Brushless motoren

[d.knoppers]

Ach ja wat berekeningen zijn ook wel handig zolang je dan maar wat motor gegevens hebt (die ook kloppen)

Alleen draaien wij gemiddelde modelbouwers wel op het maximale rendement? Heb het idee dat wij vaak onder het maximale rendement draaien.

Kleinere motoren hebben soms nog maar 60% rendement als je een beetje prop wilt draaien voor trekkracht.

Goed die 30% was wat ruim genomen. Dan houden we het er inderdaad maar op dat je ongeveer het maximale (opgegeven) rendement moet/kan aanhouden +- een beetje.
Beter een iets slechter rendement aanhouden en beter uitkomen dan je motor over gecalculeerd te hebben en uiteindelijk te weinig trekkracht te hebben.

Die 11,1Volt om mee te rekenen is ook niet correct maar je moet ergens mee rekenen om een beetje tot de juiste keuze te komen zonder het gehele assortiment op te moeten kopen om te testen. Een beetje goede accu houdt de spanning wel een tijdje op nominaal bij belasting.

Toch bedankt voor de uitleg.

Zijn we toch weer wat wijzer geworden vandaag.

Gr. Dennis

[Harold]

Nog even over deze opmerking:

Oorspronkelijk geplaatst door d.knoppers

Ga gemiddeld uit van 70% rendement dus 166500,7= 11655rpm met de juist gekozen prop....

Dit is van vroeger....
Hier zie dat de teruggang in toerental ongeveer overeenkomt met rendement. Dit is echter alleen grofweg geldig voor ouderwetse borstelmotoren.
Het maximale vermogen (slecht rendement max 50%) heb je dan bij 50% van onbelast toerental.
Bij 70% rendement ook oneveer 70% van onbelast toerental.
Blijft een grove indicatie, want je hebt natuurlijk met zo'n motor niet 95% rendement bij 95% van onbelast toerental.

Indicatie was vooral handig voor een snelle check of je de borstelmotor niet overbelast door te grote prop.
Bij borsteloze motoren gaat het verhaal door de grotere vermogens niet meer op. Bij kleine indoor motortjes nog wel. Ik zoek nog voorbeelden.

[Ernst Grundmann]

OK, we gaan het ook bij een grotere motor berekenen. Bijvoorbeeld de AXI 5330/18.
Umax = 10 cellen = 37V(nominaal!)
Kv = 259 omw/V
Io = 2A.
Im bij maximale efficiëntie = 60A
Ri = 0,032 Ohm
Max efficiëntie = >85%

Bij 37V is het theoretische toerental = 37 x 259 = 9583 omw/min.
Spanning over de motor wanneer hij onbelast draait = 2 x 0,032 = 0,064V.
Toeren verlies wanneer de motor zonder belasting draait = 0,064 x 259 = 16,6 omw/min.
Werkelijke onbelaste toerental = 9583 - 16,58 = 9566,4 omw/min.
Spanning over de motor bij maximale efficiëntie = 60 x 0,032 = 1,92V
Toeren verlies wanneer de motor op max eff draait = 1,92 x 259 = 497,3.
Toerental wanneer de motor op max eff draait = 9583 - 497,3 = 9185,7 omw/min.
85% van 9583 = 8145,6 omw/min.

Dat is dus wel degelijk een heel groot verschil. Hier gaat deze rekenmethode dus inderdaat niet meer op.
Na wat verder rekenen en bekijken komt het volgens mij door de veel lagere inwendige weerstand (Ri) van de motor. Wat eigenlijk logiesch is want hoe lager de Ri hoe lager de spanningsverliezen zijn en dus de toerental verlaging. De elektrische verliezen worden ook minder maar daar merk je veel minder van omdat de overige verliezen, wrijving, ijzer verliezen, luchtweerstand en dergelijke, niet verminderen.

Kijk maar eens wat er gebeurt wanneer de Ri van deze motor 3x zo hoog is (0,096 Ohm).

9583 omw/min
2 x 0,096 = 0,192V
0,192 x 259 = 49,7 omw/min
9583 - 66,3 = 9533,3 omw/min
60 x 0,096 = 5,8V
5,8 x 259 = 1502,2 omw/min
9583 - 1502,2 = 8080,8 omw/min
Door de hogere Ri zullen de elektrische verliezen ook groter worden dus zal de efficiëntie lager moeten worden. Hoeveel? Dat is gissen maar het zou bijvoorbeeld tot 84% kunnen zakken.
84% van 9583 = 8049,7 omw/min
Zie daar je komt weer heel dicht in de buurt.

