Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Brushlessmotor als Generator


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von Peter89 (Gast)


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Hallo, ich habe einen Brushless motor gefunden.

http://www.skyrc.com/index.php?route=product/product&product_id=139

Laut Datenblatt:

Umax 19Volt
Amax 331Ampere
max 1/min 30000
Leistung 6300 Watt

Ich möchte diesen als Generator nutzen.

Wenn ich ihn mit meinem Benzinmotor(mit mehr als 6KW) antreibe, sollte 
dieser bei einer Umdrehung von 30000 1/min 19Volt und 331Ampere liefern 
also wieder die 6300Watt.

Lieg ich da Falsch.

DANKE

: Verschoben durch Admin
von Peter II (Gast)


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Peter89 schrieb:
> Lieg ich da Falsch.

ja - 6KW bei so einen Spielzeug sind wohl unrealistisch. Warum sind wohl 
2KW Generatoren 10 mal größer?

Als Generator wird man wohl nicht mal ein 1/10 der Leistung bekommen. 
(nur geschätzt ohne Ahnung davon zu haben)

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Wenn die Angaben stimmen, dann bekommst du deine 6300 W. Im Modellbau 
eingesetzt, werden diese Motoren nur kurzzeitig mit Höchstlast betrieben 
und da sind solche Leistungen möglich. Ob das also bei dir nur für 
wenige Sekunden, Minuten oder Stunden geht, möchte ich nicht abschätzen.

Auch einen Benzinmotor mit 30000/min laufen zu lassen, ist schon ganz 
schön ambitioniert.

Peter II schrieb:
> ja - 6KW bei so einen Spielzeug sind wohl unrealistisch. Warum sind wohl
> 2KW Generatoren 10 mal größer?

Weil sie zig-tausend mal länger halten.

von Heinz V. (heinz_v)


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Der Motor benötigt Wasserkühlung ;-)

von Martin K. (maart)


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Heinz V. schrieb:
> Der Motor benötigt Wasserkühlung ;-)

Dann kann er ja ein BHKW bauen.

von Peter II (Gast)


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Heinz V. schrieb:
> Der Motor benötigt Wasserkühlung ;-)

wenn er als Generator läuft, müsste er doch das Wasser kühlen?

von MaWin (Gast)


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Peter89 schrieb:
> Lieg ich da Falsch

Nicht ganz, weil er ja keinen Wirkungsgrad von 100% hat.

Bei dem Kinderspielzeug vielleicht 75%.

Ausserdem sind die Angaben von solchem Kinderspielzeug meist ebenso 
übertrieben wie die p.m.p.o. Angaben auf Kinderpsielzeugverstärkern.

Rechne also mit 150 Watt möglicher Dauerleistung :-)

Vergbleiche einfach mal die Baugrösse mit richtigen 6.5kW Generatoren.

von Motorenfütterer (Gast)


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>
> ja - 6KW bei so einen Spielzeug sind wohl unrealistisch. Warum sind wohl
> 2KW Generatoren 10 mal größer?

Nicht zuletzt auch weil sie an den Wicklungen keine Wasserkühlung haben 
und mit blosser Umgebungsluft zur Kühlung auskommen müssen.

Bei obigem Bürstenlosmotor ist auf der Website ja auch angegeben dass 
die Wasserkühlung angeschlossen werden muss. Wie voluminös fällt diese 
aus, wenn nicht wie auf einem Wasserfahrzeug endlos Kühlwasser da ist?

Ausserdem: im Motorbetrieb ist die maximale Abtriebsleistung (ab der 
Welle) bei der Hälfte der Leerlaufdrehzahl und der Hälfte des 
Blockierdrehmomentes.
Die maximal aufgenommene elektrische Leistung ist theoretisch auch bei 
Nennspannung und blockierter Welle (dann fliesst auch der höchstmögliche 
Strom), würde dabei aber komplett in Wärme in den Wicklungen umgesetzt.
Ich bin bereit zu wetten dass auf der Webseite zwecks imposantester Zahl 
letztere Angabe gemacht wurde :-)
 Nach Adam Riese: 19V * 330A = 6kW - von den mech. Werte für Drehmoment 
fehlt jede Spur...

