Speed boten langzamer maken,,, maar hoe?

[r_heliman]

Hallo,

Ik heb een groot probleem. Voor een firma heb ik 5 electro speedboten geleverd en die varen op 7,2 Volt. Maar gaan helaas een beetje snel. Kan ik op een simpele manier de boten langzamer latern varen / en langer?

Het zijn geen dure boten, vergelijk ze maar met NIKO types. Alle sugesties zijn welkom, ik heb er aangedacht om er 6,0 Volt accu's van te maken, maar dan varen ze wel niet langer

Groeten
Roel

[Roel van Essen]

6V is prima, dan varen ze langzamer.
Niet korter of langer, omdat het amperage bepalend is voor je vaartijd en het voltage voor je snelheid.

[Carlo aka Rambo]

Voor het langzamer varen te verkrijgen is ook een gedacht om de
schroef te verkleinen. Dat doet al iets aan je snelheid, maar niets
aan je vaartijd.

Voor een langere vaartijd kunt ge de batterij vervangen door eentje
met meer capaciteit.

(PS: Hou er wel rekening mee dat die motortje gloeiendig heet worden,
en hoe langer ze blijven werken zonder goede koeling dat ge ze dan kunt opstoken. Als ze niet watergekoeld zijn natuurlijk )

Greetings

[Satoer]

Is dit niet een luxe probleem dan? Als de regelaar proportioneel is dan geef je toch wat minder gas? Of is het echt aan of uit?

[boatfreak]

Prop verkleinen! dan heeft de motor minder moeite om hem door het water te sleuren minder ampere's langere vaartijd en toch een langzamere boot

Maar waarom een speedboot langzamer maken?

mzzls...........Daniel...............

[r_heliman]

Hallo,

Het is namenlijk zo dat de boten gekocht zijn voor een firma? En deze boten moeten op een kleine plas varen, en wordt bestuurd door kinderen. Ik hoopte door een kleine verandering (bijvoorbeeld weerstand) in serie te zetten met de motor of zo..

groeten
Roel

[mestdaght]

hallo.

Als je ze naar 6V brengt gaan ze en langzamer varen EN LANGER !
Als je van spanning daalt gaat ook je amperage automatisch meedalen
waardoor je langer vaart
wet van Ohm ....

TM

[wimg]

Oorspronkelijk geplaatst door r_heliman

een kleine verandering (bijvoorbeeld weerstand) in serie te zetten met de motor of zo..

Niet doen!
Die weerstand gaat energie omzetten in warmte! En dat is verlies. Ja, in snelheid, maar ook in vaartijd. Die wordt namelijk ook korter!

Wim

[Ernst Grundmann]

Door een weerstand in serie met de motor te plaatsen zal de vaartijd niet minder worden zoals Wim suggereerd. De weerstand van het geheel wordt hoger waardoor en MINDER stroom kan lopen en de motor dus langzamer zal draaien. Omdat er MINDER stroom wordt gebruikt zal de motor dus juist langer kunnen draaien.
Stel je hebt een motor die bij 7,2V, 1Amp gebruikt. Het vermogen dat uit de accu wordt getrokken is dus 7,2V * 1Amp = 7,2Watt. Al dit vermogen gaat dus naar de motor!
De "weerstand" van die motor is dan 7,2 / 1 = 7,2Ohm. Als je dan een weerstand van 7,2Ohm in serie met de motor zet zal de stroom lager worden, het wordt dan 7,2V / 14,4Ohm = 0,5Amp. Het vermogen dat uit de accu wordt getrokken is nu nog maar 7,2V * 0,5Amp = 3,6Watt. De helft van eerst, dus de accu gaat twee keer zo lang mee.
Maar er is één hele grote maar en dat is dat nu niet al dat vermogen meer naar de motor gaat. In serie met de motor zit die weerstand en (voor het gemak) heb ik die weerstand dezelfde waarde gegeven als de motor. Dat houdt dus in dat het vermogen (die 3,6Watt) zich netjes verdeeld over de weerstand en de motor. Met andere woorden de motor en de weerstand krijgen elk 1,8Watt. Die 1,8Watt die de weerstand te verwerken krijgt is puur verlies, jammer. Maar de 1,8Watt die naar de motor gaat is het vermogen dat de boot moet aandrijven en dat is nu plotseling nog maar een kwart van eerst, de boot zal dus behoorlijk langzamer varen.
Voordat er nu mensen zijn die mij op m'n vingers gaan tikken door te zeggen dat de berekeningen niet helemaal juist zijn zal ik het maar vast zeggen. De "berekeningen" van de weerstand van de motor kloppen niet omdat de motor een dynamische weerstand is die, onder andere, afhankelijk is van het toerental. Het gaat hier echter om het principe en de fouten die hier ontstaan zijn niet erg groot. Als je gaat meten zal je merken dat de waardes niet zo erg veel zullen afwijken van de berekening.

