Brushless Motoren - ein Buch mit 3phasigen Siegeln

[Admiral von Schneider]

Moin,

ich traue mich nun endlich eine Frage zu stellen, die mich schon länger quält, ich bis jetzt aber noch nicht gestellt habe getreu dem Motto "Google ist dein Freund."

 

Aber ich kann sie mir nicht beantworten, also frage ich jetzt die Leute die sich wirklich damit auskennen.

 

Gibt es bei BL-Motoren Normungen im Namen (wie bei den Bürstenmotoren, zum Beispiel "ein 600er")?

Gibt es Faustregeln wieviel Umdrehungen pro Volt und Minute bei welcher Schraube?

Stimmt es das der Wirkungsgrad wirklich so viel größer als bei Bürstenmotoren?

Was gibt es für Regler (besondere Arten, was weiß ich)

Wo gibt es viele Regler, auch mit Rückwärtsfahrt?

 

Ich habe lange versucht Antworten zu finden, finde aber keine.

 

In freundungsvoller Erwartungen auf exakte, gerne auch lange und ausführliche Antworten,

Axel

[Guest Hanjo]

Hallo,

ja eigentlich gibt es die, den auch bei den Bürsten heißt ja nicht jeder 600

auch 600.

 

Erst mal zu den Innenläufern.

 

1.) die erste Zahl bezeichnet häufig den Durchmesser. Ein Hacker B20 hat

als 20 mm Durchmesser und ist damit etwa so groß wie ein 280er.

 

Ein chinesischer 28-40 hat also 28 mm Durchmesser. Also exakt wie ein 400er oder 480er. Meist hat er auch beide Lochkreise (16 mm 400er oder 19 mm 480er). Die zweite Zahl bezeichnet die Rotorlänge.

Ein 28-50 wäre also der gleiche Motor etwas länger.

 

Ein 36 -50 wäre also der gleiche Durchmesser wie ein 600er. Auch der Lochkreis stimmt. Das Wellenmaß ist aber praktisch immer 5 mm. Die Rotorlaänge wäre also 50 mm. Der Motor ist fast exakt so lang wie ein 600er. Ein 36-74 ist bereits schwerer als eine 700er Bürste.

 

2.) Alsternativ kann der Motor auch ganz normale Bezeichnungen 600-XL

oder 540 S haben, 480 oder 370. Dann könnstest Du sie ja direkt mit Bürsten vergleichen.

 

3.) Bei Au0enläufern ist das wie unter Punkt 1. Nur haben die halt öfters exotische Lochkreise oder Achsen. Denn 3mm oder 4 mm Achsen sind bei Innenläufern genauso unbekannt wie bei Bürsten.

 

 

Also Wirkunggrad ist ja das was von Beispielsweise 100 Watt Eingangsleistung überbleibt. Bei 80 % Wirkungsgrad werden also 80 Watt in Vortrieb und 20 Watt als Rumpfheizung eingesetzt. Ein guter Brushless

erreicht über einen sehr breiten Bereich mehr als 80 %, Bei einer Bürste ist der optimale Bereich so schmal, daß man selbst mit guter Anpassung bei einem Motor der mit max 70 % Wirkungsgrad angegeben ist meistens bei 50 % liegt. Daraus ergibt sich dann halt direkt auch der 2te Effekt.

Da der Brushless weniger aufheizt gilt zumindest bei einem hochwertigen Brushless das Gewichtsverhältnis 4:1. Also ein hochwertiges Motörchen der 400er Baugrö0e Brushless leistet mindest doppelt so viel wie eine 600er Bürste.

 

Im Kurzzeitbetrieb gilt eher der Faktor 10 zu 1. Also eine Lehner, Pletti oder Kontronik der 600er Baugröße wird im Highspeed Bereich für kurze Einsätze (SAW Rennen etc.) durchaus weit über 1 Kw belastet.

 

Ein guter Bootsregler ist wassergeschützt und kann selbstverständlich auch rückwärts. Auch deutsche Produkte die sowas können gibt es unter 100 Euro (Schulze).

Beste Grüße Hanjo

[K_Mar]

Also,

das, was sich so Bürstenloser nennt, ist ein (fast immer dreiphasiger) permanenterregter Synchronmotor, in der Ausführung auch BLDC genannt,

http://de.wikipedia.org/wiki/Synchronmotor

der über einen Umrichter ( bei Modellbauern Bl-Regler genannt) versorgt wird.

