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Motoreinstellung für Voith Schneider Propeller 


Steinbeisser

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Steinbeisser

Hallo,

Ich habe eine Frage zur richtigen Untersetzung eines Motors für einen VSP.

Erstmal die Eckdaten, es sind natürlich zwei Motoren und zwei VSPs, keine Handelsüblichen, sondern Eigenbauten mit etwa 80 mm Durchmesser, gemessen am Drehpunkt der Flügel. Also 20% größer als die von Bauer oder Graupner.

Das geplante Boot wird ein Verdränger mit etwa 20 kg Gewicht.

Der VSP  hat intern eine 3:1 Untersetzung, die Antriebsmotoren werden Graupner Compact Z400 14,8V, die an 4S LiFePo4 Akkus hängen, also 13,2 V.

 

https://www.hobbydirekt.de/sonstiges/sonstiges/COMPACT-400Z-14-8-VBrushless-Motor-Graupner-7746::131207.html

 

Der Motor hat 1000KV, dreht dann max. 13200 U/min. Der VSP sollte Max. 1000 Umdrehungen am Flügel machen.

Da komme ich zur Frage, denn der Motor soll ja nicht unter Vollgas laufen, sondern im für ihn geeignetesten Drehzahlbereich.

Für alle, die es nicht wissen, ein Voith regelt die Fahrgeschwindigkeit mit der Verstellung der Flügel und nicht mit der Drehzahl, diese kann immer konstant bleiben.

Welche Drehzahl sollte der Motor hier haben, um das Ideal in Bezug auf Leistung und Stromaufnahme zu bringen?

Dann kann ich nämlich die passende restliche Untersetzung planen um die Zahnräder zu ordern.

Nach der Formel

Drehzahl : 3:1000 = Faktor für benötigte Untersetzung

sollte es dann passen.

Ich bin gespannt ob meine vermutete Drehzahl den hier vorgeschlagenen Werten entspricht.

Gruß, 

Detlef 

Edited by Steinbeisser
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Moin Detlef

Zum vergleich:

Motor zwei BC 42-60-20 mit 200 kv  an Flugregler. 3:1 im Kegelgetriebe untersetzt, das ist alles. 

Für gemütliches schippern Halbgas, sehr schön scale im Fahrverhalten. Kraft um nicht zu sagen Power gibts bei Vollgas satt ( müsste mal ein Schlepperballett Video machen ) Drehzahlen kenn ich leider nicht. Hab aber zwei Satz Motoren uns sogar drei Satz Regler und drei Zahnräder verexperimentirt.

Flügelkreis 120 mm 

Ralph

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Detlef,

ein Drehzahlsteller muss nicht sein, verlängert aber die Akkulaufzeit, wenn nicht die volle Leistung gebraucht wird (wie Ralph ja schon geschrieben hat). Anstelle des von dir zitierten Motors würde ich zu einem mit einer deutlich geringeren KV greifen. Den von Ralp verlinkten Motor gibt es auch bei Bauer und Engel. Dann kannst du dir weitere Getriebestufen sparen.

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vor 9 Stunden schrieb Steinbeisser:

Die Motoren habe ich aber noch hier liegen und würde sie gerne verwenden.

Nun, dann sollte eine weitere Übersetzung mit 1:3 (z.B. Zahnriemen) reichen.

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Wenn du dieses Ziel verfolgst:

Zitat

Da komme ich zur Frage, denn der Motor soll ja nicht unter Vollgas laufen, sondern im für ihn geeignetesten Drehzahlbereich.

meinst du implizit vermutlich einen möglichst hohen Wirkungsgrad. Wenn ich das so richtig verstanden habe, dann solltest du in Betracht ziehen:

  • BL-Motoren aus dem Modellbau und ihre Steller laufen "Vollgas" am effizientesten, da sie dann keine Teillastverluste durch die PWM zum Runter"regeln" haben. (u.U. kann Teillast sogar die Steller killen, wenn diese nicht überdimensioniert oder teillastfest sind).
  • DC-Motoren - ob BL oder MB - haben vier markante Betriebspunkte: Leerlauf, maximaler Wirkungsgrad, maximale Leistung, maximales Drehmoment (= Blockade). Während man meistens für den Punkt maximaler Effizienz und etwas drüber auslegt, wäre hier die Kunst bei der aktuellen Aufgabenstellung, einen Motor auszuwählen, der genau im Bereich des maximalen Wirkungsgrades läuft. Das bedeutet aber, sowohl die Daten als auch den Betriebspunkt zu kennen, der natürlich auch ein bisschen von der Flügelstellung und der aktuellen Bewegung des Rumpfes abhängen wird.
  • Daher könnte es Sinn ergeben, den sogenannten "Heli-Modus" der Steller zu nutzen, der eine Konstantdrehzahl unabhängig von Last und Akkuzustand zu erreichen versucht, wenn das auch sicher nicht den Wirkungsgrad optimiert wegen dazu nötiger Dauerteillast, dann aber wenigstens die Fahrbarkeit. Speziell könnte dir das helfen, deine vorhandenen, IMHO relativ schlecht geeigneten Motoren, doch zu nutzen.
  • Getriebe haben immer Verluste, mehrstufige haben mehrstufige Verluste, die sich multiplizieren. Daher teile ich die Empfehlung, weniger spezifische Drehzahl zu nehmen mit einstufigem Getriebe (Selbst ein Direktantrieb wäre mit einem hochpoligen BL womöglich machbar, scheitert aber wahrscheinlich an der Bauhöhe, da man wohl kaum einen Scheibenläufer auftreiben kann). Oder notfalls einstufig sehr stark zu untersetzen. Die vorhandenen Motoren kann man sicher auch verkaufen, und ohnehin sind die "paar Euro" (mit reichlich Potential, das man sich hinterher drüber ärgert) kein Vergleich mit den Gesamtkosten eines solchen Projekts.
  • Kegelradgetriebe sind vom Wirkungsgrad her untere Schublade, weil sie starke unerwünschte Kräfte erzeugen, die einerseits sorgfältig konstruktiv abgefangen werden müssen für ordentliche Lebensdauer, andererseits aber selbst im Optimalfall den Wirkungsgrad deutlich senken. (Sehr) laut laufen sie i.d.R. auch, es sei denn, sie sind schrägverzahnt (gibt's das für Modellmaßstab?) wie Autodifferentiale, die aber mit einem vergleichsweise lausigen Wirkungsgrad laufen (schaut dir mal Leistungsmessungen auf dem Prüfstand an ...). Immerhin kostet die Schrägverzahnung hier nicht nochmal extra Wirkungsgrad wie beim Stirnradgetriebe ...     
Edited by MiSt
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Dafür hat man ja die Motorenkiste :cry:  irgendwann passen die. 

Habe auch eine Zahnräderkiste sogar für Regler und Schaltmodule.  Planbau mit den damit verbundenen Experimenten füllen diese Kisten aber man kann bei künftigen Experimenten darauf zurück greifen.

Das wird Detlef auch wissen,aber als kleine Weisheit für den Sonntag morgen an alle Mitleser.

 

Ralph

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Hallo Detlef,

Ich würde da auch ein paar Euro ausgeben und einen langsamläufer anschaffen.

