Infos über Elektromotoren

Hallo

weiss jemand, ob und wenn ja, wo man Infos zu Elektromotoren saugen kann?

Ich habe hier einen älteren (1985?) Mabuchi mit goldenem Gehäuse und aussenliegenden KOhlen, aber leider ohne Beschriftung. Bei ebay hab ich einen optisch ähnlichen gesehen, der mit "RX 540 VX" bezeichnet wurde.

Es wär schön, wenn ich dazu nun technische Daten bekäme, damit ich abschätzen kann, was ein moderner Motor besser kann.

BTW: Ich hab bei Motoren oft eine Angabe des max. Wirkungsgrades gesehen. Sind die Werte realistisch, oder misst da jeder mit einer anderen Latte, sodass die Angaben zwischen den Herstellern nicht vergleichbar sind?

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Mark Ise
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Hallo Mark,

"Mark Ise" schrieb ...

... VX kenn ich nicht, aber ... VZ hatte ich selbst schon. Hab deshalb mal gekugelt. Vielleicht haste was falsch abgeschrieben oder es war schon falsch. Vielleicht kenn ich aber ... VX auch nicht:

O-Text:

"Für den Einsatz in 1/10 Rennautos mit 6 Zellen konzipiert läßt dieser Motor in der 70-90,-DM-Klasse fast alle Konkurrenten hinter sich. Starke Magnete, großer Kollektor und gut dimensionierte Kohlen lassen auch höhere Ströme in beachtliche Wirkungsgradbereiche kommen.

Über den Einsatz im Auto kann ich nur feststellen das er im zu preisähnlichen Motoren keinen merklichen Abstand hat.

Da ich mich fast ausschließlich mit Flugmodellen beschäftige hier einige Tips:

Im Direktantrieb nahezu unbrauchbar außer für extrem schnelle Modelle aufgrund seiner hohen spezifischen Drehzahl von 2740 U/V.

Aber mit Getriebe!!!!!

Bei 8-10 Zellen und Strömen zwischen 10A und 20A an einem Getriebe mit min.

2,5:1 Untersetzung sind Wirkungsgrade von 78% - 80% möglich. Da infolge des Getriebes die Luftschraube einen größeren Durchmesser haben kann steigt auch deren Wirkungsgrad.

Einige Daten die bei Bedarf ( Kommentar oder email ) auch spezifisch für jeden Einsatzfall ergänzt werden können:

Alle Daten ohne Getriebe!

6 Zellen, max. 75,5% bei 13A mit 22300 1/min; >75% von 10A - 15A 8 Zellen, max. 78,2% bei 14A mit 26000 1/min; >78% von 12A - 17,5A 10 Zellen, max. 80,3% bei 17A mit 28300 1/min; > 79% von 12A - 22A

Bei einer Eingangsleistung von über 150W sollte die Kühlung sehr gut sein, am besten direkt auf den Kollektor und durch den Motor hindurch.

Fragt mal Euren Modellbauhändler ob er noch welche rumliegen hat und schlagt zu, ebenso bei günstigen Gebrauchten ( dazu hab ich auch schon was geschrieben )."

Gruß Günther

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Günther Grund

Tach Mark,

Deinen Motor kenn ich wohl micht, aber ich denk mal so:

Mark Ise schrieb:

Man muss unterscheiden zwischen Wirkungsgrad (hiernach WG) des Motors und der Props. Den WG eines e-Motors muesste man mit grosser Zuverlaessigkeit gut bestimmen koennen:

- Elektrische Eingangsleistung ist mit Spannung*Strom schnell gemessen

- Die Ausgangsleistung geht auch gut am Pruefstand ueber Drehzahl und Drehmoment, letzteres mit einer entsprechenden Bremse gemessen.

Ich halte daher bei e-Motoren die Angabe des WG fuer realistisch und belastbar, sie streut dann "nur" noch wg. Toleranzen beim Bau und evtl Altern (zB der Magnete).

Bei v-Motoren geht das alles nicht so toll. Die Messung der Ausgangsleistung ist wohl entsprechend moeglich, die Eingangsleistung (Brennwert des Sprits) macht die Sache schwierig. Wg. letzterem schwankt natuerlich auch die Ausgangsleistung erheblich und Katalogangaben hierzu sind mit Vorsicht zu geniessen.

