Motoren und Drehzahlsteller - gibt es eine optimale Kombination ?

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    • Hallo Stefan,
      lieben Dank für den Hinweis.

      Und Anhand dieser Grafik kann man dann sehr gut erkennen, das die Drehzahl mit abnehmender Windungszahl je Rotornut ansteigt und das Drehmoment abnimmt.

      Dies führt bei ein und derselben Motorbaugröße ( 180er, 280er ,380er,...900er ) und gleichen Statormagneten ( Ferrite, SmCo, Neodym , ..) zu einer großen Vielfalt von spezif. Motorkennlinien, bzw. Kenngrößen. Wie z.b. der spezifischen Drehzahl pro Volt in U/V , der spezif. Strom-Drehzahlkonstante in U/min/A ( = Drehzahlabfall je 1 A Stromaufnahme ), etc. ..

      Für Schiffsantriebe bedeutet dies: Motoren mit möglichst hoher Windungszahl je Spulenwicklung ergeben niedrig drehende und starke Antriebsmotoren zum Direktantrieb großer Propeller.

      Die Fa. Plettenberg bietet auf Kundenwunsch sogar einen nach Maß gefertigten Motor an, welcher eine definierte Leistung für eine Drehzahl(bereich) und eine gegebene Spannung erbringt.

      M.f.G. Jörg
      Im Bau: Megayacht, Yachttender

      in Fahrt: Moonraker, Pegasus III, Andrea Gail
    • Hallo Jörg,

      ich habe mir in den letzten Jahren eine Excel-Kalkulationstabelle gebastelt, mit der man solche Umrechnungen gemäß Mabuchi-Anleitung und auch die Betriebsdaten abseits der Nennwerte kalkulieren kann - für Bürstenmotoren. Das hat mir bei der Motorenwahl der letzten Jahre viel geholfen.
      Allerdings ist das kein "narrensicheres Tool", deshalb möchte ich es hier nicht groß propagieren, auch weil ich kein Fachmann bin und daher nicht für eine korrekte Berechnung garantieren kann.
      Aber vielleicht kann man so etwas ausbauen.

      Mabuchi fertigt weitgehend Motoren auf Kundenwunsch in entsprechenden Abnahmemengen. Was wir Modellbauer so abbekommen sind anscheinend Überbestände oder sonst "abgezweigt".

      viele Grüße

      Stefan
      Stefan

      Modelle fahrbereit: T22, S130 (robbe), Bugsier 1 (2x)
      Baustellen: Weselmann-Kümo, Minensucher 1943, Tor Anglia
    • Hallo Stefan,
      ja eine Exceltabelle kann schon hilfreich sein. Diese habe ich damals auch verwendet, als ich meine Motoren noch selbst umgewickelt habe. ( Siehe hierzu die Andrea Gail in meiner Bildergalerie und auf YT )

      Heute reichen mir bei unbekannten Motoren, die Daten aus dem Leerlauf- u. Blockierversuch, sowie die spezif. Leerlaufdrehzahl und die Strom-Drehzahlkonstanten um die optimalen Arbeitspunkte bei geänderten Spannungs- und Stromwerten zu bestimmen.

      M.f.G. Jörg
      Im Bau: Megayacht, Yachttender

      in Fahrt: Moonraker, Pegasus III, Andrea Gail
    • Lieber Jörg, lieber Stefan und alle anderen Interessierten an diesem Thema,

      Käptn Graubeer schrieb:

      Das Ziel wäre dann eine kleine Liste von Kriterien, um Einsteiger , Anfänger o. Fortgeschrittene vor den gröbsten Einkaufsfehlern zu bewahren.
      Mit dem Input der beiden Excel-Listen
      1.

      Käptn Graubeer schrieb:

      Diese habe ich damals auch verwendet, als ich meine Motoren noch selbst umgewickelt habe.
      und
      2.

      StefanK schrieb:

      eine Excel-Kalkulationstabelle gebastelt,
      kommen wir doch genau dieser Liste einen deutlichen Schritt näher?