Die Teile haben grob die Abmessungen einer leeren Klopapierrolle 
(faustgross): was meinst welche Temperatur das bei 6kW Abwärme erreichen 
würde?
Ziehe zum Vergleich eine Hochleistungs-CPU (150..200W) oder ein Backofen 
(~2..3kW) bei.
(N.B: so ein kleiner 2kW tragbarer Stromgenerator z.b. Honda passt +/- 
in die Backröhre)

Sind die Füsse wieder am Boden?

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Ich habe den Eindruck, dass einige hier den Stand der Technik nicht 
kennen. Dass sie noch nicht erlebt haben, was man heutzutage mit solchen 
Motoren machen kann. Wer von euch hat schon einmal einen 5 kg schweren 
Modellhubschrauber im 3D-Flug Figuren fliegen sehen, die man als 
normaler Mensch für physikalisch unmöglich hält? Wer hat die Motoren und 
die Akkus dahinter kennen gelernt? Dass die diese Flugleistungen mit 
"nur ein paar kW" Antriebsleistung (und Luftkühlung) erreichen, ist 
schon eher erstaunlich.

Der Motor ist mit 3 mOhm Innenwiderstand spezifiziert. Das ist 
glaubhaft. 3 mOhm ergibt bei 330 A 330 W ohmsche Verluste und 95% 
Wirkungsgrad. Kein Problem bei Wasserkühlung, auch nicht auf Dauer. Der 
hohe Wirkungsgrad lässt durch die extrem hohen Drehzahl (30000/min!) 
erreichen. Es sind die Lager, die keine höheren Drehzahlen bzw. 
Leistungen erlauben bzw. die Lebensdauer bestimmen.

Früher war das anders. Da konnte man weder solche Drehzahlen noch solche 
Ströme bzw. Schaltleistungen wegen der Kohlebürsten erreichen. Und auch 
die Magnete waren kalter Kaffee gegen das, was heute eingesetzt wird. 
Und heute enthält der Stator die Spulen und die können so perfekt 
gekühlt werden.

Wie gesagt, die Technik hat sich erheblich weiter entwickelt.

DZDZ

von Werner H. (werner45)


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Ich frage mich, wie das Drehmoment eines 6-KW-Motors über eine mickrige 
8-mm-Welle übertragen werden soll. Und: wie wird der Stator im Boot bei 
der Leistung befestigt.
Vielleicht sind die 6 kW aber PMPO. Aber auch dann wird es knapp.

Gruß   -   Werner

von Elektrofan (Gast)


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> Der hohe Wirkungsgrad lässt durch die extrem hohen Drehzahl (30000/min!)
> erreichen.

Aber klar doch.
Bei der Frequenz gibt es keine Wirbelstrom- und 
Ummagnetisierungsverluste mehr.
(Strom, der wg. des Skin-Effektes gar nicht mehr eindringt, kann auch 
keine Stromwärmeverluste bewirken.)       SCNR

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Im Modellbau eingesetzt, werden diese Motoren nur kurzzeitig mit
> Höchstlast betrieben

Genau. Die durchschnittliche Belastung ist typischerweise 1/10 davon.

> und da sind solche Leistungen möglich.

Aber keine 6kW. Nie und nimmer. Bei der geringen Oberfläche kann der 
Motor geschätzt maximal 20W Wärme abführen, ohne durchzubrennen. Wenn er 
bei 6kW nur 20W Verluste hätte, müsste er unglaublich effizient sein. 
Nein, das kann nicht sein.

> Ich frage mich, wie das Drehmoment eines 6-KW-Motors über eine
> mickrige 8-mm-Welle übertragen werden soll.

Ich auch. Hätte er wirklich diese Leistung, würde er sich selbst in 
seine Einzelteile zerlegen.

Man sollte auch mal über die Funktionsweise nachdenken. Selbst wenn man 
unendlich viel Strom rein steckt kann die Leistung ein gewisses Limit 
nicht überschreiten, weil nämlich irgendwann der Magnet im Kern seine 
Wirkung verliert.

: Bearbeitet durch User
von Lukas (Gast)


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oh mein Gott, es gibt sogar 6,5kw, wie geht das blos bei eine 8mm 
Welle??

Frag halt bei einem Deutschen Hersteller nach:
http://www.kontronik.com/produkte-rc-modellbau/motoren-elektromotoren-cars-modellflugzeuge/pyro-helikopterantriebe/pyro-800-60.html

Oder rechne halt das Drehmoment selber aus.

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Der Zahn der Zeit schrieb:
> Wie gesagt, die Technik hat sich erheblich weiter entwickelt.

