POD-Antrieb

[Guest Teslamaus]

Guten Morgen alle samt

 

Ich hab heute mal in der Bucht nach Motoren und was für PODs gesucht und bin dabei über Brushless Motoren gestolpert.

Die Dinger sind ja richtige kleine Kraftpackete.

Ich dachte mir, das man die kleinen Dinger direkt in die Gondel einbauen könnte.

5200U/min bei 6V Dürfte ja nicht zu schnell und nicht zu langsam sein. und über 400W bei volllast dürften doch auch für ne 55mm schraube reichen oder?

 

ich wollte mal eure ideen dazu hören.

[Guest Cheesey]

Moin,

 

ich habe da was recht interessantes für dich.

 

http://forum.modellkapitaene.net/viewtopic.php?t=10963

 

Gruß,

 

Max

[bleiente]

Moin,

 

eigentlich sollte das kein Problem sein.

Bei meinem letzten Boot habe ich den BL Motor auch direkt an den Spiegel geklebt und die Motorwelle nach draussen geführt.

Mit einer Spannschraube könnte man sogar direkt den Prop auf der Welle befestigen.

Natürlich gibt es immer Leute die meinen man sollte es lieber nicht versuchen.

-Weil die Motoren sofort verrosten

-Strom und Wasser nicht zusammen passen

- oder weil es bestimmt illegal ist und der ganze See explodiert

 

Sogar normale Bürstemotoren laufen ganz gut unter Wasser.

Man muss sie danach nur gut durchlüften.

[Guest Mugen]

Hallo,

 

in was für ein Schiff sollen die POD-Antriebe denn eingebaut werden?

 

Gruß Tim

[xoff]

Zum Thema «Motor im Wasser» möchte ich anmerken, dass zwei Probleme nicht ausser Acht gelassen werden sollten:

 

• Das Rosten der Lager und anderer rostender Teile durch das eingedrungene Wasser
  
• Der Schmutz aus dem Wasser des Teichs. Vor allem bei Pod- und Schottelantrieben sitzen diese oft an Punkten, wo beim Manövrieren in Ufernähe besonders viel Bodenmaterial aufbewirbelt wird. Kommt der ins Innere des Motors, so bekommt das diesem bestimmt nicht besonders gut.
  

 

Ob es mit gutem Spülen nach jedem Betrieb und gutem Auslüften/Schmieren der empfindlichen Stellen getan ist, weiss ich nicht.

 

Als Variante wären Pod-Antriebe ohne Motor in der Gondel denkbar - da bringt Aeronaut ein schönes Modell auf den Markt (siehe Neuheiten-pdf auf Seite N10/12), das vielleicht auch als Inspiration dienen kann...

 

Hier ist bei einem Selbstbau bestimmt die 90°-Übertragung der Wellenrotation in der Gondel eine Knacknuss - aber Mädler liefert da ja jedes erdenkliche Teil......fehlt nur noch die Drehmaschine (wobei ich wieder bei meinem Lieblingsthema bin...)

 

@Jule: was ich aber noch fragen wollte: interesierst Du Dich für die Pod-Antriebe im Zusammenhang mit Deinem Mega-Container-Carrier?

 

Wenn ja, so frage ich mich, ob das wirklich sinnvoll ist. Die Pod-Gondeln tragen doch recht dick auf den Rumpfquerschnitt auf, so dass der Tiefgang massiv vergrössert wird. Wäre da nicht ein Querstrahlruder (trotz bedeutend geringerer Coolness...) angesagter?

Grosse Schiffe haben oft zwei (oder vielleicht sogar noch mehr...:nixweiss:?) Querstrahlruder, was auch ganz hübsch aussieht...

[Guest Mugen]

Oft haben Schiffe auch vorne und hinten ein Querstromruder.

 

Gruß Tim

[Guest Teslamaus]

Um mal einwas klar zu stellen, die Motoren kommen ja direkt in die Gondel rein. Also haben die Motoren kein Kontakt mit dem Wasser.