      Dann können auch Erfahrungswerte von gut funktionierenden Kombinationen als Eckpunkte eines n-dimensonalen Parameterraumes einfließen.

      Herzliche Grüße
      Georg
      Fast Crew Supplier
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      Anti-Rolling

      Viele Laser
      Happy Hunter 1982,
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      Neptun II 2017 (für die Badewanne)
    • Käptn Graubeer schrieb:

      Hallo liebe Modellbaufreunde,

      da viele Modelle mit einem Elektroantrieb ausgestattet sind, und immer wieder Fragen nach der optimalen Kombination auftauchen, wäre es doch hilfreich, wenn man anhand von ein paar Kriterien schnell ermitteln könnte, für welches Modell man die "optimale" Kombination von Drehzahlsteller und Motor benötigt.

      ...

      Hallo Jörg,

      Ein sehr interessantes aber auch weitreichendes Thema. Je nachdem wo wir hier die Systemgrenzen ziehen, müssen wir alle Einflüsse, vom Salzgehalt des Wassers bis zum Hersteller der Akkuzelle alles berücksichtigen. Ich denke es macht Sinn, eine vernünftigen Schnitt zu machen und ein paar Dinge zu vernachlässigen.

      In diesem Thread sind schon etliche Aussagen und Berechnungen gemacht worden. Ein paar Punkte möchte ich noch ergänzen:

      Kommutierung
      Wir sprechen hier von Gleichstrommotoren (Permanent erregte Gleichstrommaschine). Es spielt dabei keine Rolle ob der Motor elektrisch (brushless) oder mechanisch kommutiert ist. Alle Gleichungen und Formeln gelten für beide Arten von Motoren. Dieser Umstand ist vielen Modellbauern nicht bewusst.

      Mechanischer Aufbau
      Weiter spielt es ebenfalls keine Rolle, ob der Motor ein konventionellen oder Glocken-Anker hat. Auch bei Brushless Motoren ist es egal ob es ein Innen- oder Aussenläufer ist. Jede Konstruktion hat zwar ihre Vor- und Nachteile aber auf die Kennlinie hat es keinen Einfluss- oder nur indirekt.

      Drehmomentkonstante
      Die Drehmomentkonstante k_m ist der Kehrwert der Drehzahlkonstante k_n. In SI Einheiten ist k_m * k_n = 1 [rad*Nm/(s*V*A)]
      Die Drehomentkonstante sagt aus, wieviel Drehoment der Motor pro Ampere erzeugt. Dabei ist es egal ober es ein Mikromotor für einen Radar ist oder ein 25kW Motor für ein RC Grossmodell ist.

      Arbeitspunkt
      Die wichtigsten Daten über den aktuellen Arbeitspunkt sind Drehzahl und Strom. Über den Strom und die Drehomentkonstante kann das aktuelle Drehmoment berechnet werden. Und zusammen mit der Drehzahl die mechanische Leistung. Die Spannung am Motor ist sekundär. Da das Drehmoment genau dem Stromverlauf folgt, merkt man folglich Rippel im Strom auch im Drehmoment!

      Nennspannung
      Die Nennspannung ist ein Richtwert jeweils für eine Wicklung. Innerhalb einer Baureihe bieten die Hersteller meist verschiedene Wicklungen an. Die verschiedenen Wicklungen unterscheiden sich dann durch unterschiedliche k_n bzw. k_m Werte.
      Bei einem Motor mit mehr "Turns" sink z.B. k_n um Faktor zwei, dafür steigt k_m um den gleichen Faktor an. Die Nennspannung der beiden Wicklungen wird sich demnach auch um Faktor 2 unterscheiden.

