Optimaler Drehzahlbereich von Motoren

Hallo,


Wie finde ich heraus wo die optimale drehzahl meines HK 4225 610KV LE Motor ist?


mfg

[Klaus O.]

Zitat von Suepf

Hallo,


Wie finde ich heraus wo die optimale drehzahl meines HK 4225 610KV LE Motor ist?


mfg

Die Drehzahl eines E-Motors ist spezifiziert durch die KV, Drehzahl pro Volt.
Darauf hast Du nur EinfluÃ? mit wievielen Zellen Du den Motor betreibst.

Das wiederum ist abhängig von Deiner Getriebeübersetzung und der gewünschten Kopfdrehzahl.

KV umdrehung pro Volt ist mir schon klar.


In meiner 2. Gsvorwahl fliege ich mit 2300 rpm meinen Goblin 630.
Der Motor HK 4225 610 KV dreht dann mit ca 24.000 rpm. bei 40 Volt.

Wie finde ich jetzt heraus bei welcher drehzahl der Motor am meisten Power hat.
Oder was ist die max drehzahl??

mfg

[Josh1903]

Ich würde eine Abstimmung nicht über die Drehzahl vornehmen, sondern anhand des Stromverbrauchs über die Wirkungsgradkurve.

Zitat von Suepf

Wie finde ich jetzt heraus bei welcher drehzahl der Motor am meisten Power hat.

Der Motor liefert die Power die du abrufst. (Solange die Wicklung, Akkus und Regler mitspielen)
Wenn du zuviel Leistung abrufst geht irgendwas in Rauch auf oder schaltet ab.

Eine optimale Motorabstimmung ist um einiges komplexer als nur eine passende Gaskurve im Sender zu hinterlegen.

[Dachlatte]

Zitat von Suepf

Wie finde ich jetzt heraus bei welcher drehzahl der Motor am meisten Power hat.
Oder was ist die max drehzahl??

Maximale Power hat er bei höchster Drehzahl, die höchstmögliche Drehzahl gibt der Hersteller vor. Da musst Du bei Scorpion nachfragen.

[kloÃ?]

Moin,

ein Elektromotor hat keine optimale Drehzahl. So lange der Regler mit der Drehfeldfrequenz hinterher kommt, kann der Motor (entsprechende Spannung voraus gesetzt) so lange hoch drehen, bis die Kugellager fest gehen oder der Rotor wegen der mechanischen Spannung platzt (letzteres wird in der Praxis mit Sicherheit nie vorkommen) und so lange der Motor beschleuningt, nimmt auch seine Leistung zu. So weit ich wei�, können aktuelle Regler so in etwa eine Drehfeldfrequenz von max. 240.000 U/min liefern. Bei einem typischen Helimotor mit 10 Polen liegt die praktische Grenze von Reglerseite also bei ca. 48.000 U/min, dann kommen die Transistoren mit dem Umschalten nicht mehr hinterher.

Wenn du jetzt für dich den optimalen Arbeitspunkt festlegen willst, kommt es darauf an ob du die maximale Leistung abrufen willst, oder im Bereich des maximalen Wirkungsgrades bleiben willst.

Die maximale mechanische Leistung gibt der Motor bei halber Leerlaufdrehzahl ab, also wenn er schon richtig übel abgewürgt wird. Der Strom ist in diesem Arbeitspunkt dementsprechend hoch. So lange die Motorwicklung (bzw., dessen Stator), der Regler und der Akku den Strom aber liefern bzw. "verarbeiten" können, wird der Motor die Leistung zur Verfügung stellen. Der Wirkungsgrad des Motors sieht an diesem Punkt jedoch ziemlich übel aus, was zu einer hohen Verlustleistung (=Wärmeentwicklung) führt und deswegen nur für Kurzzeitbetrieb geeignet ist.