Viele Gruesse, Wolfgang

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Wolfgang Kouker

Wenn du nun die Bremsen variierst wirst du auf eine WG-Kennlinie kommen die irgendwo zwischen Blockierung (n=0) und Leerlaufdrehzahl ein Maximum (leider meist in der Nähe von n_Leerlauf) hat. Daher wird der max. WG immer mit Drehzahl/Strom angegeben. Er lässt sich auch berechnen sofern Blockierstrom, Leerlaufstrom, Leerlaufdrehzahl und die Bezugsnennspannung angegeben sind.

Die reine Angabe des (maximalen) WG ohne dessen Bezugsdrehzahl bzw. Strom ist für eine Auslegung von Getriebe/Latte eher von minderer Bedeutung.

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Daniel Romann

Tach Daniel,

Daniel Romann schrieb:

Dass der WG bei n_Leer praktisch max wird, ist sicher richtig und leicht nachvollziebar: Die Eingangsleistung geht gegen Null und dann sind die Wirkungsgrade immer top ;-)

Das jedoch kann so nicht stimmen. Der Strom nimmt bei gleicher Spannung mit zunehmender Drehzahl IMMER ab. Sinnvoll ist hier aber das Mass Drehzahl*Strom. Im idealen Motor ist dieses Prodikt konstant (Selbstinduktion prop zur Frequenz (hier Drehzahl)).

Dies ist natuerlich sicher richtig.

Gruss, Wolfgang

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Wolfgang Kouker

Nack. Die Eingangsleistung geht eben nicht gegen 0 (U = const. und I_Leer > 0). An der Welle ist bei n_Leer M natürlich 0. Daher eta = M*n*2*pi/U*I = 0. U*I wird also komplett verbraten (Lager, Luft, R_i) Bei Blockierung (n=0) ist eta auch 0. Der Motor ist eine "Stand"-Heizung, U fällt nur an R_i ab. Das war ja klar :-) eta_max (eta ist differenzierbare Kurve) liegt also dazwischen, meist aber in der Nähe von n_Leer.

Ein Thread zuvor wurde gerade I bei eta_max angegeben.

ACK und zwar linear. Deshalb kannst du auch nur mit I_B, I_Leer, n_Leer bei U_nenn = const. mit eine Strommessung die Drehzahl ermitteln. Umgekehrt kannst du auch n messen und I berechnen.

Das mag ja stimmen. Nun existiert aber R_i und I_B hat demzufolge auch einen endlichen Wert. Im Kennliniendiagramm eines Gleichstrommotors nimmt I mit steigender Drehzahl daher nicht antiproportional (das wäre bei R_i = 0 der Fall), sondern linear ab. Dass Mass n*I (wäre ja A/s) habe ich auch noch nie bei Gleichstrommotoren gesehen.

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Daniel Romann

Tach Daniel,

Du bist zu sehr mit der Realitaet verbunden, oder - ich idealisier immer gerne - hier: I_Leer so gaaannnz knapp ueber Null ;-) Dennoch zum nachhaken:

Daniel Romann schrieb:

Diese Dinger find ich nie im Leben, sorry...

Da Du dem zustimmst, ist Dein Verhaeltnis(!) Drehzahl/Strom immer Maximal bei Leerlauf: Drehzahl maximal, Strom minimal. Das ist mein Hauptproblem.

Nehme ich jedoch einen Motor aus dem wirklichen Leben mit I_B (Blockierstrim, Drehzahl D=0) endlich und I_L(eer) > Null und Deinem linearen Ansatz kriegt man als Funktion I=I(D):

I = I_B - alpha*D fuer D < D_Leer (1)

Multiplizieren mit D ergibt fuer "meine" Groesse:

I*D = I_B*D - alpha * D^2

Diese Funktion ist eine Parabel und hat ein Maximum bei Null werden der 1. Ableitung:

I_B - 2*alpha*D = 0 also bei

D_Max = I_B / ( 2*alpha )

Setzt man dies oben in (1) ein kriecht man:

I_Max = I_B - I_B/2 = I_B/2,

was ich allerdings fuer sehr mechanistisch halte... jedenfalls physikalisch nicht sehr gut begruendbar. Ausgerechnet der halbe Blockierstrom, so'n Tünneskram...