Die blauen scheinen allerdings im Moment nur mit 2 Typen verfügbar.....  Aber es gibt bei Graupner Alternativen (die Brushless Speed): https://www.graupner.de/search/index/sSearch/brushless?p=2&n=48

Mit dem richtigen Rabatt;) sollte das möglich sein - oder? :p

Gruss

Chris

Edited by Chris DA
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vor 7 Stunden schrieb MiSt:

 

  • Kegelradgetriebe sind vom Wirkungsgrad her untere Schublade, weil sie starke unerwünschte Kräfte erzeugen, die einerseits sorgfältig konstruktiv abgefangen werden müssen für ordentliche Lebensdauer, andererseits aber selbst im Optimalfall den Wirkungsgrad deutlich senken. (Sehr) laut laufen sie i.d.R. auch, es sei denn, sie sind schrägverzahnt (gibt's das für Modellmaßstab?) wie Autodifferentiale, die aber mit einem vergleichsweise lausigen Wirkungsgrad laufen (schaut dir mal Leistungsmessungen auf dem Prüfstand an ...). Immerhin kostet die Schrägverzahnung hier nicht nochmal extra Wirkungsgrad wie beim Stirnradgetriebe ...     

Also ich habe bei meinen Antrieben Messingräder verbaut, Die waren am Anfang etwas laut, das konnte aber durch Laufstunden und  experimentieren mit Fettmischungen abgestellt werden. Man hört nur noch bei Volllast etwas das es Zahnräder sind.

Aber Volllast fährt man ja fast nicht, Teillastbereich ist die angenehmere Fahrweise weil man da sieht wie das Modell wann und wie reagiert. Schrägverzahnung ist etwas problematisch, weil man ein links- und einmal rechtslaufend braucht.

Beim Baubeginn hatte ich damals Bürstenmotoren (Brushless waren fast nicht zu bezahlen)und zwei ELV- Regler (50Hz )genommen und die laufen bis heute noch. Sie lassen sich auch fein regeln und langsam von unten heraus anfahren. Beide werden von einem Drehpoti aus angesteuert.

Handycap, sie müssen Wassergekühlt werden und der Stromverbrauch ist nicht ohne. Da kommen im Fahrbetrieb bei Teillast schon mal 10-14 A für beide zusammen. Auf der Werkbank ist der Verbrauch gering aber im Wasser, wenn 10 Flügel anfangen zu schaufeln dann ....... Wichtig ist auch das sich die Antriebe leicht von Hand drehen lassen und die Kupplung zum Motor exakt fluchtet..

Es dauert schon einige Zeit bis alles passt, aber dann kommt der Spaß beim Fahren.

DSC01934.JPG

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Hallo

seit 30 Jahre fahren meine Voiths mit 110mm Flügelkreis mit je einem Marx Hectoperm GT500 1:3 untersetzt bei 12V. https://rc-powerboat-team-schleiden.jimdo.com/bürsten-motoren-datenbank/

Andere Motore wurden ausprobiert alle brachen in der Drehzahl bei Last ein.

Mit einem Regler kann man die Drehzahl der Motore einstellen und meist fährt man mit ca. halber Drehzahl, da das Modell ansonsten zu nervös reagiert.

 

Die beiden 80er Flügelkreis Voith waren geplant mit einem Decaperm mit einer Getriebestufe 1:3 untersetzt.

Dies entspräche einem brushless Motor ca. 250-350kv bei 12V ohne weitere Untersetzung direkt an das vorhandene Kegelradgetriebe.

https://www.ebay.de/itm/1-N5065-270KV-Hohe-Leistung-Brushless-Motor-fur-Drohne-Skateboard-Modellflugzeug/264369687022?_trkparms=aid%3D555018%26algo%3DPL.SIM%26ao%3D1%26asc%3D20131003132420%26meid%3Df193a20357d944bd9b9520747beab810%26pid%3D100005%26rk%3D1%26rkt%3D12%26sd%3D382921213181%26itm%3D264369687022%26pg%3D2047675&_trksid=p2047675.c100005.m1851

oder

https://www.ebay.de/itm/Multiplex-ROXXY-Brushless-Motor-BL-Outrunner-C35-30-300kV-314990/382921213181?epid=1568193654&hash=item5927e204fd:g:ysoAAOSwKVZbcvcX

oder bei 18V 170kv

https://www.ebay.de/itm/High-Efficiency-Brushless-Motors-6354-6374-6384-170-200-230-270KV-Skate-Scooter/233281860965?hash=item3650aeb565:m:mMLS76dacxel5h1tj6s3Fpw

Viele Grüße

Gabi

 

 

 

Voith von seite-2_Bildgröße ändern.jpg

Edited by Gabi
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Steinbeisser

Den von Gabi zuerst gennannten Motor hatte ich auch schon in Betracht gezogen, den gibt es von den unterschiedlichsten Anbietern.

