idealer Wirkungsgrad?

[Dr.Zoidberg]

Ahoi Gemeinde,
man liest ja immer mal wieder etwas vom optimalen oder idealen Wirkunggrad... nun frage ich mich, woher weiß ich ob ich im optimalen Wirkungsgrad von xy% bin... und wie kombiniert das dann? Für den Regler wird doch auch gern von Wirkungsgrad gesprochen. Bedingt sich das jeweils oder geht nur entweder oder...?

Ich bedanke mich.

[Timmey]

Hi,

dazu muss der entsprechende Motor natürlich vermessen werden.
Scorpion zB hat einen Drivecalc, anhand dessen man den idealen Wirkungsbereich sehr gut ablesen kann.
Dann brauchst du natürlich auch noch einen Log von deinem Flug um mit dem Drivcalc vergleichen zu können.

[the-fallen]

Weiß nicht ob das jetzt genau deine Frage war, aber:

Ideal ist eimmer ein Wirkungsgrad von 100%.
Gute und teure Brushless-Motoren haben teilweise Wirkungsgrade von über 90% (von Plettenberg gibt es da u.A. welche). Der Rest geht da hauptsächlich in Wärme weg.

Selbiges bei Reglern. Hier dürfte man theoretisch davon ausgehen, dass ein überdimensionierter - ansonsten gleichwertiger Regler (also z.B. Jive80A verglichen mit Jive 120A) bei einem gedachten durchschnittlichen Stromfluss von z.B. 50A einen höheren Wirkungsgrad aufweist, da hier die Leitungsquerschnitte größer sind und mehr Leistungs-Halbleiter verbaut sind um den maximalen Stromfluss aushalten zu können. Bei einem höheren Leitungsdurchschnitt ist der Innenwiederstand automatisch geringer und es fällt weniger Spannung ab / wird weniger wärme Entwickelt. Ob hier Andere Eigenschaften vielleicht wieder Negativ wirken weiß ich nicht.


Soviel erstmal zu den Wirkungsgraden der beiden Komponenten die du unabhängig voneinander betrachten kannst (das Eine setzt nicht das Andere voraus).

Zum Schluss kommt dann aber noch das Zusammenspiel beider Komponenten ins Spiel. Wenn der Regler (und deine Einstellung des Reglers) so sind dass der Motor optimal angesteuert wird ist der Gesamtwirkungsgrad natürlich höher. U.A. spielt meines Wissens nach hier der Vorlauf (angegeben in Grad (°)) eine Rolle.
Soweit ich das aber gelesen habe ist der Wirkungsgrad schlechter wenn du mehr Power aus dem Motor rausholen willst - oder andersrum - willst du mehr Wirkungsgrad mit deiner Regler-Motor - Einstellung erwirken kannst du weniger Leistung abrufen.


Das Reduzieren der sogenannten Ripple-Spannung könnte den Wirkungsgrad des Systems ebenfalls Reduzieren (zumindest meinem Verständnis nach).
Diese Ripple-Spannung entsteht, weil dein Regler den Motor ja gepulst ansteuert (die Pulsfrequenz wird meist in kHz angegeben). So ein Puls ist ja ein Ein-und Ausschalten der Spannung zum Motor. Das wirkt sich aber auch auf die Stromeingangsseite des Reglers aus (denn vom Akku kommt ja der Strom).
Hier wird also quasi in gleicher Frequenz mal mehr und mal weniger Strom vom Akku zum Regler transportiert.

In den Stromleitungen wird deswegen andauernd ein Magnetfeld auf- und abgebaut wobei sich imemr wieder zusätzliche Spannung aufbaut (Leitungs-Induktion) die der Regler andauernd ausgleicht. Anstatt also -vereinfacht gesagt- kontinuierlich aus 50V 30V zu machen, muss der Regler aus 49V-51V die 30V machen. Das macht den Bauteilen Stress, die werden warm, es entstehen in den Halbleitern noch mehr Leckströme, etc.

Wie viel das an dem Wirkungsgrad ändert ist mir allerdings nicht bekannt.
Abhilfe schafft hier allerdings das kürzen der Akku-Zuleitung zum Regler sowie das Verbauen weiterer Kondensatoren.



Ich hoffe ich habe jetzt nicht allzu viel Mist erzählt. Bin gespannt was Andere dazu sagen. Ist auf jeden Fall ein interessantes Thema.

[Dr.Zoidberg]

Scorpion zB hat einen Drivecalc

Damit habe ich mal versucht etwas herun zu spielen... aber was da angezeigt wurde muss ein sehr seltener Altaramäischer Dialekt gewesen sein. Mit anderen Worten, ich hatte gar keinen Plan was gefragt war und hab genauso wenig Plan von dem, was angezeigt wird. Ich bekomme immer die Meldung, der Motor ist zu warm und ich muss die on Time reduzieren???

[Dr.Zoidberg]

Ich hoffe ich habe jetzt nicht allzu viel Mist erzählt.

Was mich betrifft, das klingt volles Brett plausibel und, nach meinem Wissen über Plus und Minus und das man beide nicht gleichzeitiug in den Mund stecken darf, zu 100% zutreffend.

Gut. Spaß beiseite. Wie macht ihr das denn mit den Wirkungsgraden... kümmert ihr euch darum oder eher nicht.
Ich habe eigentlich immer eher den Regler im Auge und versuche (da liegt auch die Betonung) ihn in seinem optimalem Bereich zu halten. Aber Hand auf's Herz. Ich habe keine Ahnung ob ich den auch treffe. Im Prinzip kann ich den doch gar nicht treffen oder anders gar nicht über die Gesamtflugzeit aufrecht erhalten oder noch anders; nicht in Einklang mit dem des Motors bringen... oder steh ich wieder in meinem kleinen privat Fichtenwäldchen und seh den Wald vor lauter Bäumen nicht?

Wenn ih das richtig verstehe geht das bestreben in Richtung eines Kompromis. Beide Komponenten also quasi in ihrem Bereich zu betreiben... aber wie finde ich den?

Ich würde mir sofort einen Logger einbauen und mit Ritzeln und Gasparametern rumspielen, wenn ich wüßte wohin die Reise gehen soll.
Wie sieht den ein optimales Leistungsdiagramm aus

[helihopper]

kümmert ihr euch darum oder eher nicht.

Ich betreibe meine Modelle in der Regel bei 70 - 80 % der Dauerstromangaben der Hersteller (ausnahme Easygeier).

Ein guter Kompromiss ist es den Motor um 75 - 80 der Dauerstromangaben zu betreiben.


Harald

[Kupfer]

Wie macht ihr das denn mit den Wirkungsgraden... kümmert ihr euch darum oder eher nicht.

Das Geld, dass ich in jedem Modell einen Plettenberg, Kontronik oder so einbaue habe ich nicht, aber es gibt eine einfache Möglichkeit um
einen besseren Wirkungsgrad zu erreichen: Überall so weit als sinnvoll mit der Spannung rauf.

450er Heli an 3S wie es die meisten fliegen ist bei den heutigen Leistungen (wenn man sie bei dementsprechenden Flugstil auch nutzt) einfach
nicht mehr sinnvoll, da gehört ein 4S rein. Genauso in Funjet etc....
Dadurch bleiben die Komponenten deutlich kühler und es kommt dir evtl. sogar günstiger, weil kleinerer Regler möglich.

Lg. Jürgen

[Juergen110]

Gut. Spaß beiseite. Wie macht ihr das denn mit den Wirkungsgraden... kümmert ihr euch darum oder eher nicht.
Ich habe eigentlich immer eher den Regler im Auge und versuche (da liegt auch die Betonung) ihn in seinem optimalem Bereich zu halten. Aber Hand auf's Herz. Ich habe keine Ahnung ob ich den auch treffe. Im Prinzip kann ich den doch gar nicht treffen oder anders gar nicht über die Gesamtflugzeit aufrecht erhalten oder noch anders; nicht in Einklang mit dem des Motors bringen... oder steh ich wieder in meinem kleinen privat Fichtenwäldchen und seh den Wald vor lauter Bäumen nicht?