Trotzdem werden durch die Anschluss-Strippen nicht dauerhaft 330A 
passen, da sich selbst weiter entwickelte Technik an die Physik halten 
muß.

Zumindest meine bescheidene Meinung.

MfG

von Frager (Gast)


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Hallo!

Rein aus Neugier (ev. kennt sich jemand aus).

Wenn so ein Motor elektrische Leistung mit der Effizienz von x% in 
mechanische Energie umsetzt, gilt das dann exakt für den umgekehrten 
Fall ebenso? also x% Effizienz bei Umwandlung von kin. Energie --> el. 
Energie?

Oder gibt es einen physikalischen Mechanismus, der hier für eine 
untersch. Effizienz sorgt?

Grüße

von DraconiX (Gast)


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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Ich habe den Eindruck, dass einige hier den Stand der Technik
> nicht kennen. Dass sie noch nicht erlebt haben, was man heutzutage mit
> solchen Motoren machen kann. Wer von euch hat schon einmal einen 5 kg
> schweren Modellhubschrauber im 3D-Flug Figuren fliegen sehen, die man
> als normaler Mensch für physikalisch unmöglich hält? Wer hat die Motoren
> und die Akkus dahinter kennen gelernt? Dass die diese Flugleistungen mit
> "nur ein paar kW" Antriebsleistung (und Luftkühlung) erreichen, ist
> schon eher erstaunlich.
>
> Der Motor ist mit 3 mOhm Innenwiderstand spezifiziert. Das ist
> glaubhaft. 3 mOhm ergibt bei 330 A 330 W ohmsche Verluste und 95%
> Wirkungsgrad. Kein Problem bei Wasserkühlung, auch nicht auf Dauer. Der
> hohe Wirkungsgrad lässt durch die extrem hohen Drehzahl (30000/min!)
> erreichen. Es sind die Lager, die keine höheren Drehzahlen bzw.
> Leistungen erlauben bzw. die Lebensdauer bestimmen.
>
> Früher war das anders. Da konnte man weder solche Drehzahlen noch solche
> Ströme bzw. Schaltleistungen wegen der Kohlebürsten erreichen. Und auch
> die Magnete waren kalter Kaffee gegen das, was heute eingesetzt wird.
> Und heute enthält der Stator die Spulen und die können so perfekt
> gekühlt werden.
>
> Wie gesagt, die Technik hat sich erheblich weiter entwickelt.
>
> DZDZ

Völlig richtig!!! Ich habe hier ein 780kv 8s Castle Mamba XL V2 in einem 
HPI Baja mit ca. 15kg verbaut und muss sagen: Bestialisch! Auf einem 
Leistungsprüfstand für 1:5er hat er satte 10,7PS Leistung 
hervorgebracht. Der 15kg Baja macht mit Semi-Slicks auf ein Backflip aus 
dem Stand heraus.

Gegenüber früher (tm) hat sich in diesem Bereich massivst was 
geändert... P.s.: er ist Luftgekühlt!

von Elektrofan (Gast)


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> Wenn so ein Motor elektrische Leistung mit der Effizienz von x% in
> mechanische Energie umsetzt, gilt das dann exakt für den umgekehrten
> Fall ebenso?

Der jeweilige Wirkungsgrad hängt vom Arbeitspunkt ab, sowohl im Motor- 
als auch im Generatorbetrieb.
Ist das Ding im Motorbetrieb eher "schlecht", wird es, als Generator 
betrieben, auch nicht kalt bleiben ...

von hinz (Gast)


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Lukas schrieb:
> oh mein Gott, es gibt sogar 6,5kw, wie geht das blos bei eine 8mm
> Welle??
>
> Frag halt bei einem Deutschen Hersteller nach:
> http://www.kontronik.com/produkte-rc-modellbau/mot...

Keinerlei Datenblatt...

von Lukas (Gast)


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hinz schrieb:
> Keinerlei Datenblatt...

Fordere halt eins an. Wo ist das Problem?

von Frager (Gast)


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Elektrofan schrieb:
>> Wenn so ein Motor elektrische Leistung mit der Effizienz von x%
> in
>> mechanische Energie umsetzt, gilt das dann exakt für den umgekehrten
>> Fall ebenso?
>
> Der jeweilige Wirkungsgrad hängt vom Arbeitspunkt ab, sowohl im Motor-
> als auch im Generatorbetrieb.
> Ist das Ding im Motorbetrieb eher "schlecht", wird es, als Generator
> betrieben, auch nicht kalt bleiben ...

