motorstroom loopt veel sneller (kwadratisch) op dan accuspanning

Discussie in 'Electro vliegtuigen' gestart door ron van sommeren, 12 dec 2008.

  1. ron van sommeren

    ron van sommeren Forum veteraan

    Lid geworden:
    31 aug 2002
    Berichten:
    29.470
    Locatie:
    halverwege Tiel & Nijmegen, tussen Maas & Waal
    Het onderstaande geldt zowel voor borstelloze als beborstelde motoren, en zowel voor varen, vliegen als rijden.


    Motorstroom wil kwadratisch oplopen met de accuspanning

    En niet rechtevenredig, dit in tegenstelling tot de stroom door een gewone weerstand, die stroom loopt wel rechtevenredig op met de spanning. Wil je bij meer cellen de stroom binnen de perken houden dan zul je een prop met een lagere belasting moeten monteren, minder spoed en/of kleinere diameter. Of een lichtere tandwielcombinatie kiezen.

    Hier wat voorbeelden van één celletje extra. Als we al het andere gelijk houden, motor, prop, regelaar etc. ...
    Code:
    1 ->  2 cellen: geen verdubbeling van motorstroom zoals je zou verwachten, 
    de motorstroom wil met factor vier (4) keer stijgen, 300% extra
    2 ->  3 cellen: 3/2 x 3/2 = 2,3 keer hoger, 130% extra
    3 ->  4 cellen: 4/3 x 4/3 = 1,8 keer hoger,  80% extra
    4 ->  5 cellen: 5/4 x 5/4 = 1,6 keer hoger,  60% extra
    
    En verder met twee celletjes extra ...
    Code:
    2 ->  4 cellen geeft dezelfde factor als 1 -> 2 cellen
    4 ->  6 cellen geeft dezelfde factor als 2 -> 3 cellen
    6 ->  8 cellen geeft dezelfde factor als 3 -> 4 cellen
    8 -> 10 cellen geeft dezelfde factor als 4 -> 5 cellen
    M.a.w. de motorstroom loopt veel harder op dan je zou verwachten aan de hand van de motorspanning. Dit is een worst-case berekening, in de praktijk zal de stroomtoename altijd wat minder zijn. Immers, door de grotere stroom nemen zowel de spanningsverliezen IN de accu als IN de motor toe. En de weerstand van de koperdraadwikkelingen in de motor neemt toe door hogere temperatuur, een secundair effect.
    Zorg er altijd voor dat je maximum stroom 20-25% lager is dan je regelaarspecificaties. En een power/stroom/spannings-meter is onontbeerlijk voor e-volk, bespaart je een keer een regelaar, accu en/of motor.

    Soort cellen maakt niets uit
    LiPo, Pb/lood, NiMH, NiCd. Want eigenlijk staat er:
    spanning verdubbelen: 4 keer hogere stroom
    spanning anderhalf keer hoger: 2,3 hogere stroom
    spanning 4/3 hoger: 1,8 keer hogere stroom
    enz.

    Algemeen
    Accuspanning factor N hoger -> motorstroom factor N² hoger.

    _____________________________________________________________

    Wat een gel*l Ron
    Hoe kom je daar nou bij?
    Benodigd prop-vermogen is theoretisch evenredig met derde macht van proptoerental. Voor verdubbeling van toerental is acht (8) keer zoveel vermogen nodig. (Idem bij snelheid van een auto).
    Als de spanning met factor N toeneemt, zal toerental met dezelfde factor toe willen nemen (want toerental = Kv x spanning). Als prop-toerental factor N hoger wordt, neemt het benodigde vermogen met N³ toe. Het te leveren vermogen P bestaat uit produkt van spanning U en stroom I. De spanning is al met factor N toegenomen, om aan de factor N² te komen zal de de stroom met factor N² moeten toenemen opdat hun produkt toeneemnt met N³.
    Dit is een ideaal verhaal want ik heb de inwendige weerstand van de motor verwaarloost. Die zorgt er voor dat toerental altijd lager is dan Kv x spanning.
     
    Laatst bewerkt: 17 nov 2011
  2. Adop

    Adop

    Lid geworden:
    22 jun 2007
    Berichten:
    980
    Locatie:
    Putten
    Ik zou bijna niet slapen als ik dit 2 keer gelezen heb , het gaat wel heel erg ver Ron
     
  3. N.P.S.

    N.P.S. Forum veteraan

    Lid geworden:
    17 jun 2007
    Berichten:
    7.990
    Er zijn nog wel wat meer factoren:

    Zelfinductie van de wikkelingen.

    Temperatuur van de wikkelingen.

    Invloed van temperatuur op de magneten.

    Temperatuur van de FET's

    Inwendige weerstand van de accu's
     
  4. ron van sommeren

    ron van sommeren Forum veteraan

    Lid geworden:
    31 aug 2002
    Berichten:
    29.470
    Locatie:
    halverwege Tiel & Nijmegen, tussen Maas & Waal
    Vandaar de opbouw van mijn verhaaltje, eerst de praktische kant met veel voorkomende voorbeeldsituaties, daarna kun je stoppen met lezen. Het geeft aan dat er meer gebeurt bij 'een celletje extra' dan de meeste mensen denken, daar ging het me om. Daarna volgt pas de theorie die er achter zit, techno-geek-speak van het ergste soort. Enerzijds omdat er hier de nodige middelbare scholieren rondlopen, anderzijds omdat niet iedereen wat ik zeg, voor zoete koek slikt, helaas ;) De essentie is dat stroom meer toeneemt dan de spanning.
    Overigens, kwadrateren heb ik nog op de basisschool geleerd, ik weet niet of dat tegenwoordig nog daar gebeurt.
    Moet ik een verhaaltje vertellen om in slaap te vallen ;)? Nachtzoen echter kun je vergeten :D
     
    Laatst bewerkt: 13 dec 2008
  5. ron van sommeren

    ron van sommeren Forum veteraan

    Lid geworden:
    31 aug 2002
    Berichten:
    29.470
    Locatie:
    halverwege Tiel & Nijmegen, tussen Maas & Waal
    Hoe meer stroom, hoe hoger de temperatuur, hoe hoger de weerstand van de draad. Daardoor zal het toerental minder toenemen dan volgens Kv x spanning.

    Die verandert niet met temperatuur.

    Zo lang de temperatuur van de magneten onder de Curie-temperatuur blijft, gebeurt er niets met de magneten. Eenmaal daarboven neemt hun sterkte af, onomkeerbaar. In borstelloze motoren zitten vrijwel altijd Neodymium magneten, hun maximum temperatuur ligt tussen de 80 en 120 graden celsius, afhankelijk van hun sterkte (zie supermagnete.de - De sterkste magneten ter wereld). Bij cobalt en (goedkopere) ferriet magneten ligt de kritische temperatuur veel hoger, tussen 200 en 400 graden Celsius.

    Twijfel. Wat geeft de grootste verliezen, verliezen t.g.v. weerstand van de FET's of verliezen t.g.v. het schakelen (choppen) van de FETs?

    Zelfde verhaal als draadweerstand in de motor. Toerental zal iets minder toenemen dan verwacht.


    Al met al zul je dus inderdaad altijd onder die kwadratische toename blijven, de soep wordt niet zo heet gegeten als hij wordt opgediend.
     
    Laatst bewerkt: 13 dec 2008
  6. cdrom flyer

    cdrom flyer

    Lid geworden:
    19 mrt 2006
    Berichten:
    4.200
    Locatie:
    Uithoorn
    In de praktijk hoor je wel eens van 2 naar 3 cellen Waauw dat geeft veel meer power maar als men dan voor het eerst een ampere meter gaat hanteren gaat men achter de oren krabbelen.
    Ik ga er altijd van uit dat wat je met een extra cel berijkt kan binnen bepaalde grenzen ook berijkt worden met een lagere Kv waarde en evenredig hogere capaciteit van de individuele cellen.;)
     
  7. SkullTrail

    SkullTrail

    Lid geworden:
    1 jul 2008
    Berichten:
    84
    Locatie:
    Munster
    Volgens mij zou elke middelbare scholier dit moeten snappen hoor ;) Ik heb hier wel eens ergere berichten voorbij zien komen die ik echt 3 keer moest lezen voor ik er iets van begreep :p En kwadrateren leert men volgens mij tegenwoordig op de middelbare school.... 1ste klas als ik het goed heb. Is toch al weer even geleden.
     
  8. Harold

    Harold The First Aviators

    Lid geworden:
    16 aug 2002
    Berichten:
    3.203
    Locatie:
    Almere
    Ik heb even wat uitgeprobeerd met meet meetdata (http://www.flyingmodels.org/motortest/pdf/TheMotortest_5.pdf)
    vb: mega 22/20/4 met 10x6 op 7 en 10 cellen, want die combo heb ik zelf gebruikt.
    Van 7 naar 10 nicads lijkt wat op van 2 naar 3 lipoś

    Inderdaad: De motorstroom is kwardratisch met de toename van het toerental.

    Echter... Toerental is niet evenredig met toename van de spanning.
    hoewel spanning 1.37x is, neemt RPM maar met 1.25x toe.
    1.25 x 1.25 = 1.56x en dat is de toename van 23.7A naar 36.3A.
    Verwacht: 1.37 x 1.37 = 1.89 x 23.7A = 44.7

    Toename in stroom is ¨iets meer dan de helft (0.6) van kwardraat¨ van spanningstoename.

    Dat zit dus dichter bij evenredig dan kwardratisch


    controlle met andere meting:
    vb: verdubbeling accu ==> 0.6 x 2 x 2 = 2.4 x stroom, niet 4x
    plettenberg orbit 10-22met 9x6 prop van 6 naar 12 cellen:
    van 9.2A naar 24.6A ietje meer 0.6kwardraat. Spanning ook minder dan verdubbeld: nog ietsje meer dan: Factor blijkt hier 0.69kwardraat van spannings toename


    Dus: Ik denk dat je toch die inwendige weerstand niet zomaar mag verwaarlozen. Maakt nogal wat uit voor dit verhaal.


    Niets zo praktisch als een goede theorie, maar het verschil tussen theorie en praktijk is in de praktijk groter dan in theorie. ;-)
     
  9. ron van sommeren

    ron van sommeren Forum veteraan

    Lid geworden:
    31 aug 2002
    Berichten:
    29.470
    Locatie:
    halverwege Tiel & Nijmegen, tussen Maas & Waal
    En verder ...
    Code:
    2 ->  4 cellen geeft dezelfde factor als 1 -> 2 cellen
    4 ->  6 cellen geeft dezelfde factor als 2 -> 3 cellen
    6 ->  8 cellen geeft dezelfde factor als 3 -> 4 cellen
    8 -> 10 cellen geeft dezelfde factor als 4 -> 5 cellen
    762
     
    Laatst bewerkt: 17 nov 2011
  10. ron van sommeren

    ron van sommeren Forum veteraan

    Lid geworden:
    31 aug 2002
    Berichten:
    29.470
    Locatie:
    halverwege Tiel & Nijmegen, tussen Maas & Waal
    Motorstroom wil oplopen met derde (3e) macht van Kv en/of tandwielverhouding.

    Dit zijn allemaal worst-case berekeningen, ze houden bijvoorbeeld geen rekening met het inzakken van accu-spanning bij hogere stromen waardoor de soep minder heet wordt gegeten dan hij wordt opgediend. Met andere woorden, beroerder dan hier berekent kan het nooit worden.

    En dan nu voor de uitsmijter: vermogensverlies in de windingen van de motor (koperverlies) loopt op met kwadraat van stroom. Ergo: verliezen in motor lopen op met de vierde! (4e) macht :shock: van spanning en met de zesde!! (6e) macht :shock::shock: van Kv en/of tandwielverhouding, kolossaal snel, en die verliezen worden omgezet in hitte, veel hitte. (IJzerverlies in de stator en rotor neem ik niet mee hier, lager rendement bij hogere temperaturen ook niet).


    De grootheid Kv uitgedrukt in de eenheid toerental/Volt, zegt niets over max.vermogen (Watt), koppel (Nm), toerental, kwaliteit, stroom, magneetsterkte, rendement/efficiency, nullast-stroom. Idem veel/weinig cogging, valt ook weinig uit af te leiden.

    Een onjuiste notatie als motor heeft (of is) 1400Kv zet geregeld mensen op het verkeerde been, ze denken daardoor nogal eens dat Kv iets met max.motor-vermogen of -koppel te maken heeft, het is toerental per Volt, niks meer, niets minder. Het zegt niets over het vermogen of stroom die de motor aan kan. Een motortje van 10Watt kan dezelfde Kv hebben als een motor van 10kiloWatt. Het bereiken van een bepaalde Kv is geen kunst, zoals een hoog vermogen en een hoog rendement dat wel is, een hogere/lagere Kv is slechts een kwestie van minder/meer windingen cq. zwakkere/sterkere magneten (er is wel een bovengrens aan magneetsterkte. Hoe beter de temperatuurbestendigheid van een Neodymium magneet, hoe minder sterk hij kan zijn. Dit wordt langzaam opgerekt, Neodymium magneten worden temperatuurbestendiger).

    Helaas maken veel fabrikanten en winkels zich 'schuldig' aan verkeerde notatie, en dat zijn niet altijd de minsten. Correct: Kv=1400rpm/Volt, Kv is een fysische grootheid zoals lengte, tijd, stroom, koppel etc, en wordt uitgedrukt in de fysische eenheid toerental/Volt (meter, seconde, Ampère, Newtonmeter ...). Cobra motoren heb ik al zover kunnen krijgen dat ze de duidelijke notatie gebruiken, nu de rest nog, er wacht mij/ons nog een schone taak :smile:

    898
     
  11. Jonathan

    Jonathan

    Lid geworden:
    23 dec 2011
    Berichten:
    59
    Locatie:
    Sneek, Friesland
    Ron, ik heb aangenomen dat jij heeeeeeel veel van RC weet door al die weetjes die ik opdoe in je posts.:worship:

    Ik had een vraagje of je mij kon helpen met een ESC, ik zit te denken aan een nieuwe ESC, want mijn oude ESC is kapot en dat weet ik 100% zeker haha. Ik heb een 5700 kv warp-motor en ik rijd met 2s Lipo's ik had een Flux Motiv ESC en wil nu over gaan op de Hobbyking Brushless car ESC 45A w/ Reverse.

    Kan ik Deze Hobbyking BL car ESC 45A w/ Reverse gebruiken voor mijn E-Firestorm Flux warp 5700kv motor met 2s - 3s Lipo? Hier wat info erover.

    Hobbyking ESC:
    Features:
    Full protection feature including low voltage, over-heat, throttle signal lost, startup
    protection and self-check.
    Compatible with sensorless brushless motor.
    Excellent startup performance, linear and quick throttle response.
    Supports highest motor speed 240,000RPM(2 poles), 80,000RPM(6 poles) and 40,000(12 poles).
    Easy to configure with program card.
    System can automatically detect throttle neutral point, and neutral range is adjustable.
    Three work modes for different environments.
    4 step reverse force adjustment
    5 step start force adjustment.
    3 step brake force adjustment
    5 step drag brake force adjustment,
    4 step initial brake force adjustment.

    Specification:
    Input voltage: 2-3S Lithium batteries / 4~12 Ni-xx
    Cont. Current: 45A
    BEC output: 2A/5V (Switch)
    Size( length X width X high): 45x32x20mm
    Weight: 60g

    HPI Flux Motiv ESC:

    The Flux Motiv features:
    • Up to 12 NiMH cell (14.4v) or 3S (11.1v) compatability with 4600Kv motor
    • LiPo programmable low-voltage cutoff
    • Proportional braking for great control off-power
    • Huge amount of continuous power handling
    • Reversing with programmable reverse lock-out for racing
    • Small size: 46 x 36 x 23mm (1.8"L x 1.4"W x 0.9"H)
    • Extremely light weight: 62.4 g (2.2 oz)
    • Authentic Dean's battery plug for a secure zero-loss connection
    • Durable on/off switch
    • Simple initial programming
    • Ability to easily adjust speedo parameters with Castle Link (not supplied
    Ik heb begrepen dat deze ESC 3s Lipo niet aankan op mijn 5700kv motor heb ik al gelezen, maar kan ik deze ESC vervangen door de Hobbyking ESC:confused:

    Groetjes, Jonathan

    P.S. Sorry voor offtopic maar ik had even je tips nodig. En ik kon je geen PB'tje sturen ;S.
    En ik heb gewoon niet genoeg geld om een originele Motiv esc aan te schaffen voor 100 euro :S
     
  12. ron van sommeren

    ron van sommeren Forum veteraan

    Lid geworden:
    31 aug 2002
    Berichten:
    29.470
    Locatie:
    halverwege Tiel & Nijmegen, tussen Maas & Waal
    Geef 'm toch even een eigen draadje in elektro-auto subforum Jonathan, over praktijk accu/regelaar/motor/prop/gearing combinaties kan ik je weinig vertellen, en al helemaal niet i.g.v. auto's, en met een eigen draadje kreeg je toch meer input van mensen die ervaring hebben met de praktijkwaardes. Daarbij komt ook nog dat ik bepaald geen fan ben van HobbyKrap, HK is me iets te ... eeeh hoe zeg ik dat netjes optimistisch in specificaties.
     
  13. savage .26 picco

    savage .26 picco Forum veteraan

    Lid geworden:
    12 okt 2004
    Berichten:
    8.411
    Locatie:
    Hoek van Holland
    Zal ik als rijder hier wel ff snel antwoord geven ;)

    Nee die HK ESC is niet goed genoeg als vervanging van je oude Motiv.


    Wat betreft de HK specificaties , die krijgen ze ook maar aangeleverd van de fabrikant Ron ;)
    Het spul wordt hooguit van een Turnigy labeltje voorzien voor HK.

    Zo zijn de bootregelaars voor het grootste gedeelte afkomstig van Hobbywing en Hifei en geven die dezelfde specs op.
     
  14. cdrom flyer

    cdrom flyer

    Lid geworden:
    19 mrt 2006
    Berichten:
    4.200
    Locatie:
    Uithoorn
    Ron kan in ieder geval heeeeeel goed zoeken.:D
     
  15. alfred.los

    alfred.los

    Lid geworden:
    13 feb 2011
    Berichten:
    381
    http://www.hobbyman.com/shop/product_info.php?products_id=146

    lage verzendkosten en vlotte afwikkeling (1 week)
    had deze op mijn auto en ding werkt net zo goed/beter als een mamba regelaar, veel mogelijkheden en met een burst van 950 amp kun je nog eens een wheelie trekken

    groet alfred
     
  16. N.P.S.

    N.P.S. Forum veteraan

    Lid geworden:
    17 jun 2007
    Berichten:
    7.990
    Helaas vergeet de fabrikant er meestal bij te vertellen hoe lang, of liever hoe kort, een dergelijke piekstroom is toegestaan. Vaak gaat dat om slechts milliseconden.
     
  17. cdrom flyer

    cdrom flyer

    Lid geworden:
    19 mrt 2006
    Berichten:
    4.200
    Locatie:
    Uithoorn
    Wat is de definitie van een piekstroom.
    Is dat de piek welke ontstaat door het opstarten van een motor?
    Of is dat de stroom die ontstaat door een volgas sprint en dus gedurende pak hem beet 5 sec.
    Ik ga uit van het laatste en als dat niet zo is is het ook niet essentieel voor de keuze van een regelaar.
    Het gaat voornamelijk om de opbouw van warmte welke regelaar in korte tijd kan verwerken en niet om de stroom die de regelaar binnen een fractie van een seconde kan slopen.;)
     
  18. ron van sommeren

    ron van sommeren Forum veteraan

    Lid geworden:
    31 aug 2002
    Berichten:
    29.470
    Locatie:
    halverwege Tiel & Nijmegen, tussen Maas & Waal
  19. alfred.los

    alfred.los

    Lid geworden:
    13 feb 2011
    Berichten:
    381
    je mist ergens iets in je betoog

    maar dan nog is het een regelaar die, gebruikt bij motoren met sterkere opstartstroom. een zeer goede is zo niet de beste

    motor van 20 amp loopt er net zo goed op als een van 120 amp

    al lukt het niemand om constant 120 amp door die dunne kabeltjes te laten lopen zonder brand/smelt/knal/etc
    vooropgestelt dat er lipo`s zijn die dat kunnen leveren

    groet alfred
     

Deel Deze Pagina