Moin,
ich denke ich gebe da auch einfach meinen privaten Senf dazu und das ist dann auch wirklich meine ganz persönliche Meinung.

Sch.... auf den optimalen Wirkungsgrad!
Das wird nämlich sowieso nix.... Und WENN, hast du Geld für Mess-Equipment ausgegeben, Zeit und Nerven investiert, womöglich andere Komponenten gekauft, und WAS hast du dann???
Vermutlich NICHTS was du als "normaler Modellpilot" merkst
Ausser ein paar gewonnenen Sekunden Flugzeit.

In den Zeiten von NiCd und NiMh-Zellen als Akku, da war das noch relativ wichtig, jedes Sekündchen aus dem E-Antrieb zu kitzeln....
Aber heutzutage finde ich das untergeordnet.

Du hast das oben schon ganz richtig erkannt!
Du kannst den optimalen Wirkungsgrad (ETA) gar nicht über "eine Flugzeit" halten. Das ändert sich nämlich mit den Leistungsanforderungen, ob du nur in der Schwebe bist, einfachen Rundflug machst, oder i-welche 3-D-Figuren zauberst...
Ebenso beeinflussen deine anderen Komponenten ebenfalls die Leisungsaufnahme und Leistungsabgabe: Welche Blätter auf dem Heli, alles leichtgängig, Pitcheinstellungen, und und und...
Ich seh das mittlerweile so wie Harald gepostet hat: 70-80% der Herstellerangaben für mein Modell umgelegt, dann sollte das passen.

Und dann: FINGERSPITZENGEFÜHL
Wenn die Fingerspitze beim Berühren der Komponente nach dem Flug meldet: "Aua...Richtig Heiß..."
Dann ist/war der Wirkungsgrad mies => Statt in Antriebsenergie, in Wärme umgesetzt...

[Holger Lambertus]

Moin
Mußte mich zu diesem Thema mal registrieren ...

Klar kann man am "nacktem" Motor den Wirkungsgrad feststellen, und mit geeigneten Mitteln auch verbessern
A-BÄR
Das ist Quatsch !

Jeder Motor hat seine Ureigenene Wirkungsgradkurve, angegeben wird der maximal mögliche Wirkungsgrad, der sitzt meist bei wesentlich kleineren Strömen als der Motor in der Praxis betrieben wird.

Wichtig für einen guten Helimotor ist die Drehzahlsteifigkeit, also wie weit die Drehzahl pro A einbricht, dieses nehmen wir beim fliegen subjektiv als "Leistung" wahr.

Wichtig für einen guten Helimotor ist vielmehr das die Wirkungsgradkurve mögliche breit ist, und der hohe Bereich auch dort liegt wo wir den Motor betreiben !

Eine Wirkungsgradkurve kann selten so beit sein das sie das gesammte Stromspektrum eines Helis abdeckt, darum ist der SuperDuper3D Motor zum Schweben meist sehr schlecht, hat eine kürzere Laufzeit, und wird sehr heiß.


Da wir ein "fliegendes" System hat, kommt das Gewicht des Antriebs/Motors mit in das Spiel, 1% mehr Wirungsgrad und dafür 200g Mehrgewicht in Kauf nehmen geht nach hinten los, als Flieger ist das "Leistungsgewicht" wichtiger Bestandteil des Gesammtwirkungsgrades.

Gruß Holle
HeliFlyWorld.de

[merlin667]

fürn heli lasse ich solche berechnungen eher aussen vor. da machen sie meiner meinung nach nur sehr beschränkt sinn. Übliche logs gehen von wenigen A's bis auf je nach heli größe durchaus auch auf die 100A oder mehr zu.

Wo es aber sehr schön ist, ist zur bestimmung von Luftschraube gibt ist bei flächenmodellen, da ist bei mir immer mal ein paar stunden mit parameterspielen dran.
Da kannst dir sehr viel experimentieren sparen und auch doch einiges an wirkungsgradunterschied des antriebs rausholen.
Auch kannst besser die schraube dazufinden zum thema welche strahlgeschwindigkeit --> maximale modellgeschwindigkeit, welcher standschub.... und unterschiede von 10, 20% im wirkungsgrad sind da schon möglich, und da reden wir bald doch zwischen 10-20% längere flugdauer.

[Dr.Zoidberg]

Okay, denn isset jut!
Also im Prinzip alles wie gehabt... Gasgerade so eindengeln das sie sich am Regler auf irgendwas zwischen 70-80% einnordet.
Wie gesagt, mein Hauptaugenmerk liegt eigentlich immer eher auf dem Regler. Die Vorstellung, dass der gute Nacht sagt, weil er sich in dem Bereich nicht wohlfühlte finde ich deutlich unangenehmer, als wenn ich mit einem "warmen" Motor runterkomme.

Wobei ich da dann auch gleich wieder in mein Fichtenwäldchen abdrifte und mich frage, ob es da dann wieder Unterschiede zu den div. Herstellern gibt.

YGE sacht mir: Lern ein das Ding, 0-100% und dann sind das auch 0-100%!
Kontronik sacht dazu erstmal gar nichts. Die sagen mir. Pass ma auf, am besten iss was um 80%
Bedeutet dann für mich übersetzt:
Verwende ich in Modell A einen Kontronik, muss ich mit der Futabarechnung kommen... diese 50/2=25+50=75% am Regler rechnerei.
Verwende ich einen YGE in Modell B, iss rechnerei Latte und 50% Gerade sind dann 50% Regler... oder wie, was?

Unterm Strich läuft es also darauf hinaus, sich für die (nach pers. Empfinden) wichtigste, schonenswerte (in meinem Fall der Regler) Komponente zu entscheiden und diese dann in ihrem Wolhfülbereich zu betreiben... dabei fällt ja einer hinten über.
Also entweder Motor außerhalb oder Regler (jeweils oberhalt des WfB)...

Ich bedanke mich bei euch.

[merlin667]

@ leisetreter: wirkungsgrad und regleröffnung sind zwei komplett andere sachen.
Das was du schreibst ist die regleröffnung.
Sie geht zwar in den wirkungsgrad ein, aber mehr durch die schaltverluste. Wobei ich jetzt nicht weis, wie die regler von der öffnung auf die anzahl und dauer der "windung ein" signale kommt (ob signalanzahl abhängig gemacht wird oder wie auch immer)

[Dr.Zoidberg]

@ leisetreter: wirkungsgrad und regleröffnung sind zwei komplett andere sachen.
Das was du schreibst ist die regleröffnung.

Ja, weiß ich doch
Aber die Regleröffnug ist ja Teil des Wirkugsgrades... oder anders. Die Öffnung des Reglers bestimmt ja ob er unter oder oberhalb seines Wohlfühlbereichs (WfB) läuft.
Vielleicht ist Wirkunsgrad nicht unbedingt der zutreffende Begriff.

Es gibt ja die Möglichkeit alle Komponenten (bleiben wir bei Regler u. Motor) völlig außerhalb zu betreben. Einzeln oder auch im paar.
Was weiß ich, falsche Ritzel auf dem Motor, regler zu weit dicht oder umgekehrt... oder völlig unbrauchbarer Motor für den Gesamtantrieb... grundsätzlich zuviel oder zuwenig Leistung etc.

Die Kompo. müssen ja zusammen passen, im optimalen Fall sogar harmonieren und das eben auch auf Bezug zu der mechanischen Seite. Passendes Ritzel z.B.

Motor und Regler pur aufeinander abzustimmen ist sicher das einfachste in dem Konstrukt, aber es ist eben nicht immer erste Wahl an der Ritzelecke zu drehen.

Für mich heißt das. Passt der Regler von seinen Leistungsdaten, kann ich ihn in seinem WfB betreiben und er wird mir nur wenig ärger machen. Passt der Motor aber nicht (oder nicht mehr) da rein und ich fange das wilde geritzel an, haut es mir evtl. auch den Regler aus'm Takt.
Wie gesagt. Für mich ist der optimale Wirkungsgrad (WfB) in hinsicht auf den Regler entscheidender und wenn ich das, was bisher geschrieben wurde richtig interpretiere, werde ich keine optimale Verteilung des Wirkungsgrades auf alle betreffenden Komponenten erzielen können.

Mich macht auch gerade die Futaba Gasgeradenfrage in Kombi mit YGE und/oder Kontronik viel wuschiger.

[merlin667]

das stimmt schon, das es wichtig ist, ein gutes gesamtpaket zu haben - vor allem mechanisch.
die Leistung ist das Drehmoment T x der Winkelgeschwindigkeit w
wenn ich nun längsamer drehe (w wird kleiner) muss für dieselbe leistung ein höheres drehmoment erzeugt werden.
So, wie wird nun ein drehmoment im Motor erzeugt:
Das Drehmoment T = F (Kraft) x r (radius)
Man hat einen radius, auf dem die magnete angeordnet sind (daraus ergibt sich, das man das nicht so einfach im flug variieren kann)
Somit ergibt sich, das die Kraft erhöht werden muss, um mehr leistung rauszubekommen.
So, wenn man nun noch die formeln ansieht, was elektromagnetismus bzw induktion ist, kommt man zur feststellung das dort die flussänderung pro zeit das wichtige ist.
Die wiederum ist aus spannung und strom (und ein paar anderen faktoren) her. Spannung kann ich nicht so einfach erhöhen, somit kann nur der strom erhöht werden.
Somit ergibt sich: bei halber motordrehzahl (verritzelt) ergibt sich für dieselbe leistung der doppelte strom --> der motor würgt.
so, damit dieser faktor so gering wie möglich ist, gehe ich für eine heliantriebsabstimmung folgend aus:
Ich habe eine gegebene drehzahl, die ich erreichen will: 2200 u/min
ich habe eine gegebene Anzahl von Zellen: 6S Lipo, 22,2V, Abschaltspannung 20V
Dann gibts noch eine motordrehzahl von 1100U/V
somit habe ich 22000 u/min und will auf 2200 runter, also brauche ich 10:1 untersetzung
Wo nun die Gasgerade ist fürn gov modus teste ich mitn drehzahlmesser oder telemetrie.
mit dieser auslegung bin ich bis jetzt bei allen helis top gefahren. ausreichend regelreserve fürn gov und auch schönes durchziehen vom motor (entsprechende dimensionierung vorrausgesetzt).
Und so ein setup geht bei so ziemlich jeden regler ohne irgendwelche probleme.
Aus diesem punkt ergibt sich aber auch, das der wirkungsgrad bei geringer öffnung ziemlich beschissen sein kann und auch wird und die flugzeit dadurch leiden wird.
Meine persönliche einschätzung ist jene, das die "teillastfesten" regler einfach nur geringere verluste in den halbleitern haben, um so ein antriebssetup zu ermöglichen (denen ist der motor ja egal, was der verbrutzelt)
Denn wie schon oben weiter gepostet worden ist, ist die erwärmung ausschließlich durch den strom bedingt: P=I² x R , d.h ob ich 15A dauer habe bei 0,01Ohm widerstand oder bei halber einschaltdauer für die gleiche leistung mit 30A ist ein unterschied von 2,25W verlust bei 15A zu 4,5W --> somit doppelter verlust bei gleicher leistung.

[trailblazer]

Deine Überlegungen haben mit vielem aber leider nur sehr entfernt etwas mit dem Wirkungsgrad aus elektromechanischer Sicht eines Motor/Reglers zu tun.

Ich kann nur empfehlen mal die gut verständlichen Abhandlungen auf den Powercroco Seiten zu lesen! Ich möchte dir nichts unterstellen, aber es kommt so rüber als wäre bei dir der Wirkungsrgrad des Motors eine Konstante

http://www.powerditto.de/Eta.html
http://www.powerditto.de/EtaAuslegung.html

sehr interessant auch das Thema Reglerverluste: http://www.powerditto.de/Regler.html

und natürlich alles andere was der Ralp Okon da auf seiner Seite stehen hat!