Drehzahl-Regelbereich bei Brushless-Motoren

[Heling]

So, da bin ich wieder.

Jack, zunächst mal eine Gegenfrage: hast du schon mal ein Schiffsmodell gebaut? Da ist es auch bei Verdrängermodellen gar nicht so unüblich, direkt gekuppelte Langsamläufer einzusetzen.

Damit ist auch schon fast deine erste Frage beantwortet. Für mich sind Drehzahlen von 4000 - 6000 U/min auch noch keine Kleinstdrehzahlen. Diese Werte, wahrscheinlich eher 4500 - max.5000 U/min, werde ich als Maximaldrehzahlen brauchen. Da macht der 40er Prop schon ganz nett Schub. Um das Modell jedoch auch vernünftig manövrieren zu können, brauche ich aber auch wesentlich langsamere Drehzahlen. Ob ich unbedingt bis 100 U/min runter muß, stelle ich mal in Frage, wenn ich in den Bereich von 400 - 200 U/min käme, würde das wohl auch genügen.

Um ein Getriebe zu kapseln, bin ich zu faul. Ein Selbstbau-Zahnriemengetriebe würde nach den mir vorliegenden Preisen auch schon etwa 30 € kosten, dafür würde ich schon einen BL-Motor bekommen.

Übrigens: wenn Propellergröße- und drehzahl gleich bleiben, ändert ein Getriebe an der Wellenleistung gar nichts. Das Getriebe bringt nur was, wenn der Motor deutlich zu schnell oder zu langsam dreht, aber gerade das will ich ja durch Auswahl eines in der Drehzahl passenden Motors vermeiden.

Für die von mir angepeilten BL-Motoren gibt Robbe Lastdrehzahlen von ca. 4600 - 7000 U/min an, das würde zu meinen benötigten Werten passen. Ein Getriebe ist also gänzlich unnötig. Diese Motoren sollen zudem eine max. Wellenleistung von 110 W haben, ich habe in einem Versuchsaufbau mit einem deutlich überforderten Bürstenmotor bei 4750 bzw. 6000 (das waren zwei verschiedene 40 mm Props) ca. 35 W elektrische Leistungsaufnahme am Netzgerät gemessen, Wellenleistung dürfte entsprechend bei ca. 20 W gelegen haben.

So gesehen dürften diese BL-Motoren mit den Propellern doch gar kein Problem haben, oder übersehe ich da gerade was?

@Basti:

Danke für deine Ausführungen! Was ist denn das N in z.B. 12N14P? Ist das die Magnetanzahl? Ich habe da noch nicht so die große Ahnung.

Leider kann ich nichts ausprobieren, da ich außer dem Equipment in meinen Helis nichts zum probieren habe. Außerdem ist Bedingung, daß der Regler Vorwärts und Rückwärts ansteuern können muß, da das Modell sonst nicht rückwärts fahren kann. Damit dürften eine Menge guter Regler schon wegfallen.

Wie sieht es denn mit der Roxxy BL Control 9xxer Serie aus? Da gibt es eine recht gute Auswahl und es lassen sich z.B. Timing, Beschleunigung, Start Power usw. einstellen.

Gruß Tilo

[Sniping-Jack]

Jack, zunächst mal eine Gegenfrage: hast du schon mal ein Schiffsmodell gebaut? Da ist es auch bei Verdrängermodellen gar nicht so unüblich, direkt gekuppelte Langsamläufer einzusetzen.

Es ist zwar nicht die feinste Art, eine Frage mit ner Gegenfrage zu beantworten, aber seis drum.
Ja, ich habe schon mehrere Schiffsmodelle gebaut. Brushed Langsamläufer direkt angekoppelt an Regler gehängt, fertig. Hat ein paar müde Mark gekostet und hat genau das gemacht, was verlangt war. Auf die Idee, einen BL-Direktantrieb wär ich gar nicht gekommen, was möglicherweise daran liegt, dass ich ein bisschen auch über BLs bescheid weiß. Wenn, dann jedenfalls nur über Getriebe, weil nur dann der BL auch im Schiff den einen oder anderen vorteil ausspielen kann. Direkt ginge sicher auch, aber glaub mir, den willst du nicht zahlen.

Übrigens: wenn Propellergröße- und drehzahl gleich bleiben, ändert ein Getriebe an der Wellenleistung gar nichts. Das Getriebe bringt nur was, wenn der Motor deutlich zu schnell oder zu langsam dreht, aber gerade das will ich ja durch Auswahl eines in der Drehzahl passenden Motors vermeiden.