Om de snelheid te veranderen kan je 2 dingen doen.

- Motor minder stroom geven (6.0 v dus), de prop zal minder hard draaien, dus minder snel varen.

Dit zal je snelheid inderdaad verlagen, maar ik durf niets te zeggen over je vaartijd. Het zal wel iets schelen, maar of het veel is durf ik niet te zeggen.

- De voortstuwing van je boot aanpassen
Dit kan je doen door de spoed van je prop te verlagen. Door een prop met minder spoed te nemen, wordt de voortstuwende kracht van het geheel lager, en dus zal het schip langzamer varen gaan.
Ook zou dit kunnen door er een kleiner motortje in te zetten (Minder toeren draaien) Ook dan zal de snelheid lager worden.

De vaartijd aanpassen kan je ook op verschillende manieren doen.
Probeer hierbij wel zo veel mogelijk VOLGAS te varen. Klinkt misschien raar, maar halfgas is GEEN half verbruik. Zeker met de regelaars van tegenwoordig wordt de overtollige hoeveelheid stroom (Jij geeft half gas, dus de helft van de stroom mag maar naar de motor toe) door de regelaar "opgenomen" Ik weet even niet hoe ik het beter kan uitleggen, maar dat kan vast 1 van de electronica boy's je wel vertellen.

Keyword bij het aanpassen van de vaartijd is "Ampere"

Ofwel MEER ampere in de accu. Een motor loopt langer op een 3300 mAh accu, dan op een 1500mAh accu.
Ofwel MINDER ampere vragen. De weerstand verlagen dus.

Als ik dat zo samen vat, zou ik proberen een andere accu, met evenveel Volt, maar mee Ampere's..

EN

Een kleinere schroef met minder spoed. Dat zal de snelheid verlagen, en je Ampere verbruik drastisch verminderen.

Succes ermee, en laat even weten wat je geprobeerd hebt, en hoe het resultaat is


Marco.

[wimg]

Dank voor de correctie Ernst.

Maar, voor mijn begrip:
is de vaartijd in de "weerstand" methode dan gelijk aan de vaartijd zonder weerstand?
Zo begrijp ik het verhaal nu.
Dat het vermogen drastisch afneemt is me door je verhaal duidelijk geworden.

Wim

[Carlo aka Rambo]

Zo begrijp ik het ook en zo zie ik het ook elektrisch gezien ook.
Die weerstand die erin geplaats moet worden is niet zomaar een weerstand hoor.
Dat moet al een vermogenweerstand zijn ook. Zo'n gewone voor een led of zo is niet voldoende en is direct opgestookt.

Maar om er even op verder te bomen. Motor's waarvan de spanning verlaagd worden gaan ook meer stroom trekken. Dit omdat de motor
zijn kracht wil blijven behouden. Wet van, sla me dood ik weet het niet ook allemaal die wetten

Het kan zijn dat de motor minder snel gaat draaien, maar door de vermogenweerstand gaat ge eerder nog meer warmte creëren
dan nodig is. Maar de vaartijd gaat niet veel verschillen denk ik hoor.