Gruss, Wolfgang, lieber klassisch das Verhaeltnis aus Ausgangs-/Eingangsleistung bildend. Iss wenichstens 'ne richtige dimensionslose Zahl ;-)

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Wolfgang Kouker

Hallo Wolfgang,

... falsch ...

... und die Ausgangsleistung /ist/ Null. Ergo: eta auch.

Ja. Widerspricht dem aber nicht. Zum jeweilige Wirkungsgrad gehört ein Arbeitspunkt, der ist durch zwei der drei Parameter Spannung, Strom und Drehzahl definiert.

servus, Patrick

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Patrick Kuban

Ein super Motor (wenn man bürstenmotoren mag)

Betriebspannung 6-9 Volt (7 Zellen) Stromaufnahme bei max WG 17 A Leerlaufdrehzahl 25 400 WG ohne Getriebe 82 % (ein Lehner brüstet sich mit 80 - 82 %) Gewicht 170 gr.

mehr Angaben wenn du sie brauchst.

übrigens er heißt RX 540 VZ

und schätrze mich glücklich auch noch einen zu besitzen, so wie einern der legendären Graupner Speed 500 BB

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Christian Luksch

So ist es. Ein unbelasteter Motor dreht am höchsten und zieht gleichzeitig den geringsten Strom-

Mag komisch klingen, dass ein höher drehender Motor weniger Strom zieht.

Was ist bei dir alpha? Ich kriege als linearen Ansatz (I_L Leerlaufstrom, I_B Blockierstrom, D_L Leerlaufdrehzahl):

I = I(D) = ((I_L - I_B)/D_L) * D + I_B = m * x + n

Für die Eingangsleistung P_e multiplizieren wir I mit U, wobei wir weiterhin eine lineare Funktion erhalten:

P_e = P_e(D) = U * (((I_L-I_B)/D_L)*D+I_B)

Die Ausgangsleistung (= Wellenleistung) ist definiert als

P_a = P_a(D) = M * omega = M*2*pi*D (omega = Kreisfrequenz)

Jetzt muss ich mal in meinen Unterlagen nachgucken ... und M nimmt auch linear mit steigender Drehzahl ab. Wir bräuchten also doch noch ein Kennwert: Blockiermoment M_B. Bei D_L ist ja M=0. Somit ergibt sich

M = M(D) = (-M_B/D_L)*D + M_B = m *x + n

Somit ist die Ausgangsleistung:

P_a = P_a(D) = 2*pi * ((-M_B/D_L) * D^2 + M_B*D)

Eine Parabel mit Scheitelpunkt (= Maximum in diesem Fall) bei D_L/2. Wenn wir also unseren Bürsti bei halber Leerlaufdrehzahl (bei Nennspannung) quälen, holen wir die größte Wellenleistung aus ihm heraus.

Jetzt zum eta (Wirkungsgrad). Ist definiert zu

eta = P_a/P_e.

Wir setzten ein:

eta = eta(D) =

Bin zu faul, das ganze differenzierbar umzuformen (Polynomdivision, Partialbruchzerlegung, ...) . Über eta' = d(eta)/d(D) = 0 müsste dann eta_max und die entsprechende Drehzahl (und daraus der Strom) zu ermitteln sein. Für eine FAQ könnte ich vielleicht was zusammen TeXen/GnuPlotteln.

ist ja auch richtig.

ACK :-)

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Daniel Romann

Meinem Simitar Speed (Hydrospeed Rennboot von Graupner, dem ich aber einen konventionellen Antrieb verpasst habe, ca. 1985) hat er auch extrem gut gefallen. Im Vergleich zu den gleitgelagerten Mabuchis, die ich vorher verwendet hatte, bekam ich mehr Fahrzeit und subjektiv doppelte Geschwindigkeit, sodass ich die Akkupacks zuletzt von 8 auf 7 Zellen verkleinert hatte.

Wenn ich also auf einen mittelmässig starken Motor aus bin, der einen guten Wirkungsgrad hat, dann bin ich damit wohl gut bedient.