Dieser Umrichter macht aus der Gleichspannung des Akkus eine 3-phasige Wechselspannung variabler Höhe und Frequenz.

Normenbezeichnungen gibt es nur bei großen Industriemotoren und auch die bei Modellbauern verbreiteten Bezeichnungen (600er etc.) sind alles andere als eine Norm, sondern Firmenbezeichnungen asiatischer DC-Blechdosen.

Für die Antriebsauslegung ändert sich gegenüber DC-Motoren überhaupt nichts.

Der Wirkungsgrad von BLDC ist meist höher als bei DC-Motoren, weil die mechanischen Reibungsverluste des Kollektors entfallen und die Spannungsabfälle am selbigen. Allerdings bei Kleinstmotoren (<ca.20W)sind DC-Glockenankermotoren mit Edelmetalbürsten im Wirkungsgrad die besten, da dort die Eisenverluste entfallen.

Die im Modellbau verhältlichen BL-Steller (immer falsch mit Regler benannt) sind steuerungsbedingt nur für für schnelle Modelle geeignet, da diese die Motoren nur ab einer höheren Drehzahl gleichmäßig laufen, auch wenn es vereinzelt Steller für beide Drehrichtungen gibt.

Ich selber verwende ich einigen Modellen BLs, auch in Funktionsmodellen, allerdings sind dies keine Motoren aus dem Modellbaubereich sondern Industriemotoren mit Pollagegebern. Bei Motoren mit diesen Sensoren lassen sich die Motoren auch hervorragend bei sehr geringen Drehzahlen steuern. Dies geht aber nur mit entsprechenden Stellern, die recht einfach aufgebaut sind, aber nicht regulär im Modellbau erhältlich sind.

Diese Steller sind Eigenentwicklungen, was für mich ausbildungsbedingt leicht ist.

 

Gruß Klaus

[Guest Hanjo]

Nachtrag:

 

Bei Lehner und Plettenberg bezieht sich die erste Zahl auf den Rotordurchmesser. Ein 1950 Lehner hat also 19 mm Rotordurchmesser und

50 mm Länge. Exakt müßte man dann nicht von Rotorlänge sprechen sondern von Paktelänge.

 

Bei Plettenberg ist es genauso, wenn Du eine 0 wegläßt:

Also ein 220-30 hat also 22x30 mm.

Nun heißt der aber 220 BM -30 A3 S P4 beispielsweise. A3 steht 3 Winder, das S für Kevlararmierung des Rotors (drehzahlfest) , und das P4 für 4 Poler.

Das eingeschobene BM bedeutet Marine-Version mit Wasserkühlmantel.

[Admiral von Schneider]

Danke euch beiden.

 

Das hast schon sehr geholfen. Und nun heißt es wieder, "gidf". Muss mich ja mal auf dem Markt umsehen, und die Produktpalleten auskundschaften.

 

Es werden sicherlich noch viele Fragen folgen...

[Guest P6055]

Hallo Hanjo, hallo Klaus,

 

vielen Dank für Eure guten Erklärungen. Ich möchte mich mal fragend einklinken. Nach welchen Kriterien wählt ihr für eure Modelle die bürstenlosen Motoren aus?

 

Bei den Bürstenmotoren war's einfach, man ist einfach dem Gefühl nach gegangen - Baugröße nach Gefühl, nach Möglichkeit nicht kleiner als der Propellerdurchmesser, Drehzahl auch nach Gefühl je nach Propeller und Schiffstyp, nur für die Fahrzeit gab's die berühmte Rechnung Akkukapazität / Stromverbrauch.

 

Bei den bürstenlosen Motoren stehe ich vor dem Problem, das einfach das Angebot am Markt irre groß ist und die Daten innerhalb einer Baugröße völlig verschieden sind. "Gefühl" gibt's aufgrund fehlender Erfahrung noch keines. Wie finde ich also für ein Modell den richtigen bürstenlosen Motor?

 

Grüße

P6055

[Guest Hanjo]

Hallo,

eigentlich berechne und beurteile jedes Boot für sich. Denn Faustformel berücksichtigen keine Details. Ich will Dir dennoch mit der entsprechendes Warnung, daß dies eine vernünftige Berechnung nicht ersetzt ein paar Fastformeln geben:

 

1,) Motorgröße Bürste: bei einem Rennboot üblicherweise 15 % der Gesamtverdrängung, bei einem Sportboot/gleityacht 10 % bei einem Verdränger 5 %. Also für einen 10 kg Schlepper wäre ein typisches Motorgewicht um 500 'Gramm.

