Lüfterrad/Impeller bauen

Hallo,

Wir wollen uns 2 Rohreinschublüfter selber bauen, weil die käuflichen Lüfter entweder einen sehr miesen Wirkungsgrad (Leistungsaufnahme im zweistelligen Bereich bei 230V-Typen) oder rasselnde Bürstenmotoren (nur 4W, 12V und 24V Typen) haben. Ausserdem sind diese Lüfter IMHO nicht sonderlich toll konstruiert (sehr großer Motordurchmesser).

Angetrieben werden sollen die Lüfter von 2 kleinen Außenläufer-Brushless-Motoren mit 25mm Ø. Der ist natürlich total überdimensioniert, aber die Software der Lüfterregelung wird ihn schon zahm kriegen...

Das Lüfterrad wollen wir bis jetzt aus Kuststoff zusammenkleben. evtl. PVC oder PMMA.

Meine erste Idee für das Lüfterrad sieht so aus: Der "Flügelträger", der über wird den Motor gestülpt, besteht aus einem Rohr (25mm ø innen) mit Abschlussplatte und Stellring zum Befestigen. Darauf werden die Flügel (ich dachte an 12 Stück) geklebt. Die Flügel bestehen aus Segmenten eines Rohrs mit 50mm oder

62mm Ø. Die Steigung würde ich etwas größer (ca. 20%) machen als den Durchmesser (100mm) des Lüfters (ist bei vielen Lüftern so, kann also nicht ganz falsch sein). GFK oder gar CFK halte ich für Overkill, ich will damit ja nicht fliegen.

Ist dieser Aufbau so in Ordnung oder habe ich da größere Anfängerfehler drin?

Wo kann die Konstruktion noch optimiert werden, ohne dass sie zu kompliziert wird? Und vor allem: Wie sollen die Flügelkanten zur Achse stehen?

Matthias

Hi Matthias

Matthias Kordell schrieb:

Hm, 10 Watt sind auch zweistellig und nicht besonders viel, egal bei welcher Spannung.

sicher...

In der Mitte ist ja genug Platz :)

Wenn du damit ein Parkhaus entlüften willst sicher nicht.;)

, aber die Software der Lüfterregelung wird ihn

Hm

...was ich für einen Fehler halte. Ich glaube nicht das ihr das Ding so rund bekommt, das es sauber läuft. Ich hab einen Klapprop, der lief ziemlich Unrund. Der hat mir nach wenigen Minuten die Motorverklebung weich gerüttelt. Den Kollegen hab ich dann mit ein wenig Tesafilm ausgewuchtet, das hatte ein für mich nicht meßbares Gewicht. Jetzt läuft er rund. Was ich damit sagen will ist, das schon kleinste Unsymmetrien bei der Rotation heftige Vibrationen hervorrufen können. ich würd mir lieber ein fertiges Lüfterrad besorgen, die Leute die die Teile bauen haben da schon (mehr oder weniger) Grips investiert und in Maschinen. Es kann an der Stelle kein Fehler sein auf was fertiges zurückzugreifen denk ich. Gerade wenn dir die normalen Lüfter zu laut sind. Versucht das ganze doch mit Rechnerlüfterrädern, die gibt's sicher irgendwo für lau und auch in 100mm Durchmesser.

Grüße,

Andreas

s'Ingrid Masurek schrieb:

...wobei ich mich frage ob die Überschrift nicht ein kleiner Trick ist um die Leute zu ködern. Das Wort Impeller impliziert ja eigentlich den Gedanken an den Antrieb eines Flugmodells. Vielleicht könntest du schreiben, das du zwei Rohreinschublüfter als Modell für den späteren Bau eines Impellers als Antrieb für ein Flugmodell bauen willst. *grins*

nochmal Grüße,

Andreas

... Hajo, bist du unterm Dach?! ...

Hajo Giegerich tut geschreibselt haben:

Die sind einfach auf andere Luftgeschwindigkeits- und Druckverhältnisse ausgelegt. Ich vermute, dass die Impeller bei Förderraten von ca. 100m³/h (das sind ganze 13km/h in einem 100er Rohr) ordentlich rauschen.

Ausserdem will ich nicht an Dekompression sterben, nur weil der Zuluft-Lüfter ausgefallen ist und der Abluft-Lüfter wie wild läuft. ;-)

Für einen Lüfter finde ich die reichlich teuer, für einen Impeller ist es ganz ok.

Dort finde ich zwar einige Daten für den Einbau eines Impellers und der nötigen Leistung, aber leider nichts zum Thema Eigenbau des Rotors. Die wollen wohl lieber ihre eigenen Impeller verkaufen. ;-)

Matthias

moin, Matthias,

Matthias Kordell schrieb:

Jein. Die Impeller aus der Modellfliegerei sind IMHO ein Kompromiß zwischen Standschub und bestem Wirkungsgrad im Schnellflug. Zumindest meine ich, mich an derartiges auch bei den Ausführungen von Schübeler erinnern zu können, was Dir bei der Auslegung helfen könnte. Und die Einbauhinweise des Impellers hülfen Dir sicher auch, das Rauschen zu verringern (was ja nix anderes ist als eine lautstarke Bekanntmachung schlechten Wirkungsgrades)

Das ist aber unabhängig vom Lüfter ;-)

Ich gestehe zu, ich hab mich da wohl falsch erinnert. Neben mir liegt das Impeller-Buch von Heinrich Voss und da ist auch tatsächlich ein Kapitel über Selbstbau drin. Mehl mir Deine Adresse, wenn Du magst und ich spamme Dich über Snail-Mail damit zu.

Gruß Hajo

Andreas Masurek tut geschreibselt haben:

Die 10 unnötigen Watt erwärmen die Luft zwar nur um 0,3°C, aber verursachen pro Jahr 15 EUR unnötige Kosten für teuren Atomstrom. Dafür sind diese Lüfter nur für den Hersteller billiger, nicht für den Kunden. :-(

Das ist im Prinzip richtig, aber die Software im Motorcontroller kennt die exakte Rotorlage (sollte sie zumindest). So kann ich dann einfach erkennen, in welche Richtung die Achse die Solllage zu einem bestimmten Zeitpunkt verlässt und mit der Feile das Lüfterrad vorsichtig nacharbeiten.

Ausserdem soll das Ganze mit ich würd mir lieber ein fertiges Lüfterrad

Ich habe schon mal ein Lüfterrad von einem 40mm-Lüfter auf einen "normalen" Motor geklebt und das Ganze, ähnlich dem Schienenzeppelin, auf ein altes Güterwagenfahrgestell gebaut. Das gibt den schönsten Funkenregen an den Rädern, weil sich die Achse nicht wirklich zentrisch ausboren lassen hat (sprich, der Bohrer hat sich in dem ****** Material um fast 0,5mm verlaufen), ausserdem verrät mir da keine Software die Rotorstellung.

Zu laut ist der Motor, auch ganz ohne Lüfterrad.

Ich kenne die nur in 92mm (das Rad hat dann einen Ø von ca. 85mm) oder 120mm, ausserdem sind die meist aus GFK (im Gegensatz zu Rohreinschublüftern, die sind gerne auch aus PE) und entsprechend schwierig zu bearbeiten.

Matthias

Matthias Kordell schrieb:

Das möchte ich nicht bestreiten.

Kann dir nicht folgen. Was hast du denn für einen Controller, scheint ja irgendwas spezielles zu sein. Dann muss ja der Motor einen Geber haben, an dem du ein Positionssignal abnehmen kannst oder wie? Mit einem normalen BL funktioniert das doch nicht oder? Ein Servomotor, also ein "richtiger" für Maschinen hat zur Positionserkennung einen Geber, damit weiß die Steuerung tatsächlich immer die Lage der Motorwelle, muß sie ja, wenn sie Steuern soll. Aber ein normaler BL-SL-Motor hat doch nicht mal einen Sensor, eben Sensorlos;). Wie funktioniert das denn?

Ich weiß, nicht alles was hinkt ist ein Vergleich aber zum Thema Kräfte bei 5000/min viel mir das ein:

;)

Ok, wollt nur drauf hinweisen.

Hm, das mit der neuen Bohrung kann schon ein ziemliches Problem werden. Die sollte ja dann auch möglichst mittig sitzen. Das mit dem sentrischen Spannen macht man sicher nicht freihand ;)

Ok dann liegts wohl an dem :)

Dann mach doch aus dem 120ger einen 100er. Kürzen geht bestimmt einfacher als komplett neu zu bauen. War ja auch nur eine Idee um dich vor zeitintensiver "Selbstbauforschungsarbeit" zu bewahren.

Berichte mal weiter, bin gespannt ob's klappt mit dem Selbstbau des Lüfterrades. Ich drück die Daumen.

Grüße,

Andreas

Andreas Masurek tut geschreibselt haben:

Der Controller sorgt für die Erzeugung des Drehstroms für den Motor, so speziell ist der gar nicht, einfach ein Atmel-Microcontroller, 6 Transistoren und etwas Hünerfutter. Es gibt auch passende Application Notes von Atmel dazu.

Doch, der soll mit einem normalen Brushless funktionieren. Entweder im Open Loop-Betrieb ohne Rückmeldung, dann kann der Controller nur hoffen, dass der Motor noch läuft (so müssen alle sensorlosen Brushless-Motoren anlaufen) oder ich mess die Induktionsspannung in der nicht benutzten Phase. Was wärend einer Umdrehung passiert, lässt sich auch über die Zeit gut errechnen.

Ein Motor, der sich dreht, wirkt auch als Generator, daher nimmt er viel weniger Strom auf, als ein blockierter Motor. Bei einem Brushless ohne Sensoren wird normal ein Anschluss an + und einer an

- geschaltet (über Transistoren), das erzeugt, wenn der Rotor richtig steht, ein Drehmoment. Der Rotor dreht sich weiter und erzeugt im 3. Anschluss eine Induktionsspannung, die der Regler versucht auszuwerten. Wenn der Motor nicht zu langsam dreht, erkennt der Regler den Nulldurchgang der Spannung und weis daher, dass er die Versorgung umschalten muss

Mit einem PE-Lüfterrad wäre das nicht passiert. Da hat es einen Flügel rausgebrochen. :-(

Das war auch nur ein Quick&Dirty-Umbau, das Material lässt sich auch nicht vernünftig kleben. Das erste Lüfterrad hat auch nicht lange gelebt, der Wagen ist einfach nur schnell, der Schwerpunkt liegt ganz weit oben und eine Bremse gibt es nicht. Entsprechend schnell kippt der Wagen aus dem Gleis. Irgendwann ist nachdem ich den Wagen wieder eingegleist und etwas Stoff gegeben hatte, eine Schaufel durchs Zimmer geflogen... Das neue Lüfterrad (40mm Lüfter haben so schnell nen Lagerschaden :-(() ist deutlich besser gebohrt, aber Feuerwerk an den Rädern gibt es immernoch.

Werde ich machen.

Matthias

Matthias Kordell schrieb:

[...Bl-Steuerung...]

Ja, die Grundlegenden Prinzipien eines Bl-Controlörs sind mir schon bekannt. Nur das:

Kam mir seltsam vor. Ich dachte du hast einen Speziellen Regler, der die Lage der Welle wirklich kennt. Die Rückmeldung durch das Motorstrommessen hilft dir ja nicht bei der Lagebestimmung. Selbst wenn du die Ruhelage kennst und die "Schritte" zählst ist alles hinfällig wenn der Motor angelaufen ist, oder zum feilen zum Stillstand kommt. Außerdem musst du ja auch eine Beziehung zwischen Auslenkung(von der unwucht) und Wellenposition herstellen können. Naja, vielleicht kann man das Auswuchten auch auf herkömmliche Weise machen.

Grüße,

Andreas

Andreas Masurek tut geschreibselt haben:

Ich kann die Rotorlage zum Einschaltzeitpunkt von Phase 1 leicht bestimmen, indem ich z.B. mit einem Stroboskop zum Zündung einstellen oder einer LED den Rotor abblitze. Die Zündimpulse kann ich auch von der Software generieren lassen, aber nötig ist das eigentlich nicht (siehe unten).

Ich wollte den Motor auf einen Sensor bauen, der mir exakte Phase der Unwucht anzeigt, z.B. eine einfache Induktionsspule und ein Permanentmagnet, oder was piezoelektisches. Ich brauch dann nur einen Stroboskop, der synchron zum Rotor läuft, nur mit einer einstellbaren Phasenverschiebung. Dann betrachte ich das Sensor- und das Stroboskopsignal auf dem Oszi und stelle die Phasenlage so ein, dass der Stroboskop den Rotor immer dann beleuchtet, wenn die Unwucht direkt nach oben zieht. Position merken -> Motor aus -> Rotor in die gleiche Lage drehen -> ein paar µg entfernen.

Matthias