Danke, dass du mich über diese Banalität aufklärst, dumm nur, dass es nicht darum ging.
Das Getriebe soll den BL unterstützen und in einen Drehzahlbereich bringen, wo er wenigstens halbwegs operieren kann. Die Wellenleistung ist da nicht das Thema, sondern dass ein BL nunmal nicht wie ein Brushed auch bei kleinen Drehzahlen noch gut steuerbar ist. Das geht erst mit mehreren hundert U/min los und selbst da hat er so gut wie keine Kraft. Das heißt, er könnte wohl, aber kein Regler ist darauf ausgelegt! Der Markt braucht eben nur für Flieger Regler und da spielen so kleine Drehzahlen keine Rolle. Falls aber doch, Getriebe. Ist halt so.

Naja, egal. Ich bleib dabei: mit Getriebe könnte man sicher was machen, aber ohne wird es entweder nicht so, wie du es dir vorstellst, oder es wird merklich teuerer als mit Brushed. Aber ich kann mich freilich auch irren. Ist halt eine Einschätzung aus den Erfahrungen, die ich bisher gemacht habe.

trotzdem: viel Erfolg!

[frankyfly]

Was ist denn das N in z.B. 12N14P?

Nein, das N steht für Nuten und beschreibt den Stator (also das worauf der Draht gewickelt wird) und das P eben die Pole also wie viele Magnete in der Glocke sind. für mehr > www.powercroco.de

Ich komme bei meinem Überlegungen immer wieder auf das selbe Problem, nämlich das es zu laut wird oder zu viel kosten Würde.

Getriebe > Zu laut (habe ich als Flautenschieber im Segler > Ätzend!)
"noraler" BL bei geringen Drehzahlen > rasten > zu laut
Steppermotor (mit Eigenbauansteuerung über µC) > auch rasten > zu laut

Ob ich unbedingt bis 100 U/min runter muß, stelle ich mal in Frage,

Ich nicht. Um einen Schlepper vor allem in Zusammenarbeit mit einem größerem Modell das geschleppt/geschoben werden soll feinfühlig zu fahren muss man eben sehr weit runter mit der Drehzahl.

[Sniping-Jack]

Japp, so sehe ich das auch. Entweder es wird teuer, oder unbefriedigend.
WENN es wirklich brauchbare BLs für derlei Schiffsmodelle gäbe, glaubt es mir,
die Hersteller hätten längst welche im Programm als "Schiffs-BL".
Schließlich liessen sich damit schon wieder ein paar Brushed entsorgen
und durch BLs ersetzen. So ein Geschäft ließe sich keiner entgehen.

[frankyfly]

Ich denke schon das es möglich wäre einen zu bauen, aber es wird sich für die Hersteller/Händler einfach nicht lohnen, weil wie gesagt in solchen Modellen das Gewicht egal ist und es damit auch egal ist wenn der Wirkungsgrad nicht gut ist. kommt eben ein dicker meist Blei oder NiXx Akku rein. Fahrzeiten von 30min bis zu einer Stunde sind bei Funktionsmodellen (nicht bei Rennsemmeln, die machen den Akku teiweise noch schneller leer als wir flieger ) so giut wie normal.
(mit meinem Segelboot ist der limitierende Faktor die Funke und/oder meine Geduld. Ist ein 3300er NiMh drin. Ruder und Segelverstellservo brauchen zwischen 0,8 und 1,2A macht grob 3h Fahrzeit mit viel viel Reserve )

[Heling]

Übrigens: wenn Propellergröße- und drehzahl gleich bleiben, ändert ein Getriebe an der Wellenleistung gar nichts. Das Getriebe bringt nur was, wenn der Motor deutlich zu schnell oder zu langsam dreht, aber gerade das will ich ja durch Auswahl eines in der Drehzahl passenden Motors vermeiden.

Danke, dass du mich über diese Banalität aufklärst, dumm nur, dass es nicht darum ging.

Du hattest folgendes geschrieben:

Ausserdem: Im Direktantrieb wird ein BL dann doch belastet und der Teillastbetrieb erfordert teure Regler. Mit Getriebe hingegen bist du zwar auch im Teillastbereich, aber die Leistung ist niedrig und auch von normalpreisigen Reglern noch gut händelbar.

Das hörte sich so an, als ob du meintest, mach ein Getriebe dran, und schon brauchst du weniger Leistung. Deshalb mein Kommentar.

Ich verstehe immer noch nicht ganz, wieso ihr einem von Haus aus langsam laufenden BL die Fähigkeit absprecht, vernünftig mit geringer Drehzahl zu laufen. Das Verhältnis von niedrigster möglicher Drehzahl zu Maximaldrehzahl sollte doch eigentlich bei allen BLs etwa gleich sein, egal wieviel kV die haben. Da bringt ein Getriebe dann doch auch nichts. Ich möchte eine Maximaldrehzahl von 4000 - 6000 U/min haben. Es gibt BLs, die das direkt gekuppelt möglich machen. Ihr behauptet, der wird aber nicht mit 100 U/min laufen können. Nehme ich einen BL mit 8000 - 12000 U/min und ein Getriebe 2:1, komme ich dann auf meine 100 U/min? Wäre nett, wenn sich dazu mal jemand fundiert äußern würde, ein einfaches "geht nicht" ist mir zu wenig.