 

Die faustregel besagt ja bei Bürstenmotoren:

Schraubendurchmesser = Motordurchmesser.

 

Die frage ist nur, ob das auch bei Brushless so gilt. Ich kenn mich mit BL noch nicht so ganz aus. Ich meine auch mal was gelesen zu haben, das BL im unteren Drehzahlbereich probleme haben.

Das mit der Drehe, würde ich im Club machen. Ich wollte mir halt mit dem BL die aufwendige Mechanik ersparen.

 

Das es Querstrahruder gibt, ist mir klar. In den Bug kommen ja auch 2 rein.

Aber hinten sollen halt die Pods ran.

 

Wieso sollten die Pods den Rumpfquerschnitt vergrößern? Das versteh ich nicht so ganz.

 

Japp, das ist für den Carrier.

[RHartinger]

Hallo Jule,

 

einen Pod-Antrieb in einem Containerschiff finde ich sehr ungewöhnlich. Üblicherweise haben die einen simplen Einschrauben-Antrieb.

Containerschiffe müssen vor allem wirtschaftlich sein und nicht wendig. So ein Pod-Antrieb ist aber sehr aufwendig und teuer.

Edited February 18, 2011 by RHartinger

[Schifferlfahrer]

Ja, das stimmt wohl.

Aber zum Fahren machen solche Antriebe halt schon eine Menge Spaß

 

Grundsäztlich funktioniert dsa sicherlich, haben schon andere gemacht und es gibt keinen Grund, warum es prinzipiell nicht funktionieren sollte.

 

Du musst nur darauf achten, die Gondeln wirklich dicht zu bauen. Und da sehe ich das größte Problem. "Ein bisschen dicht" gibt es hier nicht. Das ist nicht gerade einfach, denn Wasser kriecht schnell irgendwo hin, wo man es nicht haben will. Da muss man dann schon sehr präzise arbeiten und passende Wellendichtungen einbauen. Das Problem ist nämlich, wenn mal Wasser reinkommt, kommt es sicherlich nicht wieder raus und treibt dann sein Unwesen.

 

Die andere Alternative wäre, die Gondeln komplett geflutet zu bauen. Das heißt dann aber, dass du die Motoren jedes Mal nach dem Fahren sauber machen müsstest, sprich immer ein bisschen sauberes Wasser mitnehmen.

Bezüglich der Korrosion müsste man mal schauen, was man da so machen kann. Edelstahllager wären natürlich komfortabel, ganz klar. Auch denkbar wäre es, den Motor zu zerlegen und die kritischen Teile, die sich nicht bewegen, zu lackieren, damit das Wasser gar nicht erst ran kommt.

 

Ob der von dir angedachte Motor ausreicht, kann ich nicht beurteilen. Dafür müsstest du mal konkrete Daten liefern, sprich, wie schwer das Modell einmal wird (evtl. die beiden Einzelteile mal in der Badewanne wassern) und auch einen Link zu den Motoren posten.

Aber wenn ich mal überschlagsmäßig 4500U/min annehme, dann entspräche das ca. einer Geschwindigkeit von 10km/h, was doch reichlich viel wäre...

Aber wie gesagt, erst mal Daten, dann findet sich sicher wer, der sich mit den Motoren auskennt;)

[Guest Teslamaus]

Ja, das stimmt wohl.

Aber zum Fahren machen solche Antriebe halt schon eine Menge Spaß

 

Das ist auch der Grund , warum ich die rein Bauen möchte. Es macht einfach spaß.

 

Es hat aber auch einen ernsten hindergrund, der nicht zu verachten ist. POD antriebe werden immer wichtiger in der Schifffahrt. Auch in der Containerschifffahrt. Der grund liegt darin, das bis zu 10% Treibstoffeinsparung im vergleich zu ner herkömmlichen Wellenanlage möglich ist. aber auch, das wir Fertigungstechnisch an den Grenzen sind bezüglich Schiffsschrauben.