Was mich irritiert sind die angebebenen 80A für den Regler. Wenn der nur mit 13,2 V betrieben wird, reicht dann auch ein 45A Regler aus?

Zudem ich gerne etwas längere Akkulaufzeiten hätte, da sollte der Motor nicht so viel Strom ziehen.

Der Multiplex-Roxxy scheint mir evtl. etwas zu schwach, da werden 130 Watt angegeben. Oder würde das ausreichen? Dann wäre der Motor eigentlich nicht schlecht.

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Länger Akkulaufzeit ist auch mein Ziel. Deshalb probiere ich paralell zu den Torque 900 , zwei

Industriemotoren (Bild ). Allerdings reichen da 12V nicht aus um die richtige Drehzahl für den Vorschub zu bekommen.

So wurden kurzerhand vor jeden ELV- Regler ein Step up-Regler gesetzt und damit von 12V auf 22V erhöht.. Die ELV-Regler selbst bekamen

je einen Widerstand eingesetzt der die Eingangsspannung bis 24V ermöglicht.

Dadurch erhoffe ich eine länger Fahrzeit. Die Wasserkühlung fällt weg. Das Fahrbild und die Leistung passen schon mal. 

Geplant ist pro Motor/VSP einen Lifepo 4  15Ah Akku (Flachzellen) einzusetzen.

 Zum Verbrauch kann ich noch nix sagen, da der zweite Akkublock noch nicht zur Hand ist.

 Die Versuche liefen mit einem LIFEPO 4 17 Ah.                                                

ps: meine Motoren haben, im Gegensatz zum Bild 150 W und einer wiegt 1100 gr. , ist aber kein Problem vom Gesamtgewicht her.

20181228_142642 1.jpg

s-l1600 3.jpg

DSC01854 1.jpg

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Hallo

die beiden Hectoperm GT500, bei meinen Voiths, ziehen bei Volllast 10 Ampere zusammen,  mit einem 30A Fahrtregeler zusammen.

Akku ist ein Bleiakku 12V 12Ah. 

Diese Voith Antriebe sind mit 80er Flügelkreis deutlich kleiner und werden nicht so anspruchsvoll mit den Motoren sein, der Roxxy scheint hier geeignet zu sein.

Denke man muss das ausprobieren. Es könnte auch nur einer von den roten 170kv/270kv Motoren ausreichen, für beide Voith.

Die Alternative wäre ein direkt angeflanschter Motor wie z.B. https://www.goodluckbuy.com/bgm5208-200t-30kv-brushless-gimbal-motor-for-dslr-camera-gimbal-aerial-photography.html , ohne Getriebe.

Oder so etwas 

Viele Grüße

Gabi

Edited by Gabi
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Steinbeisser

Ich habe mich jetzt mal hierzu

https://www.graupner.de/Brushless-Speed-300-BB/7287/

entschieden, wie es funktioniert kann ich natürlich erst sagen, wenn es soweit ist, dass die VSPs eingebaut werden können.  Aber bis dahin wird noch viel Zeit vergehen und ein Baubericht gestartet werden. 

Danke erstmal für eure Tipps,

Gruß, Detlef 

Edited by Steinbeisser
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Wäre doch interessant sich mal irgendwo beim Fahren und Fachsimpeln zu treffen. 

Gesprächsstoff gibt es genug, das sieht man an den Kommentaren, den verschiedenen Praktiken und

Erfahrungen.

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