Vertragingen

  • Topicstarter Topicstarter jacques
  • Startdatum Startdatum
J

jacques

Guest
Toch niet helemaal,

De stelling was, ergens in het begin dat stroom x voltage niet gelijk was aan vermogen.
Omdat er een vertraging gebruikt was, en er dus meer vermogen beschikbaar zou komen hierdoor. :cry:

stroom x voltage = vermogen

Gecorrigeerd met de verliezen van motor vertraging propeller etc.
De uiteindelijke trekkracht is nog steeds gelijk aan stroom x voltage - verliezen.
De energie veranderd van vorm, en wordt gaande weg voor een gedeelte omgezet in warmte maar blijft gelijk in hoeveelheid.
Maar niet geheel in een bruikbare vorm beschikbaar.

Ik heb die plettenberg gegevens inderdaad ook al gezien, maar daar staat niet specifiek bij dat het rendement van de vertraging bij dit getal geteld is.
ca 85% + 6% = 91% beetje veel, de meeste anderen motoren die ik gezien heb zitten op 86% zonder vertraging.
 
Dag Jacques.

Ik ben het grotendeels met je eens. Tot hier:
De uiteindelijke trekkracht is nog steeds gelijk aan stroom x voltage - verliezen.

Trekkracht=P(in) x electrisch rendement x rendement vertraging x propellerrendement.

Die laatste factor sla jij nu net even snel over in je berekening.
Bij een toepaasing van een vertraging heb je weliswaar wat verlies in je vertraging, maar omdat je een grotere propeller kunt toepassen, stijgt dit rendement aanzienlijk. Het propellerrendement stijgt meer, dan je verliest in je vertraging.

Gerben
 
Ik voeg alle rendementen ed samen als verliezen, nix mis mee.
We hebben niets benoemd.

En inderdaad het propeller rendement, het zal wel dat dat in de praktijk blijkt te werken.
Maar er moet toch iets aan gegevens te vinden zijn, om het een en ander te bewijzen.
Het verschil moet namelijk behoorlijk groot zijn als het in de praktijk merkbaar is.
 
Jacques,

Vergelijk bijvoorbeeld eens deze 2 motoren:
http://www.plettenberg-motoren.com/Daten/PDF/Daten/220-30 Gear/HP 220-30-A3 P4 5;1.pdf
http://www.plettenberg-motoren.com/Daten/PDF/Daten/220-30/HP 220-30-A3 P4.pdf
Dit is dezelfde motor. In het ene geval direct, in het andere geval met een 5:1 op vertraging. Aan de hand van de toerentallen kun je zien dat hier inclusief vertraging gemeten wordt. Je ziet dat het verschil in electrisch rendement tussen deze 2 motoren zo'n 3 a 4% is. Dit verschil wordt dus veroorzaakt door het verlies in de vertraging, wat dus zo'n 3a4% moet zijn.

Gerben

Edit:linkje aangepast
 
Het electrische rendement verloopt ook 5,3% tussen de verschilende meetingen.
 
De meest gebruikelijke reden om een vertraging toe te passen is het aanpassen van het motor toerental aan de gewenste optimale propeller afmetingen.

Het vermogen van een electro motor is het produkt van koppel x toerental.

Als je het vermogen wilt vergroten is dat zonder gewichtstoename van de motor het gemakkelijkst te doen door het toerental te verhogen. Om het koppel te verhogen zal er meer koper, ijzer en magneet materiaal nodig zijn wat het motor gewicht flink verhoogd.

Het gevolg hiervan is dat een elektromotor met een hoge Watt/gr verhouding dus een zeer hoog toerental zal draaien.

Bij een klein, gestroomlijnd, snel model is dat geen probleem. Je hebt dan meer aan pitch-speed (rpm x spoed) dan aan statische trekkracht.
Om een grote zwever omhoog te sjouwen is vooral de trekkracht van belang. Hier wint de grote, langzaam draaiende prop met gemak het vertragings mechaniek verlies in veelvoud aan propeller rendement terug.

Enige tijd geleden heb ik erg veel onderzoek gedaan naar vertragings verliezen bij de R&D afdeling van Corally. (Nederlands producent van RC electro wedstrijd auto's.) Het resultaat hier van zijn de Corally "whisper gears". Indien goed afgesteld bleek het mogelijk om 100 Watt met slechts 1 Watt verlies om te zetten naar een 5x zo laag toerental.

Om de verliezen zo gering mogelijk te houden is het vooral van belang om het rondsel (pinion) niet te klein te nemen. Beneden de 15 tanden moet de tandvorm anders gekozen worden om nog goed te lossen op het hoofd tandwiel. Hierdoor veranderd de drukhoek en nemen de verliezen toe. Als de verhouding of de gelimiteerde ruimte toch een kleiner rondsel nodig maken kun je beter voor een kleiner moduul kiezen. Bij inwendige vertragingen treed dat fenomeen pas op bij een rondsel van 10 tanden en een verhouding van kleiner dan 1:3.

Merkwaardig genoeg voldoen slechts erg weinig goedkope vertragingen aan deze voorwaarden.
 
Bertus,

Puur op je gevoel afgaan hoeft niet.
De eenvoudigste oplossing is Motocalc downloaden, en eens met diverse variabelen te gaan spelen. Motocalc benadert de werkelijkheid vrij goed. Het levert hele bruikbare resultaten op. Binnen korte tijd kun je diverse motoren, vertragingen en props de revue laten passeren. Het redelijk eenvoudig te bedienen, probeer het eens zou ik zeggen.
Fijnafstelling moet je natuurlijk altijd in de praktijk doen.

Gerben
 
Jacques,

Iedere electromotor heeft een rendementscurve.
In bovenstaande linkje zie je dat ook duidelijk (binnen een bepaalde meetnauwkeurigheid natuurlijk). Als je rendement met en zonder vertraging wilt vergelijken, kies je een spanning/stroom en vergelijkt bij deze waarde (bijv 11V,35A) het rendement van beide configuraties.

Gerben
 
Een vertraging werkt mijnsinziens goed omdat weerstand kwadratisch stijgt. Een propellor die 2x zo snel draait, heeft 4x zoveel weerstand. Om de weerstand zo laag mogelijk te houden, moet een prop zo langzaam mogelijk draaien.
Waarom dan niet een hele grote vertraging toepassen? Op een geven moment wordt de pitchspeed te laag (zie onder). De propeller kan het model niet meer voorstuwen op vliegsnelheid.

Wat voor vertraging heb je in een bepaalde toepassing nodig?
Wat ik eerst wil introduceren is de zgn. "Pitchspeed" van een propeller/motorcombo.
Dit is de theoretische snelheid die de door de propeller versnelde lucht heeft. Het naar achteren versnellen van lucht is wat de stuwkracht levert om het model voort te bewegen.
Hoe meer spoed de propeller heeft, hoe hoger deze pitchspeed. Een 8x7 propje levert een hogere pitchspeed op als een 9x6. terwijl ze ongeveer op hetzelfde toerental ronddraaien.
Zaak is nu dat de pitchspeed bij het model past.
Levert een propeller/motorcombinatie een hele lage pitchspeed op, bijvoorbeeld 40km/h, kan het zijn dat deze onder de overtreksnelheid van het te vliegen model ligt. Stel dat dit model minimaal 60km/h moet vliegen om in de lucht te blijven. De motor/propellor draait voluit, maar kan door de te lage pitchspeed het model niet voorstuwen. Deze combinatie zal dan wel stroom verbruiken, op de grond lekker hard lijken te trekken en in de praktijk niet blijken te werken.
Andersom ka natuurlijk ook. Een te hoge pitchspeed. Om een hoge pitchspeed te bereiken moet een propellor hard ronddraaien en veel spoed hebben. Om te zorgen dat een motor dit nog "trekt" eindig je met een kleine diameter prop.
Stel nu hetzelfde model wat met 60km/h vliegt, gemonteerd met een motor/prop combo die een pitchspeed oplevert van 200km/. Vanwege de kleine diameter prop zal er een vrij smalle koker lucht acxhterwaarts langs het model bewegen met hoge snelheid. Omdat de verschilsnelheid tussen romp en lucht hoog is, zal er veel weerstand optreden, wat veel verlies oplevert. Slechts een klein deel van de door de propellor versnelde lucht zal uiteindelijk effectief het model voorstuwen.Optimaal is een pitchspeed kiezen die goed past bij het model. Een langzaam zwevertje zal op zo'n 50km/h zitten. Een pylonracer op 250km/h.

Komen we terug op het kiezen van de juiste vertragingsverhouding voor een model. Het doel is het kiezen van een vertraging die een zo langzaam mogelijk draaiende propeller oplevert (ivm prop-rendement) bij de juiste pitchspeed voor het model. Hoe langzamer de prop draait, hoe hoger de spoed zal moeten zijn om voldoende pitchspeed op te leveren. Probleem is dat een prop op een geven moment overtrokken raakt. Neem je een zeer langzaam draaiende prop met een hele hoge spoed, zal de aanstromende lucht het profiel van de prop niet meer kunnen volgen.
Vergeet niet dat een prop niets meer is dan een ronddraaiende vleugel. Wordt het instelhoekverschil met de aanstromende lucht te groot, raakt de vleugel overtrokken. Dit werkt precies zo met de bladen van een prop.

Draait een propeller te langzaam, is het dus op een geven moment niet meer mogelijk deze de lucht genoeg te laten versnellen om een model te laten vliegen. Op dit moment is de vertraging te groot gekozen.
In de praktijk blijkt een prop met een diameter/spoed verhouding van rond de 1.5:1 (bijv 9x6) optimale resultaten op te leveren.
Om tot een optimaal rendement voor een bepaalde motor te bereiken,is de truuk een vertraging te kiezen die bij de gewenste motorbelasting (stroom) een propellor oplevert die zo groot mogelijk in diameter is, de juiste pitchspeed heeft en een diam./spoed verhouding van rond de 1.5:1.

Gerben
 
Wat ook belangrijk is om te weten is dat het snelheids bereik waar een grote prop lekker werkt breder is dan die van een kleien.

volgens een computer programma als ecalc of motocalc kan een kleine prop bij een bepaalde snelheid best wel aardig presteren, maar als je van die snelheid afwijkt (te snel of te langzaam), dan loopt het rendement snel terug.
In de praktijk voldoet een grote prop veel beter dan de berekening doet vermoeden.

Energie is trouwens altijd iets van kracht X iets van snelheid.
Elektrisch: Ampere (kracht) X volt (snelheid) met een beetjefantasie
Motor: koppel (kracht) X toeren (snelheid)
prop: trekkracht (kracht) X pitchspeed (snelheid)

Met een vertraging kan een grotere prop. het teveel aan ptchspeed wordt ingewisseld voor meer trekkracht.

Voor beste rendement moet je niet teveel verschil hebben tussen pitchspeed en vliegsnelheid.

Hoogste rendement van een prop boven spoed diameter verhouding van 1:1.
Verhoudingen in die buurt zie je op veel wedstrijd kisten in verschillende klasses. f5d (pylon), f5b, zelfs f3a of F1d (1 grams zaalvlucht)

Statisch is de prop echter overtrokken. de genoemde 1.5:1 verhouding (bijv 9x6) functioneerd over een breed bereik en overtrekt net niet statisch.
 
Harold,

Goed geschreven!
Mag ik op regeltje inhaken:
Met een vertraging kan een grotere prop. het teveel aan ptchspeed wordt ingewisseld voor meer trekkracht.

Dit ben ik niet met je eens. Ook zonder vertraging kun je de pitchspeed aanpassen aan de vliegsnelheid. Risico is wel dat je een hele "platte"prop krijgt. 8x3 oid.


Groeten,
Gerben

Edit: Vraagje aan Ron verwijderd
 
Back
Top