Uiteindelijk is dus de berekening toch de enige methode om met enige zekerheid te kunnen zeggen wat er gaande is.
Het was dus toeval (voor zover dat bestaat ) dat het bij de eerdere berekeningen klopte. Voor de overige berekeningen die ik gisteren heb gemaakt heb ik zo ongeveer dezelfde motoren gebruikt dus waren de uitkomsten ook ongeveer hetzelfde.

[Martin7182]

Beste mensen,
Ik volg deze discussie met interesse, maar ik snap niet dat jullie zo makkelijk praten over, en rekenen met de inwendige weerstand van een BL motor (alsof het een normale weerstand is). Ik zou impedantie verwachten die misschien wel toerental en/of throttle-stand afhankelijk is. Eerlijk gezegd heb ik nog nooit met een scoop de werkelijke spanning/stroom op de spoelen gemeten, maar het moet toch iets zijn van volledige voedingsspanning met bepaalde duty-cycle. Als de genoemde Ri voor gelijkstroom geldt dan kun je die niet zomaar gebruiken voor een draaiende motor.

Ik denk dat een correcte berekening erg ingewikkeld kan zijn, maar misschien ook erg accuraat. Of is het toch allemaal heel simpel?

[d.knoppers]

Daar heb ik ook al een beetje aan zitten denken. Vandaar dat ik er ook niet op deze manier aan gedacht heb om te rekenen. Maar als het wel gewoon kan of nauwkeurig genoeg is voor ons modelbouwers dan is het ook goed.

Aan de andere kant het blijft gelijkstroom alleen dan pulserend. Er zit geen verandering in de richting.

[sjors]

Als je de brushless goed wilt begrijpen lees dan de artiekelen electric motors deel 1..5 eens door: Southern Soaring Club Homepage - Radio Controlled Thermal Soarers

Als je dezelfde propellor op je motor gebruikt dan is het vermogen ruweg evenredig met het toerental tot de derde macht oftewel de Kv tot de derde.
Hiermee bepaal je dus de benodigde stroom als je een andere motor monteert (accu's en regelaar moeten dit kunnen hebben)
Uit dit vermogen kun je dan weer de massa van de motor bepalen, die 4 watt/gram is een goede vuistregel.

De trekkracht is trouwens evenredig met het kwadraat van het toerental dus die laat zich op een soortgelijke manier bepalen.

rendement van een motor hangt trouwens ook af van de manier waarop je de motor belast, en inderdaad, we belasten onze motoren vrijwel nooit op het maximale rendement.
vrijwel idere modelbouwer gooit er een iets grotere prop op, rendement daalt iets, maar je haalt zo meer vermogen uit je motor, en zolang je de motor niet overbelast hindert dit niets.
Eea wordt hier: PeakEff: An Internet Database for Logging Motor Performance keurig uitgerekend.

Even een voorbeeldje: je hebt nu een 100 W motor van Kv= 1100 deze vervang je door een Kv= 1250. Vermogen wordt dan 100W * (1250 / 1100)^3 = 147W
reken met 4w/g dan zou je een motortje van minimaal 37gram moeten nemen. (eventueel 1.47 keer je oude motor gewicht.
trekkracht wordt dan 1,29 keer zo groot. en je propsnelheid wordt 1250/1100 keer zo groot.
Bij een spanning van 11.5 volt zou de accu een stroom van 12,8 A moeten leveren.
Je zou in plaats van met vermogen ook met stroom kunnen rekenen, je werkt tenslotte met dezelfde accu.

Nu weet je dus wat voor motor je kunt selecteren, en of je andere componenten de stroom aan kunnen.

@martin7182, Nee voor het verlies rekenen we gewoon met ohmse weerstand. ohmse weerstand zet stroom om in warmte: verlies dus.
Het andere verlies wordt veroorzaakt door de nullast stroom (de stroom die de motor trekt als er geen propellor op zit)
De rest wordt als nuttige energie op de propellor overgedragen

Voor de goede orde, je kunt ook meer vermogen uit dezelfde motor peuteren door een iets zwaardere propellor te monteren.
vermogen is dan recht evenredig met spoed^3 * diameter^2 kijk hierbij uit dat je de motor niet overbelast!
Berekeningen gaan op dezelfde manier als met de Kv hierboven.

Formules hierboven zijn trouwens vuistregels! echte die hards weten dat als je een zwaardere propellor monteerd dat het toerental van de motor iets afneemt, en de motor door de toegenomen stroom bovendien met een wat lager rendement draait.
Dit zie je terug op die site peakeff.com

succes ermee.
Sjors v.d. Berg.