Wo ich euch Recht gebe, daß es eher ein Problem des Reglers sein dürfte, weil die überwiegend auf Flugzeuge ausgelegt sind.

Leider werden Schiffsmodellbauer von den Modellbauherstellern sehr vernachlässigt, das sieht man auch an den Sendern. Für Flieger gibt es eine erschlagende Auswahl mit zig Mischern und was weiß ich sonst noch, aber für Schiffsmodellbauer? Für die gibt es fast gar nichts. Einen "Schiffs-BL" gibt es sicherlich aus genau diesem Grund nicht, weil der Markt für zu klein gehalten wird.

Aber, es gibt ihn doch! Schaut euch auf der Robbe-Seite mal die Beschreibung vom U-Boot Klasse 212 an, da steht, daß als Antrieb ein langsamdrehender Brushless-Elektromotor mit hohem Drehmoment sorgt, als Regler wird ein Roxxy Bl Control 918 empfohlen.

Irgendwie kommt mir das hier so ein wenig so vor wie "Das hat noch nie jemand so gemacht, also geht das auch nicht". Wo bleiben da die Innovationen?

Gruß

Tilo

[TheManFromMoon]

Moin Tilo,

100% klappt dein Vorhaben!
Ich habe gestern meinen Brushless Truggy gefahren, das geht auch extrem langsam mit einem Motor der ein sehr großes Rastmoment hat (schwierigster Fall überhaupt).
Ich fahre auch mit Rennbooten die knapp 80 Sachen fahren, da ist die Mindestgeschwindigkeit auch nicht 25km/h.

Du schreibst was von 4500-5000 Maximaldrehzahl und eine Minimaldrehzahl von 200-400, das sind also 4-9% der Volllastdrehzahl.
Soweit solltest du runterkommen können. Das hängt allerdings extrem extrem vom verwendeten Regler ab.
Gerade im Boot ist das Anlaufverhalten von Brushlessmotoren extrem unkritisch (genauso wie im Flugzeug), weil keine große Masse an der Motorwelle hängt. Im Auto sieht sowas gans anders aus.

Wieviel Spannung hast du für den(die) Antriebsmotor(en)?

Ich sehe da absolut garkein Problem!

Viele Grüße
Chris

[Heling]

Moin Chris,

endlich mal wieder jemand, der meine Idee nicht von vornherein in Frage stellt!

Da das ja kein Rennboot werden soll und ich hier noch 12V Bleiakkus stehen habe, würde ich diese gern verwenden. Leider komme ich mit dem Roxxy BL-Outrunner 2827-34 (760 kV) dann wahrscheinlich in der Gegend von 6400 U/min raus, was eigentlich schon etwas viel ist.

Bei einem 6V Bleiakku könnte ich den Roxxy BL-Outrunner 2827-26 (930 kV) nehmen und könnte bei etwa 4500 U/min landen. Da die Regler aber i.d.R. ein eigenes BEC haben, weiß ich nicht, ob die an 6V nicht anfangen zu spinnen, weil denen die Spannung nicht reicht.

Warum Bleiakku? Erstens habe ich die, außerdem kostet die gleiche Kapazität in NiCd/NiMH erheblich mehr.

Hast du vielleicht noch einen Vorschlag für einen passenden Motor und Regler? Der Regler muß aber auch über Rückwärtsfahrt verfügen. Was ist z.B. von der Roxxy BL Control 9xxer Serie zu halten?

Viele Grüße
Tilo

[ER Corvulus]

.. mit 6V brauchst Dir aber über ein BEC keine gedanken mehr machen - einfach RX, Servo(s) usw anstöpseln (nur das digitale hecksorvo... *Renn*) - aufpassen dass der Regler noch ein NiMh-Modus hat - die gehen meist bis 5V runter.
Problematischer wird das Rückwärtsfahren... haben sicher viel weniger ... mit 6V sollten aber auch Car-Regler gehen - die haben sowas meist auch, aber die BL-Steller sind da auch nicht unbedingt "schnäppchen"

Grüsse Wolfgang

[TheManFromMoon]

Moin Tilo,

der Roxxy wiegt ja gerade mal 57gramm und vermag unter guter Luftkühlung (Propeller vorne drauf) nur 110Watt leisten. Ich kann mir nicht vorstellen das der einen 40er Prop antreiben kann. Der wird die wohl zu heiss werden.

