Brushless Motoren - ein Buch mit 3phasigen Siegeln

[Guest Jo_S]

Grundsätzlich hast du sicherlich völlig Recht. Nur: wenn man das mal in der Praxis betrachtet, ist der letztlich resultierende Unterschied an dieser Stelle marginal. Nehmen wir mal als Extremfall eine ungewöhnlich steile Welle mit 10° Anstellung. Da bleiben nach Vektorzerlegung (bzw. über Winkelsatz) immer noch satte 98,5% Schubkraft in 0°-Horizontalrichtung übrig. Also gerade mal 1,5% weniger als die schräg verlaufende Kraftkomponente. Da ist alleine schon durch den Schlupf der unterschiedlichen Propeller eine bedeutend grössere Rechentoleranz gegeben.

[frank-s]

.... um meine Erfahrungen noch zu Ergänzen....

Bei Hydros wie z.B. meiner kleinen Rundnase ist der Wellenwinkel 1,5°. Das habe ich rein empirisch ermittelt, ausgehend von Erfahrungswerten und genau da liegt der Knackpunkt. Ich denke man kann so ein Hydro aufgrund der Flut von Parametern nur mit viel Erfahrung auslegen. Nicht umsonst bauen die Rennboot- Kollegen möglichst viele Freiheitsgrade in ihre Modelle. Anpassbare Schwimmerwinkel bei Outriggern oder jede Menge Spachtelei wo das nicht möglich ist und Flex- oder Federstahlwellen sollen eben auch die Möglichkeit bieten das Boot abzustimmen. Abstimmen heißt in diesem Fall nicht, viele Nörgler stehen am Teich und stimmen ab, ob das Boot gut fährt

Gruß Frank

[Guest Hanjo]

Hallo,

also das ist Theorie. Beim Verdrängermodell läßt sich die Veränderung des Wellenwinkels wirklich in keinem relelvanten Unterschied belegen. Wie gesagt es geht um Modelle. Zwei Prozent fällt unter die Messgenauigkeitsgrenze.

Bei gleitenden Modellen mit getauchtem Prop (zumindest wenn Schwerpunkt und Wellendurchbruch optimal sind) kommt dem Wellenwinkel eine konstruktive Bedeutung zu. Bei einem Druchschnittsrumpf ergibt sich bei Schwerpunkt und Wellendurchbruch bei ca. 40 % von hinten und Wellenwinkel von ca 15 Grad eine deutlich bessere Geschwindigkeit und niedrigere Energieaufnahme als bei neutralem Wellenwinkel. Grund liegt darin, daß bei

zusätzlichem Lift im Scwerpunkt das Boot trockener läuft.

Irgendwann bei entsprechender Übermotorisierung kann ich natürlich das Boot auch aus der Spur hebeln.

Bis ca 8 facher Rumpfgeschwindigkeit wird aber selbst ein sehr flacher Economy Gleiter Rumpf bei getauchtem Prop vom Wellenwinkel begünstigt.

Wie gesagt vorausgesetzt das ganze Boot wird gleichmößig geliftet.

 

Hypdroprop ist da eine völlig andere Baustelle. Die 1,5 % setzten dem aerodynamischen Auftrieb eines Cats den Abtrieb durch drücken der Nase entgegen.

Beste Grüße Hanjo

[alex1411]

Hallo,

 

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?

 

Durch den vertikalen Anteil des SChraubenschubs "hebt" man aber auch das Boot an, wodurch das Gleiten erleichtert wird. Zu STeil ist nicht gut, zu Flach aber ggf. auch nicht. Kommt aufs Boot an. --> Probieren

 

Grüße

ALex

[Guest Jo_S]

Da Hanjo uns ja (bisher noch) die höheren Weihen in Form einer Motorenbibel vorenthält (), hier noch ein Hinweis auf eine der ganz wenigen brauchbaren Grundsatz-Abhandlungen, die ich bisher zu dem Thema im Netz gefunden habe: http://www.lipo-masters.org/antriebsauslegung.htm. M.E. sehr lesenswert, um ein bisschen mehr Durchblick und ein "Gefühl" für die grundlegenden Zusammenhänge zu kriegen.