Willst du den maximalen Wirkungsgrad ausnutzen, liegen die Ströme wesentlich niedriger. Grob geschätzt würde ich bei der genannten Motorgrö�e mal von irgendwas zwischen 20 und 50 A ausgehen. Um dir zu verdeutlichen, was ich meine, kannst du dir mal den Drive Calculator herunter laden (einfach mal bei Google einhacken) und dir einen beliebigen Motor ansehen. Das Programm ist eigentlich zur Berechnung von Antrieben für Flächenmodelle gedacht, der prinzipielle Verlauf der Wirkungsgradkurve ist aber immer der selbe. Sie startet bei 0 %, steigt dann sehr steil an, erreicht bei relativ moderaten Strömen ihr Maximum und fällt mit steigendem Strom dann wieder mehr oder weniger flach ab (wieder bis auf 0 %, wenn der Motor bis zum Stillstand abgewürgt wird). Je besser der Motor, destio höher das Maximum und desto flacher der Verlauf der Kurve. Wobei dies auch wieder von der Wicklung abhängt. Motoren mit mehr Windungen (kleinere spezifische Drehzahl) haben ein höheres Wirkungsgradmaximum, dafür fällt die Kurve hinter dem Maximum steiler ab. Weniger Windungen mit dickerem Draht ergeben ein kleineres Maximum, aber einen flacheren Kurvenverlauf, wodurch der Wirkungsgrad auch bei höheren Strömen noch in günstigen Bereichen bleibt. In der Praxis wird man meistens einen Punkt (oder besser Bereich) zwischen maximalem Wirkungsgrad und maximaler Leistung nutzen.

Wo dieser "Sweet Spot" bei deinem Motor genau liegt, kannst du eigentlich nur mittels Logger und/oder Telemetrie heraus bekommen. Oder aber durch Versuch und Irrtum, indem du einfach mehrere Drehzahlen mit verschiedenen Ritzeln und Pitchkurven bei möglichst gleichem Flugstil durchprobierst und dir den besten Kompromiss zwischen Leistung und Flugzeit heraus pickst.

Für den Fall das du dich mit den Zusammenhängen zwischen Strom, Drehzahl, Wirkungsgrad und Leistung an einem Gleichstrommotor auseinander setzen willst, habe ich dir mal eine Abhandlung von Helmut Schenk in den Anhang gepackt, in der die Grundlagen sehr gut erklärt werden.

Grü�e, Hagen

[kloÃ?]

Zitat von kloÃ?

Motoren mit mehr Windungen (kleinere spezifische Drehzahl) haben ein höheres Wirkungsgradmaximum, dafür fällt die Kurve hinter dem Maximum steiler ab. Weniger Windungen mit dickerem Draht ergeben ein kleineres Maximum, aber einen flacheren Kurvenverlauf, wodurch der Wirkungsgrad auch bei höheren Strömen noch in günstigen Bereichen bleibt.

10 min Editierzeit sind definitiv zu wenig...

In diesem Passus bitte die fett gedruckte Wortgruppe streichen. Der Drahtquerschnitt beeinflusst den Wirkungsgrad natürlich ebenfalls und zwar in dem Sinne, dass ein dickerer Draht die gesamte Wirkungsgradkurve als Ganzes auf ein höheres Niveau hebt. Der Vergleich ziwschen mehr und weniger Windungen ist so wie ich ihn genannt habe deshalb nur bei gleichem Drahtdurchmesser sinnvoll.

[apper001]

Hallo Alle,

kann es nicht unterbauen aber bin einfach neugierig, gabe es nicht eine möglichkeit die maximale effizienz des Motors über den Regler zu steuern?

Gruss,
Apper

[mcw-online]

<script type="text/javascript">

function prefill(){

	var data  = document.getElementById('heli').value;
	var value = data.split("|");

	if(data != ""){

		if(value[0] >= 1){
			document.getElementById('maingear').value = value[0];
		}
		if(value[1] >= 1){
			document.getElementById('tailratio').value = value[1];
		}
		if(value[2] >= 1){
			document.getElementById('rpv').value      = value[2];
		}
		if(value[3] >= 1){
			document.getElementById('pinion').value   = value[3];
		}
		if(value[4] >= 2){
			document.getElementById('cells').value    = value[4];
		}
		
		calculate();
	}
}


function calculate(){

	var maingear  = document.getElementById('maingear').value;
	var tailratio = document.getElementById('tailratio').value;
	var rpv       = document.getElementById('rpv').value;
	var pinion    = document.getElementById('pinion').value;
	var cells     = document.getElementById('cells').value;
	var coeff     = document.getElementById('coefficient').value;
	
	if(tailratio != ''){
		tailratio = tailratio.replace(',','.');
	}

	if(maingear >= 1 && rpv >= 1 && pinion >= 1 && cells >= 2 && coeff >= 70){

		var ratio  = pinion / maingear;
		var mspeed = rpv * cells * 3.7;

		var headspeed = mspeed * ratio * (coeff / 100);
		var tailspeed = headspeed * tailratio;


		headspeed = Math.ceil(headspeed);
		tailspeed = Math.ceil(tailspeed);


		if(headspeed >= 100 || tailspeed >= 100){
			
			//document.getElementById('header').innerHTML = "Berechnete Drehzahlen";

			if(headspeed >= 100){
				document.getElementById('headspeed').innerHTML = "<div style=\"display:inline-block; width:60px;\">Kopf</div><div style=\"display:inline-block; width:100px; text-align:right;\">"+headspeed+" U/Min</div>";
			}
			if(tailspeed >= 100){
				document.getElementById('tailspeed').innerHTML = "<div style=\"display:inline-block; width:60px;\">Heck</div><div style=\"display:inline-block; width:100px; text-align:right;\">"+tailspeed+" U/Min</div>";
			}
			
		}
		else{
			document.getElementById('header').innerHTML = "Bitte &uuml;berpr&uuml;fen Sie die Eingaben";
			document.getElementById('headspeed').innerHTML = "&nbsp;";
			document.getElementById('tailspeed').innerHTML = "&nbsp;";
		}
	}
}


function wipe(){
	
	
	document.getElementById('header').innerHTML    = "&nbsp;";
	document.getElementById('headspeed').innerHTML = "&nbsp;";
	document.getElementById('tailspeed').innerHTML = "&nbsp;";
	
	document.getElementById('heli').value        = "";
	document.getElementById('maingear').value    = "";
	document.getElementById('tailratio').value   = "";
	document.getElementById('rpv').value         = "";
	document.getElementById('pinion').value      = 7;
	document.getElementById('cells').value       = 2;
	document.getElementById('coefficient').value = 100;
}