Greetings

[Ernst Grundmann]

Tjonge dit maakt nogal wat los merk ik. Er is nog veel niet duidelijk en er zijn ook dingen die gewoon niet kloppen zoals in het verhaal van No1Uno.
Ik ga het allemaal op een rijtje zetten en er een stukje over schrijven. Dat schrijven duurt even bij mij dus kan het wel laat vandaag of misschien wel morgen worden voordat het af is. Heb even geduld dan zal het hopelijk allemaal duidelijker worden.

Ernst,

Ik ben benieuwd naar je antwoord dan Als je er zo de tijd voor neemt, zal het vast wel inhoudelijk kloppen.

Ook ben ik benieuwd waar ik ernaast zat Niet dat ik je in twijfel trek, maar meer omdat ik daar alleen maar van leren kan.

Ik wacht dus even

Marco.

[Ernst Grundmann]

De snelheid veranderen van een boot is op vele manieren mogelijk, dat is wel duidelijk. Het belangrijkste is dat de schroef langzamer gaat draaien en ook daar zijn vele mogelijkheden voor. Je kunt natuurlijk minder "gas" geven maar als hij wel sneller kan is de verleiding al snel erg groot om dat toch te doen met alle mogelijke gevolgen van dien.
Het verhaal dat een motor regelaar bij halfgas het warmste wordt WAS juist. De "ouderwetse" analoge regelaars regelen de spanning over de motor met een transistor. De transistor wordt als een regelbare weerstand gebruikt. Door de spanning te verlagen gaat er minder stroom door de motor lopen en draait de motor langzamer. Het probleem is echter dat de rest van de spanning (de spanning die niet naar de motor gaat) door de transistor weggewerkt moet worden.
Dat gebeurt in de vorm van warmte waardoor de transistor behoorlijk warm kan worden. In de praktijk komt het er op neer dat bij ongeveer halfgas de transistor het heetst wordt en dus het snelst kapot kan gaan. Daarom wordt altijd gezegd dat je de regelaar niet langdurig moet gebruiken tussen 1/3 en 3/4 gas. Liever alleen daar onder of erboven. Bij minder dan ongeveer 1/3 gas blijft er wel veel spanning over de transistor staan maar dan is de stroom zo laag dat het vermogen wat de transistor weg moet werken toch klein blijft en de transistor niet zo warm wordt. Bij volle snelheid staat de transistor volledig open en werkt hij als een soort schakelaar. Op dat moment staat er een minimale spanning over de transistor en ondanks dat de stroom nu heel hoog is gaat er toch maar weinig vermogen in de transistor verloren zodat hij veel minder warm wordt.
Het grote nadeel van deze regelaars is dus duidelijk. Bij alle gasstanden minder dan volgas gaat er energie verloren in de regelaar. Dat betekend dus dat je een hoop energie in je accu stopt die je later als warmte gewoon weggooit, doodzonde eigenlijk. Dat verlies is het grootst zo ongeveer bij half gas maar dat hangt van meer factoren af, onder andere van de motor en de belasting van die motor.
Als je dit zo leest klopt het verhaal van No1Uno (Marco) helemaal maar lees verder.
Gelukkig is dat nu bij de overgrote meerderheid van de moderne regelaars NIET meer zo. De moderne regelaars werken met het "chopper principe". Een andere veel gebruikte benaming is pulsbreedte regeling of PWM regeling. Dat is hetzelfde als een schakelende voeding en houdt in dat de accu spanning X maal per seconde gedurende een korte tijd doorgeschakeld wordt naar de motor. Dit principe wordt tegenwoordig heel erg veel toegepast. Zo'n beetje elke draadloze boormachine of schroefmachine gebruikt het. Er zijn zelfs wasmachines die het gebruiken.
Stel je hebt een regelaar waar het volgende op staat:
Speed controller for 400 to 600 type motors.
Voltage 6-12Volt (5 to 10 cells)
Const. current: 25Amp
Peak current: 40Amp
BEC: 5V - 1.5Amp
Pulsfrequency: 600Hz
Dit is een vrij normale regelaar denk ik zo. Maar die laatste regel die Pulsfequency is voor de meeste iets vreemds. Eerlijk gezegd staat het vaak niet eens op de regelaar maar moet je het ergens in de gebruiksaanwijzing bij de technische gegevens opzoeken.
Deze regelaar gebruikt dus een pulsfrequentie van 600Hz. Dat betekent dat de regelaar 600 keer per seconde de accuspanning doorschakelt naar de motor. Dat gebeurt vrijwel zonder uitzondering met speciale transistors namelijk FET's. Deze hebben het grote voordeel dat ze, als ze aangeschakeld worden, een hele lage weerstand (bijvoorbeeld maar 0,027Ohm) hebben. Hierdoor zullen de verliezen in de FET's minimaal zijn. De FET's dus de regelaar worden dan nauwelijks warm en behoeft dus ook geen ingewikkelde koeling.
Voor het voorbeeld ga ik er verder van uit dat we een accu gebruiken van 10 cellen (verderop in het voorbeeld is dat lekker makkelijk).
Als je nu naar het onderstaande plaatje kijkt zie je hoe dat chopper principe werkt.