Etwas präzisiert gefragt:

Es sei:
Drehzahl im Generatorbetrieb = Drehzahl im Motorbetrieb

gilt dann:
Effizienz im Generatorbetrieb = Effizienz im Motorbetrieb

?

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Werner H. schrieb:
> Ich frage mich, wie das Drehmoment eines 6-KW-Motors über eine
> mickrige
> 8-mm-Welle übertragen werden soll. Und: wie wird der Stator im Boot bei
> der Leistung befestigt.
Physikunterricht, Oberstufe (oder Mittelstufe?). Drehmoment = Leistung / 
(2 x Pi x Drehzahl). Hohe Drehzahl: Kleines Drehmoment. Hier: 2 Nm 
(http://www.torcbrain.de/drehmoment-und-leistung/). 2 Tafeln Schokolade 
an 1 m Hebelarm. Ein Klacks für 'ne 8er-Welle. Muss aber gut im Boot 
befestigt werden.

Stefan U. schrieb:
> Wenn er bei 6kW nur 20W Verluste hätte, müsste er unglaublich effizient
> sein. Nein, das kann nicht sein.
Text gelesen? Ist er auch nicht. Die Verluste von mehr als 300 W sind 
leicht mit Wasserkühlung abzuführen.

DZDZ

von Elektrofan (Gast)


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> Etwas präzisiert gefragt:
> Es sei:
> Drehzahl im Generatorbetrieb = Drehzahl im Motorbetrieb
> gilt dann:
> Effizienz im Generatorbetrieb = Effizienz im Motorbetrieb ?

Annähernd.
[Es sei denn, es wird keine Leistung entnommen, dann ist der 
Wirkungsgrad in beiden Fällen genau null.   ;-)  ]

von Elektrofan (Gast)


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6 kW Leistung und 0,3 kW Verluste d.h.
weit über 90% Wirkungsgrad bei 19 V Betriebsspannung ?

Wäre schon ein guter Motor.

Allerdings errechnet sich die Leistung eines
3~Motors etwas anders, als die bei einem DC-Motor ...

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Lukas schrieb:
> oh mein Gott, es gibt sogar 6,5kw, wie geht das blos bei eine 8mm
> Welle??

Viel Unwissenheit, viel Spekulation. Eine kleine Nachrechnung zeigt, 
dass da noch sehr viel Luft ist. Das Motormoment ist relativ klein, die 
Welle wird kaum belastet. Die elektrischen Verluste halsten sich auch in 
Grenzen, mit Wasserkühlung locker zu bewältigen.

Frager schrieb:
> Wenn so ein Motor elektrische Leistung mit der Effizienz von x% in
> mechanische Energie umsetzt, gilt das dann exakt für den umgekehrten
> Fall ebenso? also x% Effizienz bei Umwandlung von kin. Energie --> el.
> Energie?
>
> Oder gibt es einen physikalischen Mechanismus, der hier für eine
> untersch. Effizienz sorgt?

Nein, gibt es nicht. Im Allgemeinen gilt bei der Lorentzkraft das 
Onsagersche Reziprozitätsgesetz. Das bedeutet, von ganz speziellen 
Konstruktionen mal abgesehen, der Wirkungsgrad ist in beiden Richtungen 
gleich.

von Frager (Gast)


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Joe G. schrieb:
> Reziprozitätsgesetz

Ah danke! Das war der Begriff, der mir nicht eingefallen ist. Gleiches 
gilt ja auch für andere Dinge (Antennen im Sende & Empfangsbetrieb 
beispielsweise)

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Frager schrieb:
> Gleiches gilt ja auch für andere Dinge (Antennen im Sende & Empfangsbetrieb
> beispielsweise)

Das gilt sogar für alle linearen Wandlerprinzipien und alle 
nichtlinearen in der Nähe des Arbeitspunktes. Für diese Erkenntnis hat 
Lars Onsager ja schließlich auch den Nobelpreis [1] erhalten ;-)

[1] 
https://de.wikipedia.org/wiki/Onsagersche_Reziprozit%C3%A4tsbeziehungen

von Elektrofan (Gast)


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> Oder gibt es einen physikalischen Mechanismus, der hier für eine
> untersch. Effizienz sorgt?