</script>
<div>&nbsp;</div>
<img src="http://www.mcw-online.de/bilder/heli.gif" alt="" height="98" width="150" border="0">
<div>&nbsp;</div>
<div style="width:400px; margin:0 auto;">Voreinstellungen<p><select name="heli" id="heli" onchange="prefill();">
<optgroup label="Keine Vorgabe">
<option value="">Eigene Daten</option>
</optgroup>
<optgroup label="Heli Vorgaben">
<optgroup label="Thunder Tiger Raptor E550">
<option value="111|4.56|1050|10">Thunder Tiger OBL 43/11-30H 1050KV</option>
<option value="111|4.56|1150|10">Thunder Tiger OBL 44/11-30H 1150KV</option>
</optgroup>
</select></p></div><table class="hidden_tab" style="width:400px; margin:20px auto;"><tbody><tr><td style="vertical-align:top;" width="160"><span id="header">&nbsp;</span></td><td width="*"><span style="font-size:13pt;" id="headspeed">&nbsp;</span><br><span style="font-size:13pt;" id="tailspeed">&nbsp;</span></td></tr><tr><td colspan="2" width="*">&nbsp;</td></tr><tr><td width="160">Zellenzahl</td><td width="*"><select name="cells" id="cells" onchange="calculate();"><option value="2">2S (7.4V)</option>
<option value="3">3S (11.1V)</option>
<option value="4">4S (14.8V)</option>
<option value="5">5S (18.5V)</option>
<option value="6">6S (22.2V)</option>
<option value="7">7S (25.9V)</option>
<option value="8">8S (29.6V)</option>
<option value="9">9S (33.3V)</option>
<option value="10">10S (37V)</option>
<option value="11">11S (40.7V)</option>
<option value="12">12S (44.4V)</option>
<option value="13">13S (48.1V)</option>
<option value="14">14S (51.8V)</option>
</select></td></tr><tr><td width="160">Hauptzahnrad Zähne</td><td width="*"><input name="maingear" id="maingear" value="" style="width:60px;" onchange="calculate();"></td></tr><tr><td width="160">Heckrotor-Ratio</td><td width="*"><input name="tailratio" id="tailratio" value="" style="width:60px;" onchange="calculate();"></td></tr><tr><td width="160">Motorritzel</td><td width="*"><select name="pinion" id="pinion" onchange="calculate();"><option value="7">7 Zähne</option>
<option value="8">8 Zähne</option>
<option value="9">9 Zähne</option>
<option value="10">10 Zähne</option>
<option value="11">11 Zähne</option>
<option value="12">12 Zähne</option>
<option value="13">13 Zähne</option>
<option value="14">14 Zähne</option>
<option value="15">15 Zähne</option>
<option value="16">16 Zähne</option>
<option value="17">17 Zähne</option>
<option value="18">18 Zähne</option>
<option value="19">19 Zähne</option>
<option value="20">20 Zähne</option>
<option value="21">21 Zähne</option>
<option value="22">22 Zähne</option>
<option value="23">23 Zähne</option>
<option value="24">24 Zähne</option>
<option value="25">25 Zähne</option>
<option value="26">26 Zähne</option>
<option value="27">27 Zähne</option>
<option value="28">28 Zähne</option>
<option value="29">29 Zähne</option>
<option value="30">30 Zähne</option>
</select></td></tr><tr><td width="160">Motor KV (U/V)</td><td width="*"><input name="rpv" id="rpv" value="" style="width:60px;" onchange="calculate();"></td></tr><tr><td width="160">Wirkungsgrad</td><td width="*"><select name="coefficient" id="coefficient" onchange="calculate();"><option value="100" selected="">100%</option>
<option value="99">99%</option>
<option value="98">98%</option>
<option value="97">97%</option>
<option value="96">96%</option>
<option value="95">95%</option>
<option value="94">94%</option>
<option value="93">93%</option>
<option value="92">92%</option>
<option value="91">91%</option>
<option value="90">90%</option>
<option value="89">89%</option>
<option value="88">88%</option>
<option value="87">87%</option>
<option value="86">86%</option>
<option value="85">85%</option>
<option value="84">84%</option>
<option value="83">83%</option>
<option value="82">82%</option>
<option value="81">81%</option>
<option value="80">80%</option>
<option value="79">79%</option>
<option value="78">78%</option>
<option value="77">77%</option>
<option value="76">76%</option>
<option value="75">75%</option>
<option value="74">74%</option>
<option value="73">73%</option>
<option value="72">72%</option>
<option value="71">71%</option>
<option value="70">70%</option>
</select></td></tr><tr><td colspan="2" width="*">&nbsp;</td></tr><tr><td style="text-align:right;" width="160"><button onclick="wipe();" style="margin-right:5px;">Löschen</button></td><td width="*"><button onclick="calculate();">Berechnen</button></td></tr></tbody></table></font>

[olaf12]

Ich habe dazu nochmal eine Frage bezüglich der Angaben bei den XNova-Motoren.

XTS 4525-530kv

Max Eff. Curr. 82.08 | 116.53 | 150.79 |
Max Eff. 92.20| 92.62 | 92.84 |

Xnova 4035 480kV

Max Eff. Curr. 22.36 | 36.06 | 50.50
Max Eff. 91.06 | 92.79 | 93.27

Die beiden Motoren wiegen ca 500g. Deswegen dieser Vergleich für meine Motorenwahl.

Der XTS wäre nach obigen Angaben zwischen 80 und 150A "Dauerstrom" am effektivsten und der 4035 zwischen 22 und 50A?