen könnten.

Ich würde mindestens 1mm² verwenden, und wenn möglich(auf halber STrecke zu den ESC's) einen Elko an die Akkukabel löten. Denn direkt an den GondelESC's sind die Elkos vermutlich mechanisch nicht besonders gut aufgehoben.