 

Bei Brushless Motoren im Schnitt halbes Gewicht.

 

2.) Geschwindigkeit für vernünftige Scaleabstimmung:

Verdränger Rumpfgeschwindigkeit (Wurzel aus Rumpflinie in m x 4,5 = km/h

Halbgleiter Rumpfgeschwindigkeit x 2

Gleiter Rumpfgeschwindigkeit x 4,5

 

Also ein 1,5 m Seenotrettungsboot als Halbgleiter wird auf ca 10-12 km/h abgestimmt.

 

3.) Leistung (was zieht der Motor tatsächlich).

 

Verdränger bei Vollast ca 3 Watt je kg Bootsgewicht

Halbgleiter bei Vollast ca. 10 Watt je kg

Scale-Gleiter bei Volltast ca. 20 Watt je kg

Rennboot ca 150 je kg

High Speed 'Boot ca. 500 Watt je kg

 

Bei Scalebooten werden die Prospektleistungsangaben min. gedrittelt, wenn wir obige Formel für den Leistungsbedarf nehmen.

 

4.) Anpassung:

Wir wissen also mit obigen Formel wie groß und schwer der Motor in etwa sein muß. Und wir wissen auf welche Geschwindigkeit wir in etwa kommen müssen. Wenn der Motor wirtschaftlich arbeiten soll und nicht sofort verbrennen muß der theoretische Vortrieb auf das gleiche Ergebnis kommen.

 

Theoretischer Vortrieb: Lastdrehzahl pro Volt/Min x Volt x Propdurchmesser in mm x Steigungsfaktor Prop x 60 x 0,7 : 1 Mio = km/h

 

 

 

So nun das ganze am Beispiel:

 

Wir haben ein Rivaboot von ca 80 cm. Nach obigen Formel ergeben sich also knapp 20 km/h als gute Geschwindigkeit. Das Boot wiegt fahrfertig ca. 5 kg. Wir müssen also bei Vollgas mit ca 100 Watt rechnen.

Der Brushless-Motor sollte also ca 250 Gramm Gewichtsklasse sein.

Ich habe mich für einen 40 mm Graupner SR Prop entschieden. Also brauche ich eine Lastdrehzahl die so irgendwo bei 12.000 U/Min - 15 000 U/Min liegt.

 

Also würden beispielsweise Motoren mit 1800 k/V (Lastdrehzahl wird dann ca 10-15 % niedriger) an 3 S gut passen. Die Motoren sind dann sehr niedrig belastet und auch bis zu einem gewissen Grad teillastfest.

 

Wenn ich Industriemotoren, Plettenberg oder Lehner nehme, dann können die auch kleiner sein. Die obigen Formel sind halt Durchschnittswerte.

 

Beste Grüße Hanjo

[Guest Jo_S]

Hanjo, wann schreibst du endlich dein erstes Buch darüber?? Ich bestelle jetzt schon die ersten 10 Exemplare! Zum Thema "Antriebsauslegung von RC-Modellbooten" findet sich im gesamten Internet und in der gesamten Literatur keinerlei wirklich fundierte, systematisch aufgearbeitete Information. Eine riesig klaffende Lücke. Und in der gesamten Modellszene scheint es keine 10 Leute zu geben (sehr optimistisch geschätzt), die den sinnsuchenden Bootsmodellbauern wirklich kompetente, praxisgerechte Auskünfte geben könnten. Da existiert so viel Blabla und Halbwissen, von narzistisch-dogmatischer Selbstdarstellerei über (manchmal richtig gute) Try&Error-Intuition bis hin zu völlig laienhaften Vermutungen... aber so ein richtig schickes "Antriebs-Handbuch" - das wär's doch mal!

Willst du das nicht mal machen? Ich schreibe auch die Laudatio dazu!

[Guest Hanjo]

Hihi,

das machen wir genau rumgedreht. Du bist ja längst dabei mich im Wissen zu überholen.

Außerdem gibst Du Dir mehr Mühe noch einmal auf Schreibfehler und vernünftigen Satzbau zu prüfen.

 

Beste Grüße Hanjo:bäh:

[Hansen-Bengel]

Bahnt sich hier etwa ein Gemeinschaftsprojekt an?   Schiffsmodell.net präsentiert das "Motorbuch für den Modellbauer"...   Die Idee, Hanjos geballtes Wissen mal in ein Buch zu giessen, finde ich super!