      Betriebsspannung
      Für einen optimalen Wirkungsgrad sollte eine möglichst hohe Versorgungsspannung gewählt werden und dafür ein Motor mit einer tieferen Drehzahlkonstante. Um ein gefordertes Drehmoment zu erzeugen, braucht dieser Motor weniger Strom (siehe Drehmomentkonstante). Dies führt zu kleineren Strömen und somit weniger Verlustleistung. Der Strom generiert die Verlustleistung, nicht die Spannung!

      Das sind so die wichtigsten Punke die mir zum Thema Motor einfallen. Ich werde dann noch ein paar Dinge über Regler und Endstufen verlieren. Hoffe meine Ausführungen führen zu Klarheit.

      Gruss Mathias
    • Hallo Georg,

      ich muss dich leider enttäuschen.

      Meine Exceldatei gab für einen gegebenen Rotor und Wickelraum die max Anzahl an Windungen in Abhängigkeit vom Querschnitt des Cu-Lackdrahtes aus.

      Damit ist unseren Modellfreunden aber in keiner Weise geholfen, für ihren Anwendungsfall den passenden Motor aus dem riesigen Angebot im Markt auszuwählen.
      Abgesehen davon, das nur die Wenigsten bereit und in der Lage sind, einen vercrimpten Motor zu öffnen, die neuen Wicklungsdaten für ihren Anwendungsfall zu errechnen, die alte Wicklung zu entfernen, die neue Wicklung unbeschädigt in mehren Stunden Wickelarbeit aufzubringen und den Motor wieder lauffähig zu verlöten und fertig zu montieren.

      Soweit ich hier die Resonanz zu diesem Thema beobachte, interessieren sich vielleicht ein dutzend Modellbauer für die optimale Ausnutzung der begrenzten Akkuenergie in ihrem Modell zwecks eines guten Vortriebs.

      Ohne ein bischen eigene Dreisatzrechnung wird es schier unmöglich für einen n-dimensionalen Raum (mit n >> 3) eine Datenbank zu erstellen, und ohne einen Supercomputer das Ergebnis in überschaubarer Rechenzeit auszugeben.

      Aber ich überlege mir noch mal, ob man nicht über einen Entscheidungsbaum mit ein paar Gleichungen in kurzer Zeit die sinnvollen Einkaufsmöglichkeiten doch in überschaubarer Weise eingrenzen kann.

      M.f.G. Jörg
      Im Bau: Megayacht, Yachttender

      in Fahrt: Moonraker, Pegasus III, Andrea Gail
    • StefanK schrieb:

      Noch eine Ergänzung:
      Motorparameter selbst ermitteln:
      Oft fehlen für angebotene Motoren die Datenblätter. Hier ein paar Hilfsmittel, wie man sich fehlende Werte beschaffen kann.

      Blockierstrom:
      Bei sehr kleinen Motoren: direktes Messen des Innenwiederstandes über Klemmen. Das sind aber nur wenige Ohm, auch bei ganz kleinen Motoren!
      Stromaufnahme unter Block bei sehr kleiner Spannung - lineare Abhängigkeit zu Betriebsspannung.

      Leerlaufstrom oder Maximaler Betriebsstrom:
      Messung ohne Drehzahlsteller über Strommesszange oder Multimeter
      Der eingebaute Motor einem Becken betrieben (Modell blockiert = "Pfahlzug" => Schlupf = 100%) ergibt eine Obergrenze der im Normalbetrieb auftretenden Ströme.

      Drehzahl:
      Frequenzmessung mittels Smartphone z.B. über App "Spectroid"
      Im Betrieb taucht im Frequenzspektrum eine "Grundfrequenz" auf: diese multipliziert mit dividiert durch Anzahl Nuten gibt die Drehzahl in 1/s
      Wert mal 60 gibt die übliche Drehzahl in 1/min

      Was du schreibst ist natürlich völlig korrekt. Allerdings muss beim Messen folgendes berücksichtigt werden:

      Der Blockierstrom direkt zu messen kann zur totalen Zerstörung von Akku, Kabel, Motor und Regler führen. Der Blockierstrom ist ein theoretischer Wert und lässt sich auf Nummer sicher über den Innenwiderstand berechnen!