[Justinb81]

Oorspronkelijk geplaatst door RC Rene

volgens mij ben ik eruit, dit is mijn orginele motor met meer gegevens zoals KV.

ik vond dit:

AX-2308N-1100
Micro brushless motor
Comes with stick mount, as shown.
Factory Spec.
Kv: 1100rpm/v
Lipo Range: 2-3 cell
Suggested prop: 8×4 ~ 9×5
Best current range: 6~10A
Weight: 44g
Shaft diameter: 3mm
Stator: 23 x 8mm
Test Data.
Battery: 11.5v
Current: 9.7A
Propeller: 8×3.8
Thrust: 550g
Speed: 8520rpm

https://www.unitedhobbies.com/UNITED...ss_Micro_Motor

Als je nog niet afgeschrokken bent door al het geblaat hierboven: (lekker handig om een beginner te overspoelen met zoveel informatie)

Deze is goed voor je vliegtuig.

[Martin7182]

Oorspronkelijk geplaatst door sjors

Als je de brushless goed wilt begrijpen lees dan de artiekelen electric motors deel 1..5 eens door: Southern Soaring Club Homepage - Radio Controlled Thermal Soarers

Sjors, bedankt voor dit interessante materiaal. Als ik het zo snel kan zien worden werlvelstroomverliezen e.d. dus niet meegenomen in de berekeningen, maar worden vooral praktische benaderingen (vuistregels) gebruikt. Uiteindelijk gaat het daar natuurlijk ook om: hoeveel energie stop je in het systeem en hoeveel komt er weer uit in de vorm van stuwkracht.

[sjors]

ja, ik denk dat wervelstroom verliezen terug te vinden zijn in de nullast stroom, deze heb je ook nodig om je rendement te bepalen / dragen bij tot de opwarming van je motor.....

[Ernst Grundmann]

De wervelstroom verliezen zijn mede afhankelijk van de stroom die door de motor loopt. Derhalve worden ze groter als je de motor gaat belasten. Ze zitten dus niet in de nullaststroom.

Maar er zijn nog meer verliezen die optreden. Deze zijn natuurlijk allemaal van belang bij het bepalen van het rendement. Het probleem is alleen dat je geen idee hebt van hoe groot ze zijn. Dat hangt af van een heleboel zaken die wij gewoon niet kennen.
Weet jij welke ijzerlegering is gebruikt voor de stator en de fluxring? Welke koper legring is er voor de wikkelingen gebruikt? Welke magneten zijn er gebruikt en hoe sterk zijn ze? Zo zijn er nog een boel zaken die hier allemaal effect op hebben.
De meest nauwkeurige manier van rendements bepaling is het meten van het opgenomen elektrische vermogen en het meten van het afgegeven mechanische vermogen. Dat laatste is lastig zonder speciale apparatuur dus kom je daar ook weer op (ongeveer) berekeningen uit die met het toerental, de propmaat, de temperatuur en nog een aantal zaken te maken hebben.

De hier gepresenteerde berekeningen zijn allemaal BENADERINGEN. Om het één en ander te kunnen zeggen over een bepaalde motor of om een paar soortgelijke motoren met elkaar te vergelijken is dit voldoende. Wil je echt alles weten en berekenen dan heb je dus een vracht meer gegevens nodig en ik betwijfel of de fabrikant die zelf allemaal weet!

Zolang je met simpele middelen zonder grote kosten motoren kan maken die een rendement van >85% hebben is het allemaal wel goed. Daar komt natuurlijk nog bij dat wij, zoals al eerder is opgemerkt, de motoren meestal niet eens op maximaal rendement gebruiken.

Ga je kijken bij een"groot" merk zoals Hacker of Plettenberg dan zie je dat ze motoren hebben die een rendement halen van >90%. Tevens zien die motoren en "beter" uit, ze zijn nauwkeuriger in elkaar gezet en de materialen passen beter bij elkaar. Dat zie je dus terug in een beter rendement en hopelijk ook in een langere levensduur. Helaas ook in de prijs. "Het kost wat, maar dan heb je ook wat", zeggen ze wel eens.

Laten we dus hier niet te veel bijhalen want dan wordt het voor "de gemiddelde modelbouwer" veel te lastig en zelfs onbegrijpelijk. Voor 99,9% van de modelbouwers zijn de benaderings berekeningen ruim voldoende en die hele zeldzame enkeling die meer wil weten zal verder moeten zoeken op het internet. Daar is als je even zoekt zo goed als alles te vinden.

[d.knoppers]

Oorspronkelijk geplaatst door Justinb81

Als je nog niet afgeschrokken bent door al het geblaat hierboven: (lekker handig om een beginner te overspoelen met zoveel informatie)

Deze is goed voor je vliegtuig.

Geef dan wel iets aan waar hij wat aan heeft. Hij heeft juist dit motortje en daar wil ie vanaf. op blz 1 staan ook al lang wat mogelijkheden. Alleen een leukigheidje erbij om zo goed mogelijk te bepalen hoe je een motor kunt selecteren.