Ja.
Das Reibungsmoment hat immer das gleiche Vorzeichen, beim Motor kommt 
etwas weniger Moment heraus, beim Generator ist etwas mehr Moment 
erforderlich, als mechanisch im eigentlichen "idealen" Motor wirksam 
wird.
Die Drehzahlen sind etwas unterschiedlich.

Oder anders: Die Leistungsrichtung kehrt sich um.
Bei gleicher Klemmenspannung und abgegebenem bzw. aufgenommenem 
Drehmoment (bzw. Strom) hat der "Motor" eine andere Drehzahl als der 
"Generator",
s. Kennlinie, z.B.:
https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichstrommaschine#/media/File:Kennlinie_Nebenschluss-Gleichstrommaschine.svg

Daher ist der Wirkungsgrad (gering) unterschiedlich.

von InFo (Gast)


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http://www.plettenberg-motoren.net/index.php/de/plettenberg-motoren/plettenberg-brushless-motoren/copter/copter-30

Der Motor wiegt zwar nur die Hälfte und leistet weniger, aber es gibt 
ein konservatives Datenblatt. Würde man den, mit, wie auf der Website 
angegebenen 10-12 Zellen betreiben, könnte man noch mehr Leistung 
rausholen.

Bei China-Motoren gibt man uu. den Max. Wirkungsgrad und eine 
kurzzeitige Max. Eingangsleistung (10s vor abrauchen) an.

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Elektrofan schrieb:
> Die Drehzahlen sind etwas unterschiedlich.
...
> Daher ist der Wirkungsgrad (gering) unterschiedlich.

Leider nicht korrekt.
Zunächst muss man sich über einen Motortyp einigen. Die ursprüngliche 
Diskussion ging von einem BLDC Motor aus, also einer 
Drehstrom-Synchronmaschine mit Fremderregung durch Permanentmagnete. Um 
das Wirkungsgradphänomen zu beleuchten, dürfen wir von einer 
fremderregten Gleichstrommaschine ausgehen. Das bedeutet, die Spannung 
ist proportional zur Winkelgeschwindigkeit und der Strom ist 
proportional zum Drehmoment. Alle dissipativen Verluste (mechanische 
Reibung, elektrische und magnetische Verluste) beeinflussen diese 
Proportionalität nicht. Die Eingangsleistung ist U*I, die 
Ausgangsleistung M*Omega, der Wirkungsgrad einfach der Quotient der 
Leistungen.
Praktische Bedeutung:
Ein Motor gibt bei einer Eingangsspannung U1 eine Drehzahl n1 ab. Das 
Lastmoment M1 bestimmt den Eingangsstrom I1. Ein Generator gibt bei 
einer Drehzahl n1 die gleiche Eingangsspannung U1 ab. Die elektrische 
Last I1 bestimmt das notwendige Generatormoment M1. Der Wirkungsgrad ist 
in beide Richtungen absolut identisch. Lineare dissipative Verluste 
(z.B. mechanische Reibung) ändern an dieser Reziprozität nichts. Anders 
sieht es mit nichtlinearen Effekten wie Sättigung, Hysterese, Lose, usw. 
aus. Das ist jedoch eine ganz andere Baustelle.

von Müller I (Gast)


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Hallo

kann man vereinfacht sagen wegen dieser physikalisch / mathematisch 
gegeben Tatsache:
http://www.torcbrain.de/drehmoment-und-leistung/
sind Generatoren gleicher Leistung im Vergleich zu manchen, aber bei 
weiten nicht allen, Motoren immer größer?
Die Umdrehungszahl der antreibenden Kraft ist ja recht gering - nur 
selten über 4500 U/min und oft sogar so gering das bei begrenzten 
Bauraum (Windenergieanlage) die unbeliebten weil teueren und 
verlustbehafteten Getriebe genutzt werden.

Wenn Geld "keine" Rolle spielt und die Antriebsquelle langsam drehend 
ist <<1000 U/min, welcher Motortyp hat in der Leistungsklasse bis 100W 
den besten Wirkungsgrad im Generatorbetrieb und benötigt in der Praxis 
keinen oder nur einen einfachen Umbau?