Door de regelaar uit het voorbeeld wordt de motor 600 keer per seconde gedurende een hele korte tijd aangeschakeld en langere tijd uitgeschakeld. In de bovenste tekening is de verhouding 1/10. De motor krijgt wel steeds de volle accuspanning maar de tijd is zo kort dat hij daardoor nooit op volle draaisnelheid kan komen. Omdat de motor gedurende een langere tijd weer uitgeschakeld wordt zal de motor dus maar heel langzaam draaien. Het effect is hetzelfde als wanneer je een accu met slechts 1 cel op de motor aansluit.
In de tweede tekening is de aan/uit verhouding 2/10 en is het effect hetzelfde alsof je een accu van 2 cellen op de motor aansluit. De motor zal dus sneller gaan draaien.
In de derde tekening is de verhouding aan/uit nog verder opgelopen en is nu 5/10. De motor draait nog sneller, voor de motor lijkt het alsof er een accu met 5 cellen aan hangt.
De vierde tekening geeft de situatie weer waarbij het voor de motor is alsof er 8 cellen aangesloten zijn. De motor draait nu flink snel maar nog niet op volle toeren.
Als de motor uiteindelijk vol gas draait zal de motor gedurende de hele tijd aangeschakeld zijn en niet meer uitgeschakeld worden. De motor krijgt nu dus de volle accu spanning en zal op maximum toeren draaien. Je kunt het schakelen vaak ook goed horen. De motor zal "fluiten" als hij langzaam draait. Dat fluiten wordt minder duidelijk naarmate de motor sneller gaat draaien en verdwijnt als hij volgas draait.
In dit voorbeeld gebruik ik maar 10 stapjes maar een echte regelaar gebruikt veel meer stapjes. Dat zijn er meestal wel 256 of 512.
Het grote voordeel van dit systeem is duidelijk. In de regelaar treden vrijwel geen verliezen meer op! De accuspanning wordt steeds volledig doorgeschakeld. De schakelaars die dat doen, de FET's, hebben zo'n lage weerstand dat de verliezen minimaal zijn. De motor draait langzaam omdat hij steeds maar heel kort stroom krijgt.
Naarmate hij langer stroom krijgt gaat hij sneller draaien. Het maakt dan ook niet meer uit of je volgas of halfgas vaart, vliegt of rijdt. De regelaar zal er weinig of niets van merken en er niet warmer of kouder van worden.
Regelaars met een BEC (Battery Eliminator Circuit) kunnen WEL behoorlijk warm worden. De oorzaak is hier niet de regelaar zelf maar de BEC schakeling. Die schakeling werkt meestal wel op het verlies principe. Van een accu met 10 cellen (12V) teruggaan naar 5V geeft een spanningsverlies van 7V. Bij 1,5Amp is dat niet minder dan 7*1,5=10,5Watt. Hier zal de BEC schakeling behoorlijk warm van worden en moet je dus voor een goede koeling zorgen.