[K_Mar]

Hallo,

bei mit läuft es im Prinzip ähnlich wie bei Hanjo, nur seine lfd.Nr.1 Motorgröße/Motorgewicht gibt es in meinen Betrachtungen nicht. Die Motoren wähle ich ausschließlich aus den Kriterien- Drehzahlkonstante und Leistung bei der gewünschten Drehzahl aus, meist erfüllen dann mehrere diese Kriterien.

Von den Motoren benötige ich folgende Werte:

R : Motorwiderstand ( + - / bei BLs den Phase-Phase-Widerstand)

k : Drehzahlkonstante

m : Motormasse / Gewicht

Io : Leerlaufstrom

Von diesen in Frage kommen Motoren berechne ich dann einige Kennwerte,

Als erstes die Kennwerte:

Rk² und Rk²m

Motoren gleicher Bauart, aber unterschiedlicher Wicklung bei gleichem Kupferfüllfaktor haben ein gleichen Rk² -Wert.

Der Wert Rk²m macht den Vergleich durch die Gewichteinrechnung auch über verschiedene Motorgrößen möglich.

Je kleiner diese Kennwerte sind desto hochwertiger / höher ausgenutzt ist die Motorkonstruktion.

Als letzten Wert rechne ich dann noch den Wirkungsgrad beim Betriebspunkt aus, denn sehr hoch ausgenutzte Motoren können auch wegen großer Feldstärken (starke Magnete) hohe Leerlaufverluste (Ummagnetisierungsverluste) haben, was oft nicht postiv für den Wirkungsgrad ist. Diese Regeln gelten völlig unabhängig ob BL oder klassisch DC und machen beide Motorvarianten auch vergleichbar.

Diese Betrachtung hat z.B. dazu geführt, das der Maxon RE30 im Vergleich zu einem BL in meiner neuen Commodore die besseren Werte bringt, da Glockenankermotoren keine Eisenverluste kennen und praktisch alle BLs konstruktionsbedingt diese haben. Ich kenne nur einen US-Motorenhersteller, der das Glockenankerprinzip auf die Synchronmotoren als Glockenstatormotor sinngemäß übertragen hat, von diesen hat aber nur ein Motor sinnvolle Kennwerte mit einem Wirkungsgrad bei 95% aber ABSOLUT UNBEZAHLBAR.

Aus den errechneten Kenngrößen galt es dann zusammen mit dem Faktor Preis auszuwählen. Ist einem der Preis, der Wirkungsgrad oder das Gewicht wichtiger, wobei man dem Wirkungsgrad über die Energie und dem Akku auch ein Gewicht zuordnen kann. So kann ein schwerer Motor über ein geringers Akkugewicht für eine Fahrzeit xh das bessere Gesamtsystem ergeben.

 

Wenn ich die Wellenleistung des Orginalantriebs kenne ist es noch einfacher. Ich rechne diese mit der 2,8te Potenz des Maßstabs um, theoretisch wäre es wie beim Gewicht(Wasserverdrängung) die 3te Potenz, da aber die kleinen Props im Wirkungsgrad schlechter sind, berücksichtige ich dies mit der 2,8ten statt 3ten Potenz des Maßstabs.

 

 

Gruß Klaus

[Guest Hanjo]

Hi Klaus,

ich verwende auch keine Standardformeln. Aber sie helfen halt,

eine gewaltige Fehlanpassung zu vermeiden. Zumal halt die Zuverlässigkeit der Leistungsangaben der chinesischen Wundermotoren wirklich nicht mit Deinen Maxxons vergleichbar sind.

Beste Grüße Hanjo

[K_Mar]

Hallo Hanjo,

ich bin nicht mit Maxon verheiratet, aber die liefern nun mal die besten Kleinmotoren, aber nur bis ca. 50-100W. In meiner 1,6m Fennica habe ich einen SensorBL aus China drin, aber dies ist halt ein Industriemotor und keine Blechdose.

 

Gruß Klaus

[Guest Jo_S]

... das machen wir genau rumgedreht. Du bist ja längst dabei mich im Wissen zu überholen.