Weisst du, wieviele Windungen der Motor hat? Das scheint mir die wichtigste Grösse zu sein, wenn man Motoren grob vergleicht. Ich würde gerne abschätzen können, wieviel Dampf man in einen Buggy stecken kann, im Vergleich zu dem, was meiner mit bekannten Motorkenndaten drauf hat. Ich hab da schon Motoren mit 6x2 Windungen und so gesehen, was ich total abgefahren finde. Da rasiert man wahrscheinlich mal eben kurz die Plastikzahnräder und alle Leitungen glühen :-)

Ah, jo, da hab ich mich vertan. Bei Ebay wird sowas gerade von Tamiya angeboten. Der soll 89,- Euro kosten. So teuer war der vor 20 Jahren aber nicht, meine ich.

Ist das so einer mit einem Alumantel? Ich hab eine Graupner Sea Commander mit 2 Graupner Motoren, die der Länge nach aber wahrscheinlich

600er waren und keine Kugellager haben. Die Dinger waren für ihren Preis damals auch gut - jedenfalls besser, als die Standard 540er Mabuchis.
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Mark Ise

Wahrscheinlich ist es ein VZ, aber mit google find ich nix Gescheites. Ich bekomme ganze 3 deutsche Einträge.

Dann ist es bis auf die grossen Ströme genau mein Motor, weil ich den Motor im Mad Fighter für den mitgelieferten RS540SH einbauen will.

Direktantrieb im Buggy wär wohl nicht so gut :-) Dann müsste ich so kleine Reifen aufziehen, dass die Radlager aufsetzen :-)

Den Wert kann ich sicher noch gebrauchen, da 6 Zellen bei 1:10 Cars imho standard sind. Wenn das LAdegerät, die neuen Zellen und der Kugellagersatz für den Wagen da sind, dann werd ich mal über die Fahrtzeit und die Kapazität den Strom messen.

Das ist auch ein interessantes Thema. Beim Madfighter steckt der Motor mit vielleicht 2mm Luft zur Hälfte im Getriebegehäuse drin. Ich hab mir zwar einen Kühlkörper gekauft, der den Motor halb umschliesst, aber ich hab noch keine wirklich gute Idee, wie ich den auf dem Motor befestige, sodass es leicht bleibt, und der Temperaturwiderstand trotzdem gering wird. Bisher sind mir nur Kabelbinder eingefallen. Die lassen bei zunehmender Temperatur aber nach und tun mir ausserdem im Auge weh. Einen Teil der Kühlrippen werde ich wohl abfräsen, damit die Kontaktfläche zum Motor grösser wird.

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Mark Ise

Tach Patrick, gut gebruellt ;-)

Patrick Kuban schrieb:

stimmt!, meins war falsch ;-)

Das versteh ich nu nich, was es da so alles gibt, Arbeitspunkte und so was. Ich bin da eher schlicht aus der Branche der Fiesicker

;-) Wolfgang

Reply to
Wolfgang Kouker

Tach Daniel,

Daniel Romann schrieb:

Das ist doch gar nicht mein Hauptproblem. Du musst schon richtig zitieren, ich schrub: "Da Du dem zustimmst, ist Dein Verhaeltnis(!) Drehzahl/Strom immer Maximal bei Leerlauf: Drehzahl maximal, Strom minimal. Das ist mein Hauptproblem."

Also eta wird immer im Leerlauf maximal: Drehzahl gross, Strom klein.

Soviel ich weiss, gibbs hier nur einen Bratscher, deshalb von diesem bloeden Fiesicker noch hierzu was sicher bekanntes:

Der Strom durch einen e-Motor wird wie ueblich vom Ohmschen Gesetz bestimmt. Dieses laesst sich hier nun unterschiedlich anwenden. Ich mach das gern so:

- Die auseen anliegende (Akku)spannung sei bei jeder(!) Belastung konstant und sei hier U.

- Der Widerstand fuer den Strom R ist drehzahlunabhaengig und gleich dem Ohmschen Widerstand der Draehte. Er bestimmt den Blockierstrom.

- Dreht sich der Motor arbeitet er auch wie ein Dynamo. Er erzeugt eine Gegenspannung (U_g). U_g wird groesser mit steigender Drehzahl und ist U entgegengerichtet.

Daher ist nach Ohm der Strom I durch einen drehenden Motor:

I = ( U - U_g ) / R

Ein idealer(!) Motor (R=0, keine mechanischen Verluste) hat dann eine Leerlaufdrehzahl, fuer die U_g = U ist und der Strom Null wird. Dies ist eine prinzipielle Maximaldrehzahl. Darueberhinaus drehend laedt der Motor den Akku ;-)

Mein alpha ist konstant bestimmt den linearen Abfall des Stroms mit der Drehzahl. der Wert bestimmt sich aus D_Leer und I_Leer. Mein Ansatz ist aber Sch..., ich muesste von einemeine hyperbolischen Ansatz ausgehen, basierend auf

(D-D_Leer)*I = const fuer einen idealen Motor mit Leerlaufdrehzahl D_Leer und D>0. Das ist mir aber zu doof und ich stimme Dir zu, dass:

und freu mich, dass wir uns hier einig sind

Gruss, Wolfgang

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Wolfgang Kouker

eta ist aber nicht das Verhaeltnis Drehzahl/Strom. Dieses Verhältnis wird zwar bei Leerlauf maximal. Das ist aber nicht eta!!! Du meintest doch selbst:

ACK

ACK

ACK. Zum Ohmschen kommt was induktives hinzu.

ACK.

ACK. Bis auf R=0. Wenn letzteres der Fall wäre, gebe es keine endliche Leerlaufdrehzahl. Und weil es in der realen Welt mech. Widerstände gibt, werden bei den Motordaten die Kennwerte herangezogen, die sich aus dem Arbeitspunkt (Danke Patrick :-)) im realen Leerlauf ergeben. Sicherlich ließe sich dann auch immer eine ideale Leerlaufdrehzahl angeben (der lineare Graph des Stromes muss ja einfach nur bis zum Nullpunkt verlängert werden), aber der Leerlaufstrom (in der realen Welt immer > 0) verrät (qualitativ) somit auch etwas über unerwünschte mech. Widerstande (Lager, Kommutator).

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Daniel Romann

Hallo Wolfgang,

Passt doch ;-)

Wie die Zusammenhänge zwischen Spannung, Strom, Drehzahl, elektrischer Leistung und - über den Wirkungsgrad - auch mechanischer Leistung sind, wurde hier im Thread doch schon angedeutet. Und zu jedem Strom bei konstanter Spannung gehört eine ganz bestimmte Drehzahl, /das/ ist der von mir gemeinte Arbeitspunkt. Das kann man noch halbwegs einfach berechnen, braucht man nicht mal ein gemessenes Nomogramm dieses einen Motors. Krieg ich aber aus dem Stand nicht mehr hin ... Nur den Wirkungsgrad muß man tatsächlich messen, ich glaube aber auch, daß dessen Kurvenverlauf bei bekanntem Maximum mit Hilfe der anderen Daten konstruierbar ist. Weiß ich aber nicht mehr sicher ...

servus, Patrick

Reply to
Patrick Kuban

Mark Ise schrieb:

Nein die Windungen gab man damals noch nicht an und zerlegen will ich Ihn nicht. Aber die Graupner bestellnummer war 1740

Nein der war ganz klein aber für seine Größe sauschwer

8,4 Volt Leerlaufdrehzahl 28500 Leerlaufstromaufnahme 2,2 A#Blockerstromaufnahme 118 A Gewicht 196 gr. im Vergleich der 540 VZ hat 170 gr. und das Gehäuse des 540er ist um 8mm länger.
Reply to
Christian Luksch

Hallo Wolfgang,

Bert Brecht meinte, daß er "Füsik" durchaus richtig fände ;-)

servus, Patrick

Reply to
Patrick Kuban

Tach nochmal, wie schoen ueber die Einigkeit ;-)

nur kurz:

Daniel Romann schrieb:

Mit R=0 funktiert die Selbstinduktion immer noch, was zu endlicher Leerlaufdrehzahl fuehrt. Aber das hat mit einem real existierenden Motor latuernich nix zum tun

Gruss, Wolfgang

Reply to
Wolfgang Kouker

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