Dan weer even over het stroomverbruik. Het klopt dat de accu langer mee gaat als je de stroom vermindert. Dat verminderen van de stroom bereik je NIET door de weerstand te verlagen zoals Marco suggereert. Je moet juist de weerstand VERHOGEN om minder stroom te gaan gebruiken. Door die hogere weerstand zal er minder stroom kunnen gaan lopen en zal de motor langzamer draaien. Omdat je minder stroom trekt zal de accu dus ook langer meegaan. Dus als je een weerstand in serie met de motor zet bereik je wat je wilt, langzamer varen EN langere vaartijd. Het probleem is dat je in de weerstand een deel van het vermogen wat je nog wel uit de accu trekt kwijtraakt zonder dat je er iets aan hebt. Het is net als de "ouderwetse" regelaars. Daar wordt geen weerstand gebruikt maar een transistor die zich als een regelbare weerstand gedraagt. In die transistor wordt dan een deel van het vermogen dat uit de accu wordt gehaald in warmte omgezet omdat je langzaam wilt varen. Toch zal de accu langer meegaan omdat je toch MINDER vermogen uit die accu haalt. Het is alleen jammer dat je dus een deel van dat vermogen dan nog weggooit ook. Gebruik je een moderne regelaar dan heb je daar zo goed als geen last meer van en zal het NOG LANGER duren voor de accu leeg is.

Wat ook niet klopt is wat Carlo schrijft, een motor die op een lagere spanning wordt aangesloten zal NIET meer stroom gaan gebruiken. Wanneer je een motor op een lagere spanning aansluit gaat hij langzamer draaien EN minder stroom gebruiken. Wanneer je echter een grotere schroef monteert omdat je hetzelfde vermogen uit de motor wilt halen dan zal de stroom natuurlijk wel hoger worden. Het vermogen is tenslotte de spanning maal de stroom. Als je de spanning omlaag brengt dan moet de stroom omhoog om hetzelfde vermogen te bereiken. Door dan bijvoorbeeld een schroef met een grotere spoed of een grotere diameter te monteren zal de belasting van de motor groter worden en dan loopt de stroom wel op.
Het resultaat zal zijn dat je zo goed als even snel blijft varen, maar Roel wil juist langzamer gaan varen dus moet hij de zelfde schroef blijven gebruiken. Dan zal de motor dus en langzamer draaien en minder stroom gebruiken dus krijg je ook dan een langere vaartijd.

Nu even op een rijtje wat de mogelijkheden zijn.
*Een lagere accuspanning. Werkt prima maar dan moet je andere accu's kopen.
*Een weerstand in serie met de motor. Werkt ook goed maar de winst in vaar tijd is minder groot dan zou kunnen omdat er in de weerstand een deel van het vermogen verloren gaat.
*Een (moderne) pulsbreedte regelaar gebruiken. Werkt heel goed maar dan moet je in de zender de mogelijkheid hebben om de uitslag van de stuurknuppel te begrenzen. Dat kan in vrijwel alle computer zenders. Dan kan je nog steeds de knuppel volgas zetten maar de boot zal niet harder dan halfgas gaan. Extra verliezen in de regelaar zijn er zo goed als niet dus zal de vaartijd duidelijk langer worden.
*Een kleinere schroef monteren. Werkt prima en is waarschijnlijk het simpelste en goedkoopste. Een kleinere schroef verplaatst minder water dus zal de boot langzamer gaan. De belasting van de motor wordt ook minder dus zal hij minder stroom uit de accu trekken. Hierdoor krijg je ook een langere vaartijd. Als je daarna toch "normaal" wilt gaan varen hoef je alleen maar de juiste schroef weer te monteren.

Hopelijk is de zaak hiermee duidelijker geworden.