      Das Multimeter ist zum Messen des Innenwiderstandes eher ungeeignet, da es sich wie erwähnt um sehr kleine Werte (mOhm) handelt. Aus der Praxis hat sich folgende Verfahren bewährt:
      - Motor blockieren (DC), bei Brushless nicht nötig
      - Über ein Labornetzgerät einen fixen Strom durch den Motor fliessen lassen. Beim Brushless Motor nur zwei von drei Windungen anschliessen. Der Strom sollte dabei über dem Leerlaufstrom liegen.
      - Die Spannung mit dem Multimeter über dem Terminal messen.
      - Den Inndenwiderstand berechnen R_i = U / I

      Bei Brushless Motoren bestimmt man die Drehzahl am besten mit einem geeigneten Regler. Bessere Modelle können die Information entweder intern aufzeichnen oder per Telemetrie übertragen. Falls man ein KO / DSO zur Verfügung hat, kann die Drehzahl über den Spannungsverlauf am Motor gemessen werden. Hierbei muss aber die Polpaarzahl berücksichtigt werden, da die elektrische Drehzahl um die Anzahl der Polepaare höher ist als die mechanische Drehzahl. Dazu braucht es kein teures Gerät, die Frequenzen sind ja eher moderat.
    • Hallo Mathias,

      vielen Dank für deinen Beitrag.
      Mir ist die Komplexität dieses Themas sehr wohl bewusst.
      Und eine Reduzierung auf ein paar Kriterien die auch von interessierten Laien nachvollziehbar ist, gestaltet sich dementsprechend schwierig.

      Natürlich werden wir einige Aspekte vernachlässigen oder gar vollständig unberücksichtigt lassen müssen.
      Ebenso kann die Abschätzung / Berechnungen auch nicht zu einem 100% exakten Ergebnis führen.

      Ich hoffe dennoch das wir uns dem "Optimum" aber mit einem vertretbaren Individualaufwand auf ca. 90% annähern können.

      M.f.G. Jörg
      Im Bau: Megayacht, Yachttender

      in Fahrt: Moonraker, Pegasus III, Andrea Gail
    • Neu

      Hallo zusammen,

      Beim nochmaligen Durchlesen dieses Threads (und auf meinem gefühlten ewig dauernden Arbeitsweg infolge Stau durch Baustellen und Tagestouristen) ist mir bewusst geworden, dass es wohl eine grosse Herausforderung wird, vernünftige Kombinationen von Motor und Regler zu bestimmen. Aus meiner Erfahrung, welche auf industriellen Systemen basiert, ist der zentrale Punkt die Last. Ohne genaue Informationen zur Last macht es keinen Sinn Motor und Regler Kombis zu definieren. Vor allem da die Regler im Modellbau Bereich ja eher primitive Zeitgenossen sind und in den meisten Fällen zumindest keinen direkten Einfluss (ausser sie rauchen ab oder schliessen kurz) auf den Antrieb haben.

      Ich denke wichtier als der Regler ist die andere (mechanische) Seite des Motors. Käptn Graubeer aka Jörg hat dazu etliche Berechnungen durchgeführt und diese auch mit seinen Modellen in der Praxis verifiziert. Da sehe ich viel mehr Optimierungspotential. Nichts desto trotz glaube ich aber, dass es nicht schaden kann ein paar Dinge über den Regler zu wissen.

      Wie bereits angedroht kommen hier meine Ausführungen zum Thema Regler:

      Definition:
      Unter einem Regler versteht man normalerweise ein rückgekoppeltes System. Was wir im Modellbau als ESC (electronic speed controller) oder Fahrtenregler bezeichnen ist in Wahrheit aber ein Spannungssteller (nicht Spannungsteiler!). Die Rückkopplung erfolgt also über die Person die den Gaskknüppel bedient und das Modell (so Gott will) im Auge hat. Der Einfachheit zuliebe weden ich im folgenden die Abkürzung ESC brauchen.

