Brushlessmotoren voor schepen

[Roel van Essen]

Een tijd geleden liep ik tegen het probleem aan dat ik vrijwel nergens een soort "conversie-tabel" kon vinden waarin aangegeven is welke brushless motor een geschikte vervanger is voor een borstelmotor, geschikt voor modelschepen.

Robbe heeft dat probleem nu (deels) opgelost door in hun Neuheiten-Katalog een aantal NAVY-brushless-motoren op te nemen met een verwijzing naar een borstelmotor die er ongeveer equivalent aan is.
Ik vat het samen in onderstaand lijstje.

Roxxy c22 16-15 outrunner 800 kv
Bestelnr: 4986
Voltage: 10-25V
RPM onbelast: 800 per volt
Max amperage: 5,3A
Gewicht: 19 gram
Asdiamer: 2mm
Power in Watt: 45
Max diameter schroeven: 30mm drieblads
Toepassing: modelschepen tot 600 gram
Vervangt: Mini Navy Kompakt Geared motor.


Roxxy 2220/20
Bestelnr: 4949
Voltage: 7-12V
RPM onbelast 1330
Max amperage 10
gewicht 28 gram
asdiamer 2mm
power in Watt 60
Max diameter schroeven: 30mm drieblads
Toepassing: modelschepen tot 600 gram
Vervangt: Mini Navy Kompakt Geared motor.

Roxxy 2824/34
Bestelnr: 477834
Voltage: 7-12V
RPM onbelast 1100
Max amperage 9
gewicht 48
asdiamer 3,17mm
power in Watt 90
Max diameter schroeven: 30mm drieblads
Toepassing: modelschepen tot 1500 gram
Vervangt: Mini Navy Kompakt Geared motor.

Roxxy C28-26-21
Bestelnr: 4987
Voltage: 10-25v
RPM onbelast 800
Max amperage 8
gewicht 45
asdiamer 3,17
power in Watt 120
Max diameter schroeven: 30mm drieblads
Toepassing: modelschepen tot 1500 gram
Vervangt: Mini Navy Kompakt Geared motor.

Roxxy C35-29 800KV
Bestelnr: 4988
Voltage: 7-12v
RPM onbelast 800
Max amperage 18
gewicht 78
asdiamer 4mm
power in Watt 130
Max diameter schroeven: 35mm drieblads
Max diameter schroeven: 40mm drieblads
Toepassing: modelschepen van 2000 tot 6000 gram
Vervangt: Navy Kompakt Geared motor.

Roxxy C35-29 500KV
Bestelnr: 4988
Voltage: 10-12v
RPM onbelast 500
Max amperage 13
gewicht 78
asdiamer 4mm
power in Watt 130
Max diameter schroeven: 40mm drieblads
Max diameter schroeven: 50mm drieblads

Toepassing: modelschepen van 2000 tot 6000 gram
Vervangt: Navy Kompakt Geared motor.


Roxxy C35-30-45 300KV
Bestelnr: 4990
Voltage: 10-25v
RPM onbelast 300
Max amperage 10
gewicht 78
asdiamer 4mm
power in Watt 140
Max diameter schroeven: 60mm drieblads
Toepassing: modelschepen tot 9000
Vervangt: Navy Kompakt Geared motor.

Als een van jullie andere motoren aan dit lijstje kan toevoegen... Graag!

 

[Joop van Oijen]

Brushless motoren voor schepen

Hallo Roel,
Ik volg veel van uw draadjes. Wat is toch het voordeel van borstelloze motoren voor schepen boven de borstelmotoren? Er varen naar tevredenheid honderden schepen en scheepjes met borstelmotoren rond? Ik meen ook in uw verslag van "plisieboten" begrepen te hebben dat u weer bent teruggevallen op borstelmotoren al is het alleen maar om het prijsverschil.
Wat is het technische voordeel? Alvast bedankt voor uw reactie.

 

[Roel van Essen]

Hallo Joop.

Er zijn een aantal voordelen:
- borstelloze motoren zijn efficiënter (lager stroomverbruik bij zelfde prestaties)
- ze zijn lichter en kleiner bij dezelfde prestaties
- minder bewegende delen, dus minder slijtage

Nadelen (Ja, die zijn er ook)
Momenteel zijn ze nog wat duurder dan borstelmotoren
De regelaars (en zeker de regelaars met voor- en achteruit) zijn behoorlijk duurder dan "normale" borstelregelaars.

Voor "werkschepen" zijn borstelloze motoren op dit moment inderdaad nog niet zo interessant. De Speed of Torque motoren voldoen ruimschoots in een schip waarin je de ruimte hebt.
Als het echter om wat kleinere modellen gaat, kán de borstelloze motor voordelen hebben boven een borstelmotor.

Als voorbeeld mijn nieuwste Schnellboot:
in de eerste Schnellboot had ik 3 Speed 400's liggen, in de laatste een Speed 500 in het midden en twee borstelloze motoren aan stuur- en bakboord.
Doordat de laatste twee veel lichter zijn dan Speed 400's, kon ik als "kruisvaartmotor" een Speed 500 inbouwen.
Bovendien zijn de borstelloze motoren kleiner in diameter, wat me aslengte scheelde.
Ze konden verder naar achteren ingebouwd worden, zodat ik meer ruimte had voor accu's en electronica.

De U-31 van Lex Verkuijl heeft ook een borstelloze motor; ongeveer net zo groot als een Speed 500, maar met veel meer kracht. Voldoende om de (grote!!) schroef zonder problemen (warm lopen) rond te krijgen. Als hij hiervoor een borstelmotor had moeten gebruiken, had dat minimaal een decaperm met vertraging moeten zijn...

Ik hoop je zo een beetje antwoord te hebben gegeven op je vraag.

 

[Lex Verkuijl]

In aanvulling op Roel's verhaal hier boven, je kunt grofweg zeggen dat je een borstelmotor met een bepaald vermogen kunt vervangen met een brushless motor die half tot één derde zo groot en zwaar is, en daarbij ongeveer het halve stroomverbruik heeft.

De prijzen van de regelaars vallen tegenwoordig al best mee. De grote zware speedregelaars van 100 of 150 ampere zijn nog wel steeds dik aan de prijs, maar een brushless regelaar met voor- en achteruit voor een ampere of 10-12 (meer heb je bij schaalmodellen echt niet nodig) kost ongeveer evenveel als een goede borstel regelaar van rond de 40 ampere. Roxxy BL regelaars uit de 900 serie bijvoorbeeld.

De winst zit hem dus in gewicht, ruimte, en geleverd vermogen. Voor snellere schaalmodellen (planerend) zijn er buiten de prijs eigenlijk geen nadelen, voor langzame schaalmodellen is er echter wel één nadeel. Een brushless motor heeft een bepaald minimum toerental waarop hij nog kan draaien. Daaronder valt de boel stil. Dit ligt eigenlijk aan de regelaar die dan het toerental niet meer kan waarnemen en de motor stil zet. De boot heeft dan dus ook een minimum snelheid, en dat kan bij nauwkeurig manouvreren een nadeel zijn.

Hoe die nieuwe Robbe BL motoren zich hierin gedragen is nog onbekend. Mijn dikke BL motor in die duikboot, die Roel noemt, is een 100KV type (hij draait per volt 100 toeren/minuut, op 12 volt dus 1200 rpm) heeft bijvoorbeeld in combinatie met een Roxxy BL 918 regelaar een laagste toerental waarbij je de bladen van de vijfbladige schroef nog net individueel kunt herkennen.

En om het staatje van Roel aan te vullen:

Roxxy 5055/45 outrunner 100 kv
Bestelnr: 4981
Voltage: 8-26V
RPM onbelast: 100 per volt
Max amperage: onbekend
Gewicht: 290 gram
Asdiamer: 6mm
Power in Watt: veel!
Max diameter schroeven: 110-130, meerbladig
Toepassing: modelschepen tot 25 kg
Vervangt: Power 1000
Stroomverbruik met 95mm 5blad raboesch schroef op 12 volt vollast: 2 ampere
Stuwdruk daarbij: exact is onbekend, maar de onderzeeër van 140cm en 23 kg loopt daarbij onderwater 10-12 km/h

 

[Adam]

Ik heb naar volle tevredenheid 2x brushless in m'n Fairplay 22 staan

Nu heb ik wel een riemvertraging toe gepast, maar dat was meer om het toerental voor de Schottels omlaag te brengen.
De motoren kunnen probleemloos de gebruikte schroeven (45mm) aan.
In deze opstelling is het "opstart toerental" niet merkbaar.

Voordeel is het enorme vermogen in verhouding tot de afmetingen van het motortje. Deze gewichtsbesparing is zeker voor kleine schepen een voordeel.

 

[geert57]

brushless

hoi,


is er ook een richtlijn voor het nemen/gebruiken van de regelaars?

gr geert

 

[Lex Verkuijl]

Qua regelaars is het eigenlijk hetzelfde als bij de vertrouwde borstelregelaars; hij moet het maximaal amperage dat de motor kan trekken aan kunnen. Als je dus die nieuwe Roxxy BL's neemt kom je niet hoger dan 18 ampere uit. Voor een hoger amperage bij een geblokkeerde schroef hoef je niet bang te zijn, dan kan de motor namelijk niet opstarten omdat er geen meetbaar toerental is. Mooi meegenomen extra veiligheid!

Omdat het stroomverbruik van de BL motoren zoveel lager is dan borstel kun je volstaan met een kleinere regelaar en hoeft de combinatie motor-regelaar niet eens zoveel duurder uitpakken als een vergelijkbare borstelmotor met regelaar. Daar moet je namelijk voor de reserves een naar verhouding veel zwaardere regelaar gebruiken.


@Adam,
Mooi strak werk zo met die schottels. Ziet er erg degelijk uit!

 

[raf]

hallo

er zijn ook brushless motoren met een sensor die wel traag kunnen draaien
daar de regelaar dan de stand van de motor weet door de sensor
en zo een langzaam toerental ook aan kan
maar deze zijn meestal aan de prijs en de regelaars zijn dun gezaaid

in mijn nieuwe boot komen drie brushless motoren te zitten voor de aandrijving en met de prijs valt het al bij al nog mee
zoals reeds gezegd kom ik met de motor regelaar combinatie haast even duur uit al met de brushed motoren

het voordeel dat ik haal is dat ik met de kleinere motoren kortere assen kan gebruiken en zo plaats sparen in de WTC

gr raf

 

[Tom Boere]

Ook mijn Smit Bronco schaal 1:50 is voorzien van borstelloze motoren, de voordelen zijn al genoemd..eentje nog niet, de programmeermogelijkheden van zo'n regelaar, je kan het niet zo gek bedenken of het is programmeerbaar in een borsteloze regelaar..

power zat......eerder teveel

losse boot op 40% motorvermogen

Deze motoren bevallen mij meer dan prima..

Gr,

Tom Boere

 

[raf]

hallo

zou het mogelijk zijn om de nummers van de motoren er bij te vermelden en de diameter + welke prop
zo krijgen we allemaal een idee van wat deze motoren kunnen

gr raf

 

[Joop van Oijen]

Roel en alle "reageerders", bedankt. Ben weer wat wijzer geworden op mijn leeftijd. Is mooi meegenomen, niet
Gr. jopiejo01

 

[lesley96]

hallo, ten 1e bedankt voor de info..,,,
maar ik wou vragen of ik nu goed begrepen heb?:
ik wil een riva gaan bouwen van 1:10 gaat (volgens de tekening) 2 kg wegen dus tel er nog 1 kg bij op dus kom ik op 3 kg zo ver ik kan rekenen haha
dus dan zou ik op deze motor uit komen;
Roxxy C35-29 800KV
Bestelnr: 4988
Voltage: 7-12v
RPM onbelast 800
Max amperage 18
gewicht 78
asdiamer 4mm
power in Watt 130
Max diameter schroeven: 35mm drieblads
Max diameter schroeven: 40mm drieblads
Toepassing: modelschepen van 2000 tot 6000 gram
Vervangt: Navy Kompakt Geared motor.

heb ik dan een goede motor???
ik wil er een snel varende riva van maken die in plané komt met 2 motoren
is dit dan en goede motor ???
of kan ik ook 2 veel lichtere motoren?
maar met bijv. deze motor Roxxy C35-29 800KV
heb ik dus een regelaar nodig die een max. heeft van 18 ampere?
heb ik het dan goed begrepen..??

nogmaals bedankt voor de info tot nu toe.
ik hoop bedankt voor de antwoorden op mijn vragen ( ik ben totaal een leek op het gebied van dit soort zaken haha)

groetjes lesley

 

[ron van sommeren]

... De winst zit hem dus in gewicht, ruimte, en geleverd vermogen. ...

En hoger rendement. En buitenlopers op hun beurt zijn makkelijk zelf te wikkelen voor nog meer verwerkbaar vermogen en een hoger rendement, beter dan een fabriek (ook beter dan Hacker, Plettenberg, Lehner etc) Motorkit kopen en zoveel mogelijk koper erin wikkelen. Iemand meer info wil over kits en zelf wikkelen moet even een gil geven.


Rendement bepaalt, mede, het maximum vermogen dat je in een motor kunt stoppen. (Ben zoals gewoonlijk te lui om mijn eigen tekst te vertalen).
Higher efficiency does not only mean that the motor makes better use of the batteries' power, it also means the motor is able to handle a higher power input before hitting its maximum temperature mark i.e. a the power/weight ratio will be higher.

An example
Say the motor has an efficiency of 70% and it can handle 50Watt input. That means it can get rid off 30%*50=15Watt excess heat. Now, by cramming in thicker wire (and/or using better stator-iron, segmented magnets), efficiency increases to say 75% (I'm a bit optimistic here). The motor's ability to loose those 15Watts has not changed (by radiation, convection and conduction). This means the motor now can handle 60Watt before it hits the 15Watt (25%*60Watt) losses mark.
An efficiency increase of 5% gives an increase in the power to weight ratio of 20% (from 50Watt to 60Watt). That's why efficiency plays such an important role, in any motor design: efficiency governs maximum power. The motors weight may have increased a bit due to more copper.

Extreme example
Just for calculation's sake/fun: going from 70% to 85% efficiency would increase power by a factor two.

... voor langzame schaalmodellen is er echter wel één nadeel. Een brushless motor heeft een bepaald minimum toerental waarop hij nog kan draaien. Daaronder valt de boel stil. Dit ligt eigenlijk aan de regelaar die dan het toerental niet meer kan waarnemen en de motor stil zet. De boot heeft dan dus ook een minimum snelheid, en dat kan bij nauwkeurig manouvreren een nadeel zijn. ...

Ik heb eens gelezen dat 90% van de software in een regelaar zich bezighoudt met goed op starten van motor. Is te ondervangen door brushless motor met sensors te nemen, en een sensored regelaar. Tegenwoordig rijden ook auto's sensorloos, voorheen was opstarten niet echt het toppunt van elegantie.

... is er ook een richtlijn voor het nemen/gebruiken van de regelaars? ...

Zie de link 'about de-rating motors and controllers' in overzicht van elektro-links. Geschreven door Lucien Miller, de USA importeur van Scorpion: www.innov8tivedesigns.com



Veel/alle fabrikanten geven maximum vermogen maar dat kun je met een heel grote korrel zout nemen, of beter gezegd, negeren. Want motoren overlijden niet door vermogen wat er doorheen gaat, maar door het vermogen wat in de motor achterblijft (-> hitte). En dat verliesvermogen wordt voor grootste deel veroorzaakt door stroom.

Maximale stroom, Kv en rendement zijn de belangrijkste getallen. Motoren gaan niet kapot van spanning, de door fabrikanten opgegeven spanningen kun je net als bij borstelmotoren ook gevoeglijk negeren, zie mijn onderschrift (wel ervoor zorgen dat Kv x accuspanning beneden maximum toerental blijft). De isolatiewaarde van de draden ligt veel hoger dan de spanningen die in modelbouw gebruikt worden. Een forumlid wikkelt zelf motoren en doet tests op hoogspanningsdoorslag voor ingebruikname: scorpion-hk-3026-hk-4225-hk-4020-buitenloper-wikkelen ). Bedenk verder dat doorgaans het maximum rendement wordt gegeven, dat is hoger dan het rendement bij de stromen waarbij de motoren uiteindelijk gebruikt worden.

In een vliegtuig worden motoren beter luchtgekoeld (vliegwind) dan door luchtkoeling in boot. Een bootmotor zou daarom wat conservatiever/ruimer gekozen moeten worden qua stroom. En buitenlopers zijn weer wat moeilijker met water te koelen dan binnenlopers.

Borstelmotoren (Speed xyz, Mabuchi) gebruiken ferrietmagneten. Die kunnen veel hogere temperaturen aan dan de neodymium magneten in borstelloze motoren. Als een magneet te heet wordt, verliest hij sterkte (permanent!). Zwakkere magneet -> hogere Kv -> meer stroom -> hogere temperatuur -> zwakkere magneet -> hogere Kv -> meer stroom -> hogere temperatuur ... enz.enz.

 

[Martin '70]

Heren,

Nu moet ik zeggen dat de brushless motoren mij steeds meer gaan aanspreken en ik ze misschien wel wil gaan toepassen in de Kwintebank. Nu weet ik niet of dit het juiste draadje hier voor is en anders hoor ik het wel.
Alleen nu zit ik met een aantal vragen nu moet de motor geen schroef gaan aandrijven maar een uit de kluiten gewassen Voith unit. De spanning aan boord is 24 Vdc het het hoeft geen hoog toerental te zijn liefst zo laag mogelijk. De huidige motor draaid zo'n 4000 rpm gaat worden gereduceerd naar ca 500 rpm, middels pully's en riemen. Maar kan daar een deel van weg als ik een brushless motor hier voor in de plaats zet en zo maar 1 riem overbrenging over houdt zonder veries van koppel ? en wat voormij ook interessant is is de kleinere bouw vorm. De geschatte stroom bij volbedrijf is denk ik een ampere of 8 bij de huidige motoren
En welke motoren zouden daarvoor kunnen voldoen binnen of buiten lopers? en welk type

Gr Martin

 

[ron van sommeren]

Mijmerend voor me uit starend ...

Zou mooi zijn om motor in VSP-drive te integreren, niks overbrenging meer. Zit een beetje te denken aan veelpolige motoren, zoals deze direct-drive helimotoren:
direct drive main motors - RC Groups

VSP's zijn 'hetzelfde' als oude helirotorkoppen met 'spiderhead' aansturing.

Sietse: direct-drive-cp-heli-t-rex
Niels: direct-drive-main-motor-voor-microhelies

En als laatste redmiddel, zeker geen reductie nodig, deze motoren met zeer lage Kv en hoge Kt (= koppel per Ampère) in dit MBF draadje:
joby-motors-5-10-15-20kw

 

[Lex Verkuijl]

Hoi Martin,

Voor dat toerental bij 24 volt in ieder geval buitenlopers. Met 4000 toeren zit je dan op +- 170 KV, dat is al flink laag. Om een beetje onderbouwd advies te kunnen geven voor een vervangende brushless hebben we iets meer gegevens nodig.

- wat is precies de huidige motor
- is die 4000 rpm onbelast
- je schat 8 ampere, gemeten geeft een betere indicatie
- hoe groot is die VSP dan

Graupner heeft voor haar VSP unit een ombouwset naar brushless uitgebracht. Misschien is daar ook wat referentiewaarde uit te halen.

 

[Martin '70]

Lex,

de vsp is 140 mm in diameter ietje groter dan graupner

de motor is een bosch motor 24 Vdc en ik moet even schatten omdat de drijflijn niet gereed is en de boel zeker niet is ingebouwd in het schip. Maar heb deze even geschat naar de motoren die in een de AJAX zijn gemonteerd en vergelijkbare vsp's en motoren hebben en deze verbruiken 10 A per motor.

Het is even gissen in dit stadium had het liever met concrete gegevens gedaan maar die heb ik momenteel even niet. Het toerental is onbelast 4500 rpm. Maar goed dat is in weze te hoog en moet lager liefst zonder allerlei mechanische reductie.

Ron,

Dat is flink wat leesvoer maar dat is voor de echte hobbiest om motoren zelf te bouwen dat gaat mij net iets te ver . Maar goed het liefst veel polige motoren begrijp ik er uit

Gr Martin

 

[ron van sommeren]

Doorgaans geldt, hoe veelpoliger, hoe lager Kv en hoe hoger Kt. Maar je hoeft niet op aantal polen te letten, gewoon naar Kv en max.stroom en rendement kijken, voor jou is de motor een black-box.

En wellicht ten overvloede, je kunt de borstelregelaar van je huidige borstel-Bosch niet gebruiken, voor borstelloze motor heb je een borstelloze regelaar nodig.

 

[Martin '70]

Ron,

Gelukkig ben ik beroepshalve een beetje bekend met motoren en was het mij al wel duidelijk dat ik met de huidige regelaar niks kan omdat je in de motor een wisselend magnetisch veld wil creeren anders zal de boel niet gaan draaien. Maar bedankt voor de aanwijzing

Gr Martin

 

[raf]

hallo

kan het probleem wat de deellast betreft zo worden opgelost

ik moet een boot bouwen die zowel snel als traag moet kunnen varen

snel gaat op 12 volt gebeuren maar voor traag zou ik een andere accu willen gebruiken BV 6 volt
als ik dan snel vaar dan ga ik op 12 varen en volle gas is dan zonder deel last
wil ik traag varen schakelt ik om op de 6 volt accu waar ik weer volle gas op kan varen daar de boot dan veel trager gaat varen maar ook weer niet in deellast

volgens mij is dit een oplossing
niet ideaal maar het is er eentje

gr raf