Hallo
Da man sehr oft bei Antriebsauslegungen liest, dass ein Setup mit mehr Akku-Spannung effizienter ist, wollte ich mal dazu etwas schreiben.
Der Gedanke bei dem Mythos ist ganz einfach:
Akkuseitig braucht man bei einem 4S Setup weniger Strom als bei einem 3S Setup. Daher sind die Kupferverluste geringer und das System daher effizienter.
Das stimmt so aber nicht.
Motorseitig spielt sich nämlich etwas anderes ab. Bei Brushlessmotoren wird die Versorgungs-Spannung per Pulsweite variiert um die Motorspannung/Drehzahl zu variieren. Dabei wird die volle Versorgungsspannung durchgeschalten und die Öffnungszeit variiert. Die Spannungspulse sind bei einem 4S Setup entsprechend höher als bei einem 3S Setup. Über die kürzeren Öffnungszeiten vom 4S Setup, ergibt sich dann am Motor dieselbe Durchschnittsspannung und folglich derselbe Durchschnittsstrom was die selbe Eingangsleistung-Leistung ergibt. Aber die Strompulse, die aufgrund der höheren Spannungspulse entstehen, sind ebenfalls höher. Aufgrund der quadratischen Auswirkung des Stromes bei den Kupferverlusten im Motor, ergibt sich ein schlechterer Wirkungsgrad und die Ausgangsleistung vom 4S Setup ist niedriger.
Testen kann man das, in dem man ein Setup mit 3S oder 4S betreibt und einen fixen Schub einstellt (zb per Schubwaage). Die benötigte Leistung wird beim 3S Setup niedriger sein.
Die akkuseitgen Verluste (Akku, Stecker, Kabel) sind beim 3S Setup höher, spielen aber eine untergeordnete Rolle wenn sie angemessen dimensioniert sind.
Die Propellergröße spielt hierbei keine Rolle, die müsste beim Vergleich, dieselbe sein.
Generell sind aber langsam drehende Propeller effizienter (weil sie langsamer gegen die Luft rennen). Daher sind große/steile langsame Propeller effizienter als kleine schnelle (wenn man auf gleichen Schub/Speed kommen will). 4S Copter Setups werden oft mit kleineren Propellern realisiert, als vergleichbare 3S Setups. Das führt auch zu einem höheren Verbrauch.
PS: Zu dem Thema passen die Copter Rekorde von FerdinandK sehr gut, der verstanden hat diese Zusammenhänge zu nutzen.
LG
Thomas
Da man sehr oft bei Antriebsauslegungen liest, dass ein Setup mit mehr Akku-Spannung effizienter ist, wollte ich mal dazu etwas schreiben.
Der Gedanke bei dem Mythos ist ganz einfach:
Akkuseitig braucht man bei einem 4S Setup weniger Strom als bei einem 3S Setup. Daher sind die Kupferverluste geringer und das System daher effizienter.
Das stimmt so aber nicht.
Motorseitig spielt sich nämlich etwas anderes ab. Bei Brushlessmotoren wird die Versorgungs-Spannung per Pulsweite variiert um die Motorspannung/Drehzahl zu variieren. Dabei wird die volle Versorgungsspannung durchgeschalten und die Öffnungszeit variiert. Die Spannungspulse sind bei einem 4S Setup entsprechend höher als bei einem 3S Setup. Über die kürzeren Öffnungszeiten vom 4S Setup, ergibt sich dann am Motor dieselbe Durchschnittsspannung und folglich derselbe Durchschnittsstrom was die selbe Eingangsleistung-Leistung ergibt. Aber die Strompulse, die aufgrund der höheren Spannungspulse entstehen, sind ebenfalls höher. Aufgrund der quadratischen Auswirkung des Stromes bei den Kupferverlusten im Motor, ergibt sich ein schlechterer Wirkungsgrad und die Ausgangsleistung vom 4S Setup ist niedriger.
Testen kann man das, in dem man ein Setup mit 3S oder 4S betreibt und einen fixen Schub einstellt (zb per Schubwaage). Die benötigte Leistung wird beim 3S Setup niedriger sein.
Die akkuseitgen Verluste (Akku, Stecker, Kabel) sind beim 3S Setup höher, spielen aber eine untergeordnete Rolle wenn sie angemessen dimensioniert sind.
Die Propellergröße spielt hierbei keine Rolle, die müsste beim Vergleich, dieselbe sein.
Generell sind aber langsam drehende Propeller effizienter (weil sie langsamer gegen die Luft rennen). Daher sind große/steile langsame Propeller effizienter als kleine schnelle (wenn man auf gleichen Schub/Speed kommen will). 4S Copter Setups werden oft mit kleineren Propellern realisiert, als vergleichbare 3S Setups. Das führt auch zu einem höheren Verbrauch.
PS: Zu dem Thema passen die Copter Rekorde von FerdinandK sehr gut, der verstanden hat diese Zusammenhänge zu nutzen.
LG
Thomas
), aber ich hab im Schwebeflug deutlich mehr Flugzeit und beim Heizen etwa gleich viel. Mit einem 1000mah 4S komme ich ca auf die selben Flugzeiten wie mit einem 1300mah 3S.