      Funktionsweise:
      Ein ESC ist grundsätzlich ein Spannungwandler, wobei die Ausgangsspannung immer kleiner (oder gleich) als die Eingangsspannung ist. Die Funktionsweise ist ähnlich zu einem BEC. Beim BEC wird jedoch möglichst genau auf einen fixen Spannungwert geregelt.
      Das Prinzip nennt man Abwärtswandler (im englischen step-down ode buck converter) und gehört zu der Familie der getakteten Spannungswandler. Solche Wandler haben in der Regel einen sehr hohen Wirkungsgrad von bis zu 98%. Die Ausgangsspannung wird über das Tastverhältnis des PWM Signals gesteuert d.h. U_out = D * U_in [D = 0..1]. D ist der Tastgrad.

      Leistung und Strom:
      Jetzt wird es spannend. Die elektrische Leistung wird bekanntlich mit P = U * I berechnet. Die Leistungsbilanz am Regler kann (durch den hohen Wirkungsgrad) auf P_out = P_in vereinfacht werden. Daraus ergibt sich

      U_out * I_out = U_in * I_in

      Da aber U_out = D * U_in ist, muss folglich I_out = (1 / D) * I_in sein. Das heisst konkret, der Strom der in den Motor fliesst ist um den Faktor des Tastgrades höher als der Strom der aus dem Akku kommt, da D nie grösser als 1 sein kann. Für die Analyse oder Auslegung eines Antriebs sind die unterschiedlichen Ströme von zentraler Bedeutung.

      Belastung:
      Beim Beschleunigen eines Motors aus dem Stillstand fliesst (theoretisch) eine kurze Zeit der Blockierstrom. Das passiert auf grund der mechanischen Trägheit des System denn ein stehender Rotor beudeutet keine gegen-EMK und folglich fällt die gesamte Versorgungsspannung über der Wicklung ab. Aus Sicht des Reglers lässt sich diese Spitze mit einer Strombegrenzung (eher unwahrscheinlich im Modellbaubereich) oder durch eine höhere Taktfrequenz entschärfen, da sich bei gegebener Induktivität des Motors die Spannung weniger hoch aufbauen kann.
      Diese Pulsbelastbarkeit ist aus meiner Sicht eine der grossen Unbekannten in einem System und führt wahrscheinlich dazu, dass die meisten Regler falsch dimensioniert sind.

      Kommutierung und Sensorless Betrieb:
      Bei brushless Motoren (BLDC) übernimmt der Regler neben dem Stellen der Amplitude zusätzlich die Richtung der Spannung (Kommutierung). Dabei sind Amplitude und Richtung nicht voneinander abhängig. Die Richtung ergibt sich aus der aktuellen Position des Rotors (Magnete), die Amplitude aus dem gewünschten Arbeitspunkt.
      In Industrie und auch RC Car Bereich wo direkt ab Stillstand das grösst mögliche Drehmoment zur Verfügung stehen muss, kommen Sensoren am Motor zum Einsatz die die absolute Postion des Rotors liefern. Bei primitiven Anwendungen wie Pumpen und Ventilatoren (Schiffe und Flugzeuge) kann auf die Sensorik verzichtet werden. Stattdessen wird über ein Synchroner Startup der Motor auf Drehzahl gebracht, bis seine gegen-EMK (bEMF) genügend gross ist um daraus die Rotorlage auszuwerten. Die bEMF ist die gegeninduzierte Spannung und ist proportional zur Drehzahl. Sie kann beim BLDC entweder über eine offene Windung gemessen oder den Motorströmen reproduzert werden.

      Genau hier sehe ich ein möglicher Fokus dieses Threads. Bei brushless sensorless Antrieben müssen Motor und Regler harmonieren. Nicht primär wegen den Leistungsdaten sondern wegen den Algorithmen im Regler die für den sensorless Betrieb nötig sind. Sensorless Antriebe sind bei tiefen Drehzahlen weniger dynamisch als Antriebe mit Sensor oder Bürsten. Schnelles änderen der Drehrichtung wie es u.a. beim Manöverieren auftritt, ist systembedingt nicht möglich.


      So das war jetzt eine ganze Menge Infos. Falls jemand Fragen hat, helfe ich gerne die zu klären. Ich selbst arbeite in der Entwicklung von industriellen Servosteuerungen, das hier ist quasi mein täglich Brot.


      Gruss Mathias

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von DivisionByZero () aus folgendem Grund: Text liess Missverständnisse bezüglich ESC und BEC Arbeitsweise zu.

    • Neu

      Hallo Mathias,

      Ich finde es etwas problematisch, einen ESC als regelbaren BEC zu beschreiben. Im BEC wird geglättet zu einer möglichst geringen Oberwelligkeit. In ESC meines Wissens nicht. Das bleibt der Wicklung des Motors vorbehalten.

      Sehr Wichtig ist deine Aussage, dass die wirkenden Lastmomente die große Unbekannte ist.
      Hier kann man höchstens relative Aussagen treffen, z.B. wie es sich verändert bei folgenden Sachverhalten:
      Schraube höherer Steigung oder Durchmesser. Das Verhalten ist meiner Ansicht hochgradig nichtlinear.
      Vielleicht kann man hier noch ein paar Faustregel formulieren.
      Stefan

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      Baustellen: Weselmann-Kümo, Minensucher 1943, Tor Anglia
    • Neu

      Lieber Mathias,

      vielen Dank für die Ausführungen. Einiges war mir bereits klar, hier ist es aber noch mal schön zusammen gefasst. Im vorletzten Absatz schreibst du, dass eine schnelle Änderung der Drehrichtung systembedingt nicht möglich ist.
      Klar, das System muss ja erst mal erkennen in welche Richtung es dreht daher geht hier Zeit verloren. In meinem FCS benutze ich zwei Brushlessregler, und kann so relativ feinfühlig beide Motoren getrennt vor und Rückregeln und so auf dem Teller drehen. Das ist sicher nicht so gut wie in einem Schlepper mit Bürstenmotoren, aber es geht. Die Frage, die sich mir also stellt, ist „was ist schnell“?
      Mir persönlich reicht das und ich vermute mal, dass die Latenz in Modellbootanwendungen nicht so tragisch ist…? (Beim RC Auto ist es eine Katastrophe...)

      Herzliche Grüße
      Georg
      Fast Crew Supplier
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      Anti-Rolling

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      StefanK schrieb:

      Hallo Mathias,

      Ich finde es etwas problematisch, einen ESC als regelbaren BEC zu beschreiben. Im BEC wird geglättet zu einer möglichst geringen Oberwelligkeit. In ESC meines Wissens nicht. Das bleibt der Wicklung des Motors vorbehalten.

      ...

      Du hast recht, ich muss hier meine Formulierung anpassen. Ich wollte damit lediglich ausdrücken, dass es die gleiche Wandler Technologie ist. Die Glättung des Stromes ist oder wäre auch bei einem Motor wichtig um Verluste und Vibrationen zu vermindern.

      Gruss Mathias
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      Beam schrieb:

      Lieber Mathias,

      vielen Dank für die Ausführungen. Einiges war mir bereits klar, hier ist es aber noch mal schön zusammen gefasst. Im vorletzten Absatz schreibst du, dass eine schnelle Änderung der Drehrichtung systembedingt nicht möglich ist.
      Klar, das System muss ja erst mal erkennen in welche Richtung es dreht daher geht hier Zeit verloren. In meinem FCS benutze ich zwei Brushlessregler, und kann so relativ feinfühlig beide Motoren getrennt vor und Rückregeln und so auf dem Teller drehen. Das ist sicher nicht so gut wie in einem Schlepper mit Bürstenmotoren, aber es geht. Die Frage, die sich mir also stellt, ist „was ist schnell“?
      Mir persönlich reicht das und ich vermute mal, dass die Latenz in Modellbootanwendungen nicht so tragisch ist…? (Beim RC Auto ist es eine Katastrophe...)

      Herzliche Grüße
      Georg
      Hallo Georg,

      Gern geschehen. Von Bauberichten wie deinem FCS kann ich sehr viel lernen. Es freut mich wenn ich etwas zurückgeben kann. Tief beeindruckt bin ich von deiner Anti-Rolling Regelung. Falls ich mir mal ein schlankes Boot bauen werden, kommt so was rein!

      Ich muss ehrlich gestehen, dass ich noch kein Boot mit einem Sensorless System gefahren bin. Wenn deine Praxis Erfahrung sagt, dass die Latenz die das Antriebssystem beim Drehrichtungswechsel hat, vernachlässigbar ist, dann kann das Thema grundsätzlich abgehackt werden. Vielleicht hast du einfach Glück und eine Motor - Regler Kombination die gut zusammen passt. Du hast aber auch geschrieben, dass es einen spürbaren Unterschied gibt, dieser aber für dich tolerierbar ist.

      Mich würde mal interessieren was Andere hier im Forum für Erfahrungen gemacht haben bezüglich Latenzzeit bei Drehrichtungsumkehr.

      Gruss Mathias
    • Neu

      Moin Mathias,
      die Erfahrungen von Georg kann ich bestätigen. Ich fahre seit kurzem eine Regler/Brushless Combi ohne Sensor am Boot. Das Anlaufverhalten ist fast vergleichbar mit einem DC Motor und sehr gute Langsamlaufeigenschaften. Bei einem älteren Heli von mir mit schlechter Regler/motorcombi hatte es beim Anlauf erstmal den ganzen Heli gedreht wegen des ruckartigen Anlaufs. Die schlechten Langsamlaufeigenschaften störten da nie, da die Drehzahl nach Anlauf sowieso konstant gehalten wurde. Das verzögerte Ansprechverhalten um den max. Polradwinkel nicht zu überschreiten ist bei Fliegern und Schiffen auch akzeptabel meiner Meinung nach.
      Es kommt also wie du gesagt hast auch auf eine gute Motor/Reglerabstimmung an.

      Ein anderer Punkt noch zur Taktfrequenz. Bei Drehstromasynchronmaschinen an Frequenzumrichtern wird die Taktfrequenz möglichst niedrig gehalten, da durch den Anstieg des induktiven Blindwiderstand bei hohen F auch die Blindleistung zunimmt bzw. der Wirkungsgrad sinkt. Zum Leidwesen der Anlagenführer, da der Motor bei kleiner Taktung sehr unangenehm pfeift.
      Im Grunde muss das ja ähnlich auch für Brushlessmotoren gelten, was meinst du dazu?

      Viele Grüße Max
    • Neu

      Moin Jörg, genau die meine ich, im Grunde ist ja die Ausgangsseite vom Brushlessregler ähnlich der Wechselrichterseite ohne Amplitudenmodulation vom FU.
      Ich glaube beim Asynchronmotor kam auch noch der höhere Blindwiderstand des Kurzschlussläufers bei hohen F dazu, die gibt es beim synchron laufenden Brushless natürlich nicht.
      Grüße Max
    • Neu

      maxfly95 schrieb:

      Moin Mathias,
      die Erfahrungen von Georg kann ich bestätigen. Ich fahre seit kurzem eine Regler/Brushless Combi ohne Sensor am Boot. Das Anlaufverhalten ist fast vergleichbar mit einem DC Motor und sehr gute Langsamlaufeigenschaften. Bei einem älteren Heli von mir mit schlechter Regler/motorcombi hatte es beim Anlauf erstmal den ganzen Heli gedreht wegen des ruckartigen Anlaufs. Die schlechten Langsamlaufeigenschaften störten da nie, da die Drehzahl nach Anlauf sowieso konstant gehalten wurde. Das verzögerte Ansprechverhalten um den max. Polradwinkel nicht zu überschreiten ist bei Fliegern und Schiffen auch akzeptabel meiner Meinung nach.
      Es kommt also wie du gesagt hast auch auf eine gute Motor/Reglerabstimmung an.

      Ein anderer Punkt noch zur Taktfrequenz. Bei Drehstromasynchronmaschinen an Frequenzumrichtern wird die Taktfrequenz möglichst niedrig gehalten, da durch den Anstieg des induktiven Blindwiderstand bei hohen F auch die Blindleistung zunimmt bzw. der Wirkungsgrad sinkt. Zum Leidwesen der Anlagenführer, da der Motor bei kleiner Taktung sehr unangenehm pfeift.
      Im Grunde muss das ja ähnlich auch für Brushlessmotoren gelten, was meinst du dazu?

      Viele Grüße Max

      Hallo Max,

      Danke für dein Feedback bezüglich dem Anlaufverhalten. Nun zu deiner Frage. Ich muss zuerst kurz ausholen bzw. meine Aussage etwas präzisieren. Die Taktfrequenz ist selbstverständlich abhängig von der Grösse des Motors bzw. von der elektrischen Zeitkonstante. Die Zeitkonstante ergibt sich aus der Impedanz des Motors, also aus R und L der Wicklung. Je kleiner die Zeitkkonstante, desto grösser die Taktfrquenz. Motoren mit eisenlosen Wicklungen, wie sie für hoch präzise Robotik Anwendungen eingesetzt werden, habe besonders tiefe Zeitkonstanten durch die Spule ohne Eisenkern. In diesem Bereich sind Takfrequenzen von 50kHz bis 100kHz üblich.

      Die im Modellbau verwendeten Motoren sind keine Asynchronmaschinen. Es handelt sich vielmehr um permanent erregte Synchron Maschinen (PMSM) oder bürstenlose DC Motoren (BLDC). Der Unterschied ist nicht genau definiert und abhängig wen man fragt. Wir bei uns sprechen von BLDC egal ober der Motor mit Blockkommutierung oder Vektorsteuerung betrieben wird. Die meisten Servokontroller unterstüzen sowieso beide Arten der Ansteuerung.

      Mit Asynchronmaschinen kennen ich mich leider nicht aus. Sie spielen bei Kleinstantrieben für Positionieraufgaben kaum eine Rolle.

      Gruss Mathias
    • Neu

      maxfly95 schrieb:

      Moin Jörg, genau die meine ich, im Grunde ist ja die Ausgangsseite vom Brushlessregler ähnlich der Wechselrichterseite ohne Amplitudenmodulation vom FU.
      Ich glaube beim Asynchronmotor kam auch noch der höhere Blindwiderstand des Kurzschlussläufers bei hohen F dazu, die gibt es beim synchron laufenden Brushless natürlich nicht.
      Grüße Max

      Die Ausgangseite ist identisch. Was beim Brushless ESC fehlt ist die Gleichrichtung am Eingang da wir ja eine Batteriespeisung haben. Aber auch beim Brushless ESC wird die Spannung moduliert, sie gibt ja schliesslich die Drehzahl vor! Im Link von Jörg ist die Spannung sinus moduliert, das ist aufgrund der aufwendigeren Berechnungen im Modellbau weniger verbreitet.

      Ganz wichtig ist: Beim Brushless Motor wird die Drehzahl nicht durch das Rotieren des Feldes vorgegeben sondern wie beim "normalen" DC Motor durch die Spannung bzw. den entsprechenden Arbeitspunkt auf der Motorkennlinie. Die Ausrichtung des Feldes ist abhängig von aktuellen Lage des Rotors (Magnet) aus und muss entweder über externe Sensoren oder der backEMF bestimmt werden. Der Drehoment bildende Teil steht immer senkrecht auf der Magnetachse (3 Finger Regel).


      Gruss Mathias

      Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von DivisionByZero ()