Wie "klein" is denn das Boot? Also ich schätze mal so das das Boot maximal 1 kg wiegen darf für so einen Motor.

Auf 6V würde ich nicht gehen, 12V denke ich sind besser.
Da brauchste also einen Motor mit 400-500U/min/V.

Ui, ich seeh schon das wird nicht soo einfach.

Okay, bei 6V wäre der Motor schonmal einfacher, dann bräuchte man einen mit 800-850 U/min/V

Hmm, Regler, da fallen mir folgende ein:
YGE
Jeti
Flyware
Hacker
MGM
oder halt mal tatsächlich bei Ebay ausschau halten nach nem Car Regler....

Viele Grüße
Chris

[ER Corvulus]

40er Jazz ist teillastfest und kann sogar rückwärts..(im Car-Modus..) BEC dürfte auch reichen *Renn*

[frankyfly]

nur 110Watt

Das soll doch ein Schlepper werden und kein Rennboot, das reicht dicke und dreifach. sind zwar 40er schrauben aber welche für Langsame Modelle mit sehr geringer Steigung. Ich schätze wie gesagt das Spittzenwerte von 50 max. 75W pro Schraube Locker ausreichen für Ca. 6-8 Kg. Schiff mit genug Reserve zum schleppen.

Unser Dickschiff ist die Adolp-Bermpol mit gut 9,5Kg angetrieben von 3 Speed 500E 12V an 30mm 3-Blattschrauben.

Pro Motor gehen Ca. 4-4,5A, macht Ca 140- 160W Gesamtleistung und damit geht der Pott sehr zügig (zu zügig für die meisten Teiche hier in der Gegend, es fehlt einfach an Bremsweg )

[Heling]

Hm, 40er Jazz, der kann ja tatsächlich rückwärts! Aber 130 € ist schon eine Menge Geld. Nach meinem flüchtigen Durchblick der von Chris genannten Hersteller scheint sonst nur MGM eine größere Auswahl an rückwärts-fähigen Reglern zu haben, die aber scheinbar auch nicht wirklich billiger sind.

Zur Leistungs-Frage:
Ich habe in der Badewanne eine Testreihe durchgeführt, Motor war ein Speed 500 (7,2 V). Getestet wurden zwei verschiedene 40 mm Graupner Props, einmal ein Dreiblatt und dann ein Fünfblatt (der für die Ranzow). Ich bin je nach Prop so bis 3,5 - 4,0 V gekommen, darüber machte das Netzteil nicht mehr mit (Strom zu hoch). In jeder Meßreihe habe ich bei verschiedenen Spannungen den Strom sowie die Drehzahl gemesssen. Daraus habe ich ein Excel-Diagramm gemacht. Dort habe ich die Meßreihen für höhere Drehzahlen extrapoliert, was sicherlich mit deutlichen Ungenauigkeiten behaftet sein dürfte, aber die Tendenz sollte stimmen.

Damit komme ich zu folgenden Leistungsaufnahmen (elektrisch):

3-Blatt:
4000 U/min: ca. 13 W
5000 U/min: ca. 22 W
6400 U/min: ca. 38 W

5-Blatt:
4000 U/min: ca. 19 W
5000 U/min: ca. 34 W
6400 U/min: ca. 65 W

Diese Werte beziehen sich auf die aufgenommene elektrische Leistung, die Wellenleistung dürfte 40 - 50 % geringer sein, da der Speed 500 mit max. 66 % Wirkungsgrad angegeben ist. Hinzu kommen auch Ungenauigkeiten durch die Messung in der Badewanne, was mit einem Modell in freiem Wasser nur bedingt vergleichbar ist.

Wenn die Leistungswerte halbwegs stimmen, sollte der kleine Roxxy das eigentlich abkönnen, denn er wird selbst mit dem Fünfblatt voraussichtlich nur 60 % seiner Maximalleistung erbringen müssen.

Der Dampfer wird wohl mindestens 7 kg Verdrängung haben.

So langsam fürchte ich, daß ich wohl nicht um einen 1:1 Versuch herumkomme, da werde ich dann ja sehen, ob es funktioniert.

Viele Grüße
Tilo

[Basti 205]

Ich habe in der Badewanne eine Testreihe durchgeführt

lol
Die zeiten wo das bei mir noch ging sind bei mir schon lang her, einen Mono1 an 5s mit 43000Upm auf dem Prop braucht man nicht mehr in der Badewanne testen

[Heling]

Na ja, eine Schiffbauversuchsanstalt habe ich leider nicht, da wird eben die Badewanne mißbraucht.

43000Upm

.... braucht man nicht mehr in der Badewanne testen.

Kann man machen, aber nach dem Test ist das Wasser wahrscheinlich woanders als in der Wanne.