 

Witz in Tüten! Ich bin mittlerweile gerade mal in der Lage, einen primitiven Verdränger so weit auszulegen, dass der Kollektor nicht schon in den ersten 15 Sekunden zur Kernschmelze degeneriert. Aber schon bei Halbgleitern halte ich lieber die Klappe. Geschweige denn bei der Motorenwahl für ein "normales" Scale-Rennboot...

Neinnein, mein lieber Hanjo, Tiefstapelei in Ehren, aber das geht zu weit. Ich beisse also mit meinem Ansinnen auf Granit? Und wenn ich direkt 20 Exemplare ordern würde? Die werde ich allemal mit Kusshand los. Gernot nimmt bestimmt auch noch weitere 10.

 

Und die gerade mal 150 Seiten... das ist doch quantitativ deutlich weniger, als deine monatlichen Einzelberatungen in den diversen Foren. Eine perfekte Montagabendbeschäftigung!

Angebot 2: neben der Laudatio übernehme ich auch das Redigieren und die Illustrationen! :D:D

[Frankenmatrose]

Ich biete mich mal als Lektor an. "Auch für Wahnsinnige Verständlich?"

[Guest P6055]

Hallo Hanjo, hallo Klaus,

 

vielen Dank für Eure Antworten.

Hanjo, Deine Vorgehensweise ist mir einleuchtend, das Beispiel ist ebenfalls leicht nachvollziehbar und führt mit Sicherheit dazu, dass man in Sachen Leistung und Drehzahl eine vernünftige Wahl trifft. Ob ich allerdings die richtige Baugröße erwische bin ich mir noch nicht sicher. Wenn es soweit ist, werde ich mir einen Motor aussuchen und ziemlich sicher nochmal mit ein paar Fragen ankommen...

 

Grüße

P6055

[Guest Hanjo]

Oh Mann,

 

Erstens überschätzt Ihr mich maßlos. Ich weiß halt nur meine Halbwissensbrocken gut mit einander zu verknüpfen. Bin halt kein Ing., noch nicht einmal in einem technischen Beruf gewesen. Also eigentlich nur ein bißchen Erfahrung und Quellen auswerten. So die Hansen-Bengels und die K-Mar´s wissen viel mehr als ich. Mein simplifizieren ist halt nur für den Nicht-Techniker leicht nachvollziehbar.

 

Zweitens: Seit knapp 2 Jahren ist Modellbau bei mir etwas in den Hintergrund geraten. Nun widme ich 8 Stunden täglich meinem neuen Hobby der klassischen Gitarre. Und da möchte ich es trotz meines Alters auch noch zu Performance bringen. Leider wollen die Finger nicht so schnell vorwärts wie mein Willen.

 

Drittens: Ich mache etwas gründlich oder gar nicht. So ein Buch würde ich ja viel zu Ernst nehmen.

 

Also eigentlich ist meine Herangehensmethode recht einfach. Da wollte ich

zum Beispiel wissen, ob man wirklich maßstäblich so runterrechnen kann wie es auch K-Mar praktiziert. Dann habe ich mir aus dem Internet von

der Titanic über Queen Mary, von AIDA bis zur Fähre Schiffe mit den relavanten Daten rausgezogen. Und die hatten bei ca 65 % Rumpfgeschwindigkeit im Schnitt etwas unter 1 Watt Motorleistung je kg Verdrängung. Dies ergibt also bei Rumpfgeschwindigkeit ca 3 Watt (leistung steigert sich in der 3ten Potenz zum Geschwindigkeitsantieg).

Arbeitsschiffe und verdrängende Yachten in der Größenklasse 20 m oder weniger sind praktisch immer auf Rumpfgeschwindigkeit abgestimmt. Und egal ob hollandisches Stahlschiff oder ein kleiner Kutter, das mit den 3 Watt je kg paßte ebenfalls gut. Dann kam ein Test mit Modellen. Und wieder paßte das gut. Nur man mußte halte berücksichtigen, dass bei E-Motoren der Wirkungsgrad berücksichtigt werden mußte. Denn die Leistungsangaben sind halt Eingangsleistung. (Fazit: Eigentlich ganz einfach, mit streng unwissenschaftlichen Methoden zu einem brauchbaren Ergebnis zu kommen). Das heißt, ich habe ausprobiert oder ausgewertet, was Hansen-Bengel oder Klaus sowieso wissen oder errechnen können.

Jetzt nicht sagen das wäre Empirik.

 

Und solange wir über Scalemodelle sprechen ist eine Fehlanpassung von 50 % zumindest bei Bürstenmotoren sehr unproblematisch. Der Motor bricht willig in der Drehzahl ein, und ob ich nun 6 oder 7 Stunden mit einem Akku fahren kann, ist ja nicht wirklich entscheidend. Brushless sind da deutlich sturer. Die wollen Ihre Drehzahl unbedingt halten und gehen dann in sehr hohe Ströme.

Am See hat jedes 2te Boot Fehlanpassungen von 300 oder 400 Prozent zu bieten. Und selbst das geht häufig gut, wenn nicht stur Vollgas gefahren wird. Aber das wäre für mich nicht akzeptabel.

 

Beste Grüße Hanjo

[Guest Jo_S]

Als letzten Wert rechne ich dann noch den Wirkungsgrad beim Betriebspunkt aus, ...

 

Klaus, deine Ausführungen sind sehr interessant und nachvollziehbar. Aber woher kennst du den Betriebspunkt? Das ist genau die Stelle, an der ich mit den Leistungsdiagrammen der Motorenhersteller nicht weiterkomme. Beispiel: wenn ich z.B. bei einem gegebenen Motor von einem 39er auf einen 45er Prop wechsele, verschiebe ich natürlich den Arbeitspunkt des Motors - aber von wo nach wo? Um das zu wissen, müsste ich doch zumindest mal die Drehzahl oder die Stromaufnahme des Motors in der Praxis gemessen haben, oder nicht? Noch schlimmer wird es, wenn ich keine Leistungsdiagramme, sondern Tabellen á la Plettenberg habe - woher weiss ich, wo ich da im Betrieb landen werde? Da spielt ja neben physikalischen Kennwerten und Propwahl u.a. auch der Rumpfwiderstand eine ganz erhebliche Rolle. Ich beginne zwar so langsam, ein gewisses Bauchgefühl dafür zu entwickeln, welches Boot wohl voraussichtlich nasser oder trockener laufen wird, aber diese "Ahnung" lässt sich ja nicht in numerische Werte fassen, die wiederum Rückschlüsse auf den möglichen Arbeitspunkt des Antriebs zuliessen?! Klär' mich bitte auf!

 

Gruss, Jo

 

EDIT: @Hanjo: na super! Ich mache ebenfalls Musik - und baue nur nebenbei! Eine prima Inspirationsquelle zum schreiben! (Aber ich befürchte, wir schaffen es leider wirklich nicht, dich final zu überzeugen... dann musst du mich halt noch >250 Mal einzelberaten). ;-))

Edited October 7, 2009 by Jo_S

[xoff]

Ich kann sowohl Jos Ansinnen sehr gut verstehen, aber auch Hanjos Zurückhaltung nachvollziehen...

 

Mir haben die kompetenten Aussagen einiger Spezialisten hier im Forum schon viel geholfen - was das Wissen über und die Erfahrung mit Motoren angeht haben mir die fundierten Beiträge Hanjos viel gelehrt.

Diese Informationen in einem Buch (oder einer Broschüre oder so) zusammengefasst zur Hand zu haben wäre auch mein Wunsch.

 

Auf der anderen Seite ist es aber auch gut und schön, hier Fragen stellen zu können und praxisgerechte, erprobte Antworten zu erhalten.

 

Und es gehört fast noch mehr Kompetenz dazu, diese Fragen zu beantworten, als sein Wissen einfach in einem Buch nieder zu schreiben, denn hier geht es um konkrete Beispiele und nicht um allgemeingültige Grundsätze.

 

So bin ich sehr froh, dass wir uns hier im Forum gegenseitig anspornen, helfen und beraten - die einen mit einem grossen Wissen in einem oder mehreren Gebieten, die anderen mit praktischer Erfahrung, die dritten mit ihren Fragen.

 

Deshalb möchte ich hier - etwas vom Thema abkommend - einmal allen ein grosses Dankeschön aussprechen, die mir mit ihrem Wissen geholfen haben, meine Modelle so zu bauen, dass sie funktionieren und Spass machen!

 

...sollte je so ein Buch herausgegeben werden: ich werde es gern bestellen und verwenden...

[K_Mar]

Hallo Jo,

bei Modellen mit bekannter Zielgeschwindigkeit kann man über die Propsteigung die Drehzahl errechnen und mit der Leistungsabschätzung (Liste Hanjo-z.B. Verdränger 3W/kg) bzw. genannte Berechnung aus der Leistung des Orginals hat man ein Drehmoment, mit welchem der Motor belastet wird.

Da hat man dann schon einen voraussichtlichen Betriebspunkt, für den sich der Wirkungsgrad rechnen läßt.

Ändert man den Prop, so verändert sich auch die Gewindigkeit, damit kann aus einem Halbgleiter ein Vollgleiter mit anderem Leistungsbedarf werden und dann natürlich mit anderem Betriebspunkt des Motors.

Aus den Leistungstabellen kann ich z.T. auch die Kennwerte der Motoren errechnen, aber das ist ein mühsames Geschäft. Über den Drehzahlabfall zwischen zwei angegebenen Betriebspunkten läßt sich der Motorwiderstand errechnen. Rechnet man den Drehzahlabfall runter gegen Strom 0A bei konstanter Spannung, so erhält man mit dieser Spannung die Drehzahlkonstante. Einzig beim Leerlaufstrom ist man auf eine Angabe angewiesen und diese Grundverluste korrekt in der Wirkungsgradberechnung zu berücksichtigen.

 

Gruß Klaus

[Guest Jo_S]

Hallo Jo,

bei Modellen mit bekannter Zielgeschwindigkeit kann man über die Propsteigung die Drehzahl errechnen und mit der Leistungsabschätzung (Liste Hanjo-z.B. Verdränger 3W/kg) bzw. genannte Berechnung aus der Leistung des Orginals hat man ein Drehmoment, mit welchem der Motor belastet wird.

Hallo Klaus,

das ist klar. Bei Verdrängern ergibt sich das Problem im Grunde auch nicht. Dort lässt sich ja über die Rumpgrenzgeschwindigkeit sehr gut im Voraus abschätzen, ob der Motor durch den Prop eingebremst wird oder nicht. Mit einer gewissen Restungenauigkeit, da man ja den Schlupf des jeweiligen Props nicht genau kennt - aber das ändert ja recht wenig am Ergebnis.

 

Spannender wird das Ganze bei Gleitern/Rennbooten: da ist weder eine Rumpfgrenzgeschwindigkeit bekannt noch ein konkreter Leistungsbedarf. Alleine schon eine Änderung des Wellenwinkels kann ja bewirken, ob ein Boot trocken oder nass läuft - und damit die Energieeffizienz stark beeinflussen. Und auch die Propwahl ist in der Rechnung so ein Problem: erwische ich einen zu grossen, steigt in der Praxis die Drehzahl ja nicht mehr an, sondern nur noch die Stromaufnahme. Da verstehe ich noch nicht, wie du an der Stelle weiter kommst.

[K_Mar]

Hallo Jo,

da komme ich auch nur mit try and error weiter, die Anzahl der Parameter sind einfach zu reichlich. Um dies berechnen zu können, müßte man vorab strömungsmechanische Berechnungen anstellen, da bin ich in meinem Fachgebiet (E-Maschine+Leistungselektronik) überfordert.

 

Gruß Klaus

[Torsten]

...

Alleine schon eine Änderung des Wellenwinkels kann ja bewirken, ob ein Boot trocken oder nass läuft - und damit die Energieeffizienz stark beeinflussen. ...

 

Wäre es nicht ein möglicher Ansatz, bei geneigten Wellenanlagen den Schub bzw. Vortrieb über ein Vektor-Parallelogramm (wie bei Kräfteberechnungen) in einen Horizontal- und einen Vertikal-Anteil zu zerlegen?

 

Eigentlich müssten die Berechnungen doch genauer werden, wenn man für den Vortrieb nur den Horizontal-Anteil zu Grunde legt.

 

Grüße

 

Torsten

[Guest Jo_S]

@Klaus: danke dir - das habe ich befürchtet. Aber irgendwie auch beruhigend.

 

@Torsten: das Zerlegen in Einzelvektoren hilft an der Stelle leider nicht weiter, weil sich ja bei nass laufendem Boot der Gleitwiderstand des Rumpfes stark erhöht.

[Torsten]

Das wird wohl sein, Jochen - aber ich meinte das eigentlich ganz grundsätzlich.

Die meisten Wellenanlagen - egal bei welchem Modell - sind ja geneigt, aber wir tun immer so, als würde die Welle horizontal im Wasser liegen. Je steiler der Einbau, um so größer wird der "Fehler", den man bei der Vortriebsberechnung anhand Schraubensteigung und Wellendrehzahl macht, oder liege ich da falsch?

 

Grüße

 

Torsten