Müller I

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Ich nehme an, das Joe G (der ja sehr fundierte Antworten liefert), nicht 
widersprechen wird:

Der Wirkungsgrad steigt (und das Volumen sinkt) mit der Frequenz. Die 
Frequenz kann man durch hohe Drehzahl oder durch hohe Polzahl erreichen. 
(Bei dem BLDC, um den es ursprünglich ging, ist daher beides sehr hoch, 
deswegen die extreme Leistung bei kleiner Bauform). Das ist im Prinzip 
wie bei Transformatoren auch.

Bleibt bei festgelegter Drehzahl eine hohe Polzahl. Die lässt sich 
konstruktiv am besten realisieren, wenn der Außendurchmesser des 
Motors/Generators hoch ist.

Ich meine, dass es bei Windenergieanlagen einen Typ gab oder gibt, der 
direkt angetrieben wurde/wird, und deswegen an einer auffällig großen 
"Scheibe" hinter dem Rotor zu erkennen war/ist. Das muss(te) das 
Statorgehäuse des Generators sein.

Einen "Motortyp" zu benennen, scheint mir wenig sinnvoll zu sein. Das 
Prinzip eines BLDCs, aber mit großem Durchmesser und höchster Polzahl, 
wäre sinnvoll, aber was nützt das, wenn man es weder kaufen noch selber 
fertigen kann? Vielleicht kann man so etwas aber auch kaufen, vielleicht 
finden man jemanden, der es nach Bedarf fertigen kann.

DZDZ

von Der Andere (Gast)


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Joe G. schrieb:
> Der Wirkungsgrad ist
> in beide Richtungen absolut identisch. Lineare dissipative Verluste
> (z.B. mechanische Reibung) ändern an dieser Reziprozität nichts.

Sie ändern an der Theorie nichts.
Aber durch deine Lagerreibung/Lüfterrad oder bei hohen Drehzahlen auch 
den Verlusten durch die Luftwiderstand des Rotors ist deine Nenndrehzahl 
auch im Leerlauf kleiner als sie theoretisch wäre.
Wenn du jetzt diese Nenndrehzahl von aussen aufbringst wird die 
Leerlaufspannung im generatorischen Betrieb deshalb kleiner sein als die 
Nennspannung mit der der Motor die Nenndrehzahl erreicht.

von hinz (Gast)


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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Das ist im Prinzip
> wie bei Transformatoren auch.

Deshalb gehören Transformatoren auch zu den Elektromaschinen.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Falls der Aufbau den Einsatz zulaesst : Aussenlaeufer haben das bessere 
Drehmoment weil der geometrische Durchmesser besser genutzt werden kann. 
Man laesst dort eine duenne Schicht von Permanentmagneten umlaufen. Die 
Wicklung ist dann innen am Stator.

von Harald W. (wilhelms)


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hinz schrieb:

> Deshalb gehören Transformatoren auch zu den Elektromaschinen.

Hebel, Rolle und schiefe Ebene sind ja auch (einfache) Maschinen.

von Stephan (Gast)


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Mir sind die Außenläufer auch lieber. Die Drehzahlen sind einfach weit 
näher am handhabbaren Bereich.
Bei gleicher Leistung sind die aber auch schwerer als Innenläufer. Und 
die Wicklung lässt sich schlechter kühlen.

Man muss bei Modellbaumotoren im Verglaich zu Industriemotoren natürlich 
auch bei der Leistung und Lebensdauer realistisch sein.

Die Lager des Modellbaumotors werden eher 100h halten.
6kW-Modellbau bedeutet in der Regel 6kW elektrisch und sehr kurz. 
Oftmals noch zusätzlich geschönt.
Mechanisch sinds dann 5,1kW (absolutes max., sehr kurz). Im Dauerbetrieb 
sind dafür 2-2,5kW elektrisch / 1,7-2,1kW mechanisch realistisch.
Das ganze bei einer irriwtzig hohen Drehzahl. Und extremen Strömen. 
Sobald die Verkabelung nicht extrem kompakt ist wird das teuer.

Der 2kW Drehstrommotor hat dagegen 2kW mechanisch und kann kurzzeitig 
auch 6kW mechanisch.
Das ganze bei einer kommoden Drehzahl. Und der Strom bleibt auch schön 
klein.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Du willst das Ganze ja mit einem mittelgroßen Benzinmotor antreiben. Der 
dürfte schätzungsweise eine Drehzahl im Bereich um 3000U/min erreichen.

Wie hast du denn geplant, dies auf 30.000 zu erhöhen? Dazu brauchst du 
sicher ein Getriebe, das eine Menge Verluste und Verschleiß mit sich 
bringt.

Wir hatten hier schon mehrmals Leute, die diese Projektiddee hatten, 
aber keiner brachte es zuende.

2016: Beitrag "Kleiner Generator in Planung"
2012: Beitrag "Notstromer selber bauen?"
2011: Beitrag "[S] Ideen für 3 Phasen Stromgenerator 14 Volt"

Es gibt noch weitere Threads. Am besten liest Du Dir diese erstmal durch 
und schaust, woran diese Projekte scheiterten. Dann kannst du einen 
groben Plan für den nächsten (besseren) versuch erstellen. Den zu 
diskutieren wäre sicher auch wesentlich spannender, als die alte Leier 
zu wiederholen.

: Bearbeitet durch User
von Der Andere (Gast)


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Ich würde gerne den 350A Gleichrichter sehen, den er einsetzen will.

von Peter II (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Ich würde gerne den 350A Gleichrichter sehen, den er einsetzen will.

man kann den gleichen Motortreiber verwenden, an den die Motoren sonst 
eingesetzt werden. einfach den Bremsbetrieb nutzt.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ja toll, das läuft dann 10 Sekunden und dann kommt der magische Rausch.

von Peter II (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Ja toll, das läuft dann 10 Sekunden und dann kommt der magische Rausch.

warum soll das so sein? (die Energie darf man nicht im Bremswiderstand 
verheizen, sondern nutzen)

von Der Andere (Gast)


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Peter II schrieb:
> man kann den gleichen Motortreiber verwenden, an den die Motoren sonst
> eingesetzt werden. einfach den Bremsbetrieb nutzt.

Unter der Annahme, daß diese Treiber die Last dauerhaft verkraften, bzw. 
der Motor dauerhaft eh nur zu 20-30% seiner PMPO Leistung liefert.
Hat ein Regler für ein Flugmodell oder eine Schiffsmodell einen 
Bremsbetrieb bei dem der Strom zurück in die Akkus gespeist wird?
haben Modellautos nicht auch dediziert Bremsen?

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Der Andere schrieb:
> Aber durch deine Lagerreibung/Lüfterrad oder bei hohen Drehzahlen auch
> den Verlusten durch die Luftwiderstand des Rotors ist deine Nenndrehzahl
> auch im Leerlauf kleiner als sie theoretisch wäre.
> Wenn du jetzt diese Nenndrehzahl von aussen aufbringst wird die
> Leerlaufspannung im generatorischen Betrieb deshalb kleiner sein als die
> Nennspannung mit der der Motor die Nenndrehzahl erreicht.

Ein Teil ist korrekt, ein Teil nicht ;-)
Um den Wirkungsgrad zu vergleichen, müssen gleiche Versuchsbedingungen 
geschaffen werden.

Motorbetrieb:
Eine elektrische Spannung U1 erzeugt an einer mechanischen Last R1 eine 
Winkelgeschwindigkeit Omega1.  Das ergibt eine elektrische Leistung Pe1, 
eine mechanische Leistung Pm1 und einen   Wirkungsgrad Eta1.

Generatorbetrieb:
Voraussetzung ist die gleiche mechanische Leistung wie im Motorbetrieb. 
Damit sind die Drehzahlen und die Momente auch gleich, also Pm1=Pm2.
Auf der elektrischen Seite habe ich nun eine reduzierte Spannung U2, 
einen reduzierten Strom I2 an einer elektrischen Last, welche genau so 
groß ist, dass sich die gleiche mechanische Last einstellt. Damit gibt 
es eine neue Elektrische Leistung Pe2. Aus Pm1=Pm2 und Pe2 wird nun 
wieder der Wirkungsgrad berechnet. Wie durch ein Wunder, er bleibt 
konstant :-)

Dein Irrtum liegt in deiner oben formulierten Leerlauferklärung. Lasse 
ich einen Generator im Leerlauf drehen, so ist die elektrische Leistung 
null. Lasse ich einen Motor im Leerlauf drehen, so ist die mechanische 
Leistung null. Eine korrekte Analyse ergibt sich nur bei äquivalenten 
Lastbetrachtungen als Motor oder Generator.

Anbei mal eine LTSpice Simulation im Motor- und Generatorbetrieb bei 
gleicher Last. Die realen Motorparameter der H-Matrix habe ich per 
Versuch ermittelt. Der Motor hat also sowohl elektrische, magnