Spannung - Strom - Leistung

[Gebi]

Hallo,
mich wundert, warum die Antriebe fast nur mit hohen Strömen und nicht so hohen Spannungen (6s = 25V) ausgelegt werden.

Motorleistung = Spanung * Strom
Verlustleistung in Drähten und in den PowerMOSFETs der Reglers:
Verlustleistung = Strom^2 * R
Also für gleiche Motorleistung wird bei doppelter Spannung nur der halbe Strom benötigt.
Da in der der Verlustleistung der Strom mit dem Quadrat eingeht, sinkt sie auf 1/4.
Dazu gehört dann ein Motor mit entsprechend niedrigem kv oder das Getriebe hat die passende Übersetzung.
Für ein kv halb so groß, ist die doppelte Windungszahl mit halber Drahtstärke (der Strom ist ja auch die Hälfte) nötig. Setzt man das in die obigen Gleichungen ein, so errechnet man die halbe Verlustleistung.
PowerMOSFETs gibts inzwischen auch für höhere Spannungen

Wer weiß hier physikalisch genau Bescheid?

Gebi

[Kupfer]

Naja, mit den LiPos ist man halt mal von der Spannung pro Zelle begrenzt. Ein 30S Akku wären dann vom Laden her schon ziemlich kompliziert,
von daher fliegt man >98% der Helis mit max. 12S, außerdem ist die Akkuherstellung komplizierter und das Akku wird etwas schwerer und teurer.
Ein ordentlich ausgelegter Antrieb bei unseren Heli ist außerdem eh schon ziemlich effizient...

Wenn ein LiPo zB. 6V Nennspannung hätte, dann würde man sicher bei der gleichen Zellenzahl bleiben, aber so ist es eben aufwendig.

Lg. Jürgen

[Armadillo]

Ich denke es wird in Zukunft schon auch in Richtung mehr Spannung gehen. Aber man muss sich mal die Entwicklung der letzten Jahre ansehen. Die Nimhs haben ja schon deutlich weniger Spannung. Insofern waren die LiPos schon ein großer Sprung. Wie Kupfer schon sagte hängt das genau davon ab. Standards müssen sich erst mal etablieren und ihre Wirtschaftlichkeit beweisen bevor viele Hersteller auf den Zug aufspringen. Und zumindest mir ist aktuell kein Akku bekannt der deutlich mehr Spannung liefern kann ohne dass man wie Kupfer schon sagte 30 Zellen hat.

[faxxe]

Theoretisch lässt sich die Spannung weiter erhöhen. Aber ab einem gewissen Wert müssen
auch Vorkehrungen zum Schutz des Anwenders in Kraft treten (ich glaube >60V DC).
Gleichspannung wird auch für den Menschen irgendwann sehr gefährlich.

[Crizz]

Schutzkleinspannung ist alles unter 60 V , darüber sind Schutzmaßnahmen nach "IP-irgendwas" nötig, das wäre für die Modelle dann nicht mehr realisierbar. Deshalb ist bei max. 14s ( 58.8 V ) auch Ende bei den HV-Setups.

Dem entgegen steht der Leistungswahn unserer Zeit, es muß immer noch mehr sein - dabei hat ein 450er Heli mit 500 W Motor bereits ein Leistungsgewicht wie ein F1-Renner. Es ist halt immer die Frage, was man letztlich mit dem Ding wirklich machen will. Es muß ja kein 6 kW Motor sein. Und wie schon gesagt wurde muß ja auch das Gewicht bedacht werden - wenn man damit nicht zu hoch kommen will ( 5 kg-Grenze ) schränkt jede Zelle mehr auch wieder die mögliche Kapazität ein, dafür wird der Akku aber voluminöser und schwerer. Irgendwo wird man immer einen Kompromis finden ( müssen ).

[Gebi]

Akku:
Da meine ich gleicher Energieinhalt, also mehr Zellen bei weniger Kapazität
W = Q * U = konst.
Schutzkleinspannung:
Das ist wichtig, Spannungen darüber hinaus erfordern Schutzmaßnahmen und die hindern.
Leistung:
Nicht mehr Leistung - sondern besserer Wirkungsgrad, weniger Materialaufwand, weniger thermische Belastung des Reglers, dünnere Kabel sind weicher usw.

Übrigens:
Wir verwenden in Europa im Stromversorungsnetz 230V und haben Vorteile gegenüber 110V.

Gebi

[faxxe]

Also hast du dir nun auf die eingangs gestellten Fragen eh selbst die Antworten gegeben

[ChrisK]

schade, dass man die Spannung nicht hochtransformieren kann.

[Kupfer]

@Gebi: Irgendeinen Mitteilungszwang mit deinen Formeln?
Soll ich hier jetzt auch alle Formeln aufschreiben, die ich gerade über die ASM im Kopf habe

Auch bei gleicher Energie wird ein Akku mit mehr Zellen teurer und schwerer.
Brauchst ja zB. nur mal ein paar Akkus mit 2S 4Ah und 4S 2Ah vergleichen....

@ChrisK: Für was willst du die Spannung hochtransformieren!?

Lg. Jürgen