Werden die Schiffe noch größer, sind 2 Pods die günstigere alternative.

 

 

ich genauen daten sind diese hier:

Rotational Speed 880 (kv) RPM/V

Dauerstrom 22A

Max. Strom 28A

Spannung 6 - 14.8V

max Wirkungsgrad 98%

Leerlaufstrom 1.2A

Leistung 490W

Größe (Druchmesser x Länge) 28mm x 37.4mm

 

Die Frage ist halt, ob BL auch generell für Modelle geeignet ist, die nicht zu den Rennsemmel zählen.

[Didi]

 

Die Frage ist halt, ob BL auch generell für Modelle geeignet ist, die nicht zu den Rennsemmel zählen.

Das dürfte der Knackpunkt sein. BL sind übewiegend auf max Drehzahl ausgelegt, es gibt massive Probleme im Teillastbereich.

Genaueres dazu müssten aber unsere Motorenspezialisten erklären.

[Ümminger Kapitän]

Verwechselst du das jetzt nicht mit den Reglern, Didi?

 

Ich denke dem Motor ist es relativ egal wieviel Strom er bekommt, so lange sich das innerhalb der Spezifikationen befindet.

[xoff]

....Wieso sollten die Pods den Rumpfquerschnitt vergrößern?...

 

Ich dachte, die kommen vorne unter den Bug...aber am Heck ist alles klar...da machen sie auch Sinn.

 

Bedenke aber bitte, dass Du für eine originalgetreue Pod-Steuerung (alles andere macht ja nicht wirklich Sinn) den Motor nur vorwärts drehen lassen wirst und dass der Pod unendlich Mal um 360° gedreht werden können sollte...und das verlangt nach einer ausgeklügelten Technik, die im Moment (wahrscheinlich weltweit) nur H&H angeboten wird (unsere «normale» Fernsteuertechnik kann einen 360°-Wirkungsbereich nicht steuern, schon gar nicht unbegrenzt)

 

Ich fände es sehr interessant, wenn Du Deinen Carrier mit Pod-Antrieben ausstatten würdest, möchte Dich aber vor den damit eingehandelten «Problemen» warnen. Eine herkömmliche Wellenanlage ist mit bestimmter Sicherheit viel einfacher zu bauen und zu betreiben...

[Guest Teslamaus]

Das dürfte der Knackpunkt sein. BL sind übewiegend auf max Drehzahl ausgelegt, es gibt massive Probleme im Teillastbereich.

Genaueres dazu müssten aber unsere Motorenspezialisten erklären.

 

Dann wirds wohl doch auf ne kleine Mechanik hinauslaufen. Aber das dürfte schon machbar sein.

 

Bedenke aber bitte, dass Du für eine originalgetreue Pod-Steuerung (alles andere macht ja nicht wirklich Sinn) den Motor nur vorwärts drehen lassen wirst und dass der Pod unendlich Mal um 360° gedreht werden können sollte...und das verlangt nach einer ausgeklügelten Technik, die im Moment (wahrscheinlich weltweit) nur H&H angeboten wird (unsere «normale» Fernsteuertechnik kann einen 360°-Wirkungsbereich nicht steuern, schon gar nicht unbegrenzt)

 

Fernsteuerseitig ist es nicht so ganz das Problem. Das dürfte mit einem Inkrementalgeber oder noch besser, einem Absolutwertgeber und ner kleinen Elektronik machbar sein.

Empfängerseitig gibts aber ein kleines problem. Der nullübergang muss irgentwie gelöst werden. Das ist der Größte knackpunkt.

Edited February 19, 2011 by Teslamaus

[Guest HBose]

Hallo Jule

 

schau dir mal den Film an : http://www.rc-schottel.ch/video/VID-17.wmv

Dann kannst du dir ein Bild von der Aufgabenstellung machen die Xoff meinte.

 

Salu Hans

[Guest Teslamaus]

@HBose

 

Ich hab schon verstanden wie es XOff meint.

man muss halt selbst einen Servo bauen, der keine Begrenzung hat. Das ist das Problem. Auch muss man zuschauen, das man den sog. "Nullübergang" hin kriegt. Also der Software sagen, dass 0° Grad zwischen 359° und 1° liegt.

Also es sich um einen Vollkreis handelt. 1° würde einem Impuls von 0,5 und 359° von 1,5 Entsprechen. Eine einfache Software würde bei dem Sprung von 0,5 auf 1,5 oder Umgedreht den POD nicht um 2° Drehen, sondern un 358°. Das ist das größte Problem.

 

Was die ansteuerung angeht, hab ich schon ein paar Ideen im Kopf.

[Guest]

Hallo Jule

 

Ja, da triffst Du den Pudels Kern. Genau da liegt das Problem.

 

Zu Zweit haben wir dafür viel Zeit investiert und die Lösung erarbeitet, erarbeitet im wahrsten Sinne des Wortes!

 

Hat aber Spass gemacht!

[K_Mar]

Die einzigen Motoren mit denen man vernünftig ModelPODs bauen kann sind teuer und kommen aus Sachseln/OW .

Es sind der EC4pol 22 und EC4pol 30 von Maxon, beide in der Langversion, die kosten allerdings zwischen 400 und 500€.

 

Gruß Klaus

[Guest]

Hallo Klaus

 

Die Firma kenne ich gut, bauen auch die Motoren für die MARS-Mobile.

 

Die haben aber auch günstigere Motoren im Sortiment. Auf Wunsch kann ich mich da mal schlau machen, kenne da jemanden sehr gut.

[K_Mar]

Hallo Hans,

von meinen 8 Modelle laufen 3 mit RE und eines mit REmax Motoren, und für meinen Sirius-Baukasten liegt schon einen EC40 bereit. Beruflich ist mir deren Programm geläufig. Ich mache in der Bucht nur die Augen auf, da bekommt man teilweilse diese Edelmotoren fast geschenkt.

 

Gruß Klaus

[Guest Teslamaus]

Die Idee mit den Motoren in den Pods direkt hab ich jetzt Verworfen.Die kraft kommt jetzt über 2 Kegelradgetriebe rein. Die CAD zeichnungen liegen schon fix und fertig da.

[Didi]

Verwechselst du das jetzt nicht mit den Reglern, Didi?

 

Ich denke dem Motor ist es relativ egal wieviel Strom er bekommt, so lange sich das innerhalb der Spezifikationen befindet.

Kann sein, hatte die Diskussion wegen BL zu der S100, darum wäre es mir ja lieber wenn ein Spezialist nochmal was dazu sagt. Aber ich meine mich erinnern zu können dass auch die BL-Motoren unter Teillast leiden. :nixweiss:

Die Rede war da von Entmagnetisierung der Motoren bei Teillastbetrieb.

 

Edit: Hab ein Statement von Hanjo aus einem anderen Thema gefunden das hier passt:

 

2.) China Innenläufer haben unsegmentierte Rototoren (Magnete). Bei solchen Motoren treten im Teillastbereich hohe Wirbelstromverluste auf.

Nun hat aber gerade der Bootsbetrieb höhe Ströme im Teillastbereich

(Halbgleiterfahrt zieht mehr Strom als untere Gleitfahrt).

Dies führt zur Enmagentisierung innerhal einer Saison, wenn man viel Teillast fährt.

Edited February 20, 2011 by Didi

[K_Mar]

Die PODs sind in Scalemodellen verbaut, da sind weder die sensorlosen China-BLs zu gebrauchen, noch die zugehörigen Steller.

Auch die Kommentare (Gerüchte) mit mangelnder Teillastfähigkeit beschreiben ein Phänomen, welches mit der Teillastfähigkeit nichts zu tun hat, sondern eher mit Mängeln an der Stellerkonstruktion.

 

Bei Scaleantreiben sind sensorlose BLs nicht zu gebrauchen, da zum Betrieb von Sychronmotoren der Umrichter die Rotorlage kennen muß.

Varinate1: Bei den Modellbauumrichtern (BL-Stellern) werden vun den drei Phasen immer zwei eingeschaltet und in der dritten "unbestromten" die Spannung gemessen. Über diese Spannung wird dann die Pollage ermittelt. Bei kleinen Drehzahlen ist diese Spannung aber noch viel zu klein, um daraus sicher die Pollage zu ermitteln. Daher sind bei diesem Konstrukt kleine Drehzahlen nicht vernünftig möglich.

Variante2:

Bei kleinen Drehzahlen werden die Motoren nicht blockförmig mit Spannung gespeist, sondern sinusförmig mit Strom. Bei dieser Variante kann auch ein sensorloser Sychronmotor bei kleinen Drehzahlen betrieben werden, das Verfahren setzt jedoch eine genaue Messung der Phasenströme und eine genaue Kenntnis der Motorparameter ( Xd , Xq ) voraus, ferner einen Prozessor der in Realzeit das Maschinenmodell ( Magnetisierungszustand) rechnen kann.

Modellumrichter haben beides nicht.

Zur "sogenannten" Teillastproblematik:

Dies ist kein Problem des Motors an sich, sondern:

Diese kleinen Sychronmotoren haben in der Regel eine sehr kleine Statorstreuinduktivität. Die bei reduzierter Drehzahl erforderliche kleinere Spannung wird wie bei Gleichstrommotoren durch PWM (Pulsweitenmodulation-Tastverhältnis zwischen Ein-Aus) erzeugt. Die Streuinduktivität glättet den aus der PWM-Spannung resultirenden Strom.

Nun entsteht das Problem:

Paßt die PWM-Frequenz nicht zu der Streuinduktivität (füreinander zu klein / entweder L oder f ) , so wird der, dem "Nutzstrom" überlagerte Rippelstrom zu groß.

Und genau dieser Rippelstrom induziert in den unsegmentierten Magneten Wirbelströme, die zum Aufheizen derselben, zur Entmagnetisierung der Magnete und damit zu Zerstörung des Motors führen.

Letztere Problematik gibt es auch bei DC-Glockenankermotoren mit Seltenerdenmagneten ( "Neodym oder Samarium").

Um diesem Problem zu entgehen, arbeiten alle meine Eigenbausteller mit jeweils an das Motor-L angpaßter PWM-Frequenz, z.T. mit 130kHz, dann gibt es diese Probleme nicht.

Die vorgeschlagenen (zugegeben sehr teuren) Maxon EC4pol haben Sensoren und können daher mit der Drehzahl bis auf 0 gedrosselt werden. Die Umrichter-PWM-Frequenz sollte dabei allerdings bei 200-300kHz liegen, da auch diese Motoren ein extrem kleines Ständerstreu-L haben.

 

Gruß Klaus

 

P.S. Mein Wissen ist beruflich bedingt, ich bin Leistungselektronikentwickler in der industriellen Antriebstechnik.

[Guest]

Danke Klaus.

 

Gut rübergebracht und einige Unklarheiten beseitigt.

[xoff]

@Klaus (K_Mar): Was ist für mich als jemand, der Deinen Beitrag nicht wirklich nachvollziehen kann, die Quintessenz aus Deinem Beitrag?

 

Sollen wir im Modellbau darauf achten, dass Brushless-Motoren mit Sensoren ausgestattet sind?

Sind die normalerweise angebotenen BLs solche Motoren mit Sensor, resp. woran kann man das erkennen?

 

Oder, wenn der Motor sensorless ist, muss der Regler entsprechend kalibriert sein?

 

Bitte verzeih die Nachfrage, aber ich habe Deine kompetente Aussage nicht verstanden, weil ich von der Materie zu wenig Ahnung habe......am liebsten wäre mir, ein «Rezept» für die Beurteilung des richtigen (BL)Motors zu haben...eine Art Checkliste...8)