[xoff]

Danke jo, für den Link!

 

Zusammen mit den hier angebrachten Infos und Konzepten ist das doch schon ziemlich vollständig - fehlt eigentlich nur noch Hanjos Bibel...

[Guest Hanjo]

Hört mal auf, ich geh doch an solche Problem gar nicht methodisch ran.

 

Vielleicht noch mal ein Beispiel mit einem echten wie Jo es sagt Rennboot:

 

Ich will eine Rundnase bauen. Ich habe ein Boot mit 65 cm Länge ausgesucht (also Gewichtsklasse irgendwo bei 2 oder 2,5 kg).

Und bei einem Zweck-Rennboot hatte ich ja weiter oben von 150 Watt je kg tatsächliche Leistung gesprochen für eine schöne Performanceabstimmung. Also rund 400 Watt.

 

Da ich ein Freund von hoher Voltage statt höher Ströme bin habe ich mich

für 5 S Lipo entschieden, aufgeteilt in 2 + 3 S. Ich werde also mit moderaten Strömen von knapp unter 25 A unterwegs sein.

 

Ein guter Brushless- Motor hat die Eigenschaftschaft, dass er auch bei

der Hälfte des Stroms max. Wirkunggrad und beim doppelten noch in sehr hohen Wirkungsgraden von über 80 % werkelt. Um also nun für späteres

Aufrüsten genügend Luft zu haben muß ich also einen Motor finden, der

an knapp 19 Volt seinen max Wirkungsgrad bei Strömen hat um die 30 A-35 A.

 

Nach kurzer Suche paßt auch hier meine Allzweckwaffe Plettenberg

HP220BM-30 A3 S P4. Das Datenblatt ist zwar nur für Flieger ausgerichtet und geht nur bis 17 Volt. Das heißt aber, daß sich bei knapp 19 Volt das Wirkungsgradmaxiumum sogar noch etwas weiter Richtung hoher Ströme verschiebt. Zwischen 20 und 40 A werde ich Wirkungsgrade um die 90 % haben. Selbst wenn es 5 % weniger wären zusammen mit einer Wasserkühlung wird es nur einen lauwarmen Motor geben.

 

Die resultierende Lastdrehzahl von etwas über 35000 U/Min paßt zu einem Hydro auch bestens. Beispielsweise mit einem Octura mit 1,4 Steigung

und ca 38 mm würde ich die Kiste also rechnerisch bei guter Abstimmung auf über 80 km/h bringen können.

 

Entweder das sieht sofort gut aus oder ich muß noch ein bißchen Feintuning machen (Schwimmerwinkel flacher machen oder aufkeilen / Strut verändern etc) aber eigentlich sieht das meistens nach 2 Fahrten recht gut aus. Und manchmal hat man halt einen Rumpf zu fassen, da hilft halt alles nicht.

 

Also es ist schon das try und error von dem Klaus spricht.

 

Und was ist wenn da was falsch ist und das Boot nicht aus dem Quark kommt. Dann steigen doch die Ströme sofort!

 

Die Antwort ist ganz einfach. Bei Abstimmungsfahrt holt man das Boot nach 1 bis 2Min rein. Entweder man hat alle Werte geloggt und muß nur noch die Temperatur messen, oder man beläßt es bei der Temperaturmessung und rechnet den Strom über entnommener Kapazität. Wenn man genug Erfahrung hat, sieht man auch an der Performance auf dem Wasser ob alles ok ist. Aber eigentlich tut das rechtzeitige überprüfen bei Setupfahrten nicht weh.

 

 

 

Beste Grüße Hanjo

[Guest Jo_S]

Hallo Hanjo,

danke für das Beispiel. Das macht deine Art der Herangehensweise wieder ein Stück klarer. Die Zuordnung "Motor -> Bootsgrösse" anhand des Leistungsbedarfs ist schon mal äusserst nützlich. Was mich jetzt noch brennend interessieren würde, ist die Zuordnung "Motor -> Propgrösse". Das erscheint mir bei den gängigen 280er - 900er Bürsten (egal ob Chinablech oder Industrie-Langsamläufer) noch relativ einfach; bei den BLs und den dicken Plettenbergs bin ich da jedoch halbwegs unsicher. Logisch, dass da in der Praxis viel Try&Error, Temperatur- und Kapazitätsmessung erfolgt und man mit kleinen Props zu testen beginnt. Aber da ein falsch gewählter Prop den Motor fix in den Stromtod schicken kann, muss ich mich ja Anfangs für irgend eine Grösse entscheiden, die zumindest halbwegs passen könnte. Wie kommst du z.B. im o.g. Fall auf einen 39er für den 220/30 - gibt es da eine allgemeine "Regel" oder ist das reines Bauchgefühl /Erfahrung?

Gruss, Jo

[Guest Hanjo]

Hallo Jo,

auch wenn es uns aus den Formeln der großen Schifffahrt schwerfällt zu akzeptieren: Im Modellbau hat eine großer Prop nur einen Nachteil.

Wenn ich einen mäßig großen Prop falsch anpaße, dann kann ich noch immer darauf vertrauen, daß er bei hoher Drehzahl den Motor nicht ganz so brutal runterbremst wie ein Riesenlöffel. Aber eigentlich ist das alles entscheidende die Anpassung über den theorethischen Vortrieb.

Ob ich also 60 mm Steigung mit 20.000 U/Min oder 40 mm Steigung mit

3o.000 U/Min führt zu einem ähnlichen Leistungsbedarf wenn die grundsätzliche Anpassung richtig ist. Häufig wird es sogar mit dem dicken Prop günstiger weil der weniger Schlupf hat. Dies gilt so zumindest bei Monos.

 

Aber nehmen wir wieder meine Allzweckwaffe 220-30. Du hast ja auch einen:). Das ist ein recht kleiner Motor von irgendwo 220 Gramm. Trotzdem ist er auch für Mono 3 geeignet. Üblich wäre, daß man Ihn dann

mit einem Prop von 45 mm und einer Lastdrehzahl von über 30000 U/Min in einem agressiven Mono abstimmen würde. (Durchmesser des Motors ist übrigens 36 mm).

 

Da ich aber große Props liebe und gerade einen arbeitslosen 220-30 A4 S P4 daliegen hatte, habe ich den Motor mit zarten 5S Lipo aber mit einem dicken Prather 54 mm mit 1,5 Steigungsfaktor abgestimmt. Er war bei dieser Aufgabe deutlich kühler als heute.

 

Heute werkelt er in einem kleinen Mono 2 an 6S mit einem 45 mm Octura.

 

Also ich muß halt einfach ein paar Daten von gut abgestimmten Booten des gleichen Bootstyps nehmen wenn mir die Erfahrung fehlt.

 

Aber bleiben wir mal bei den Mono 2 und 3.

Typische wären in Wettbewerbsabstimmung 4 S für Mono 2 für Just4Fun

wären es 6S. Bei Mono 3 8S.

Bei einem 6 S Mono II oder 8 S Mono III wäre bei Abstimmung auf 75 km/h

ein Strom von nur 20 A durchaus typisch.

Wenn wir jetzt sagen, bei Cat oder beim Hydro sind die Werte fast identisch, dann geben die halt nur bei mehr Leistung auch noch mehr Speed her. Beim Mono wird das viel schwieriger Geschwindigkeit zu holen.

Wenn Du mit einem Cat der so abgestimmt ist wie ein Mono an einen See gehst wo die High Speed Fraktion fährt, fragt man Dich, ob Du vergessen hast den Ständer abzuschnallen. Alles unter 3stellig wird mitleidig belächelt.

 

Zweiter Unterschied: Hydros lieben Propdrehzahlen über 30000, Cats über 35000 und Rigger über 40000. Also fährst Du bei den Bootstypen eher kleinere Props. Dennoch kommst Du da selbst bei Props um die 40mm teilweise auf Leistungsbedarf von 1,5 bis 2 kW.

 

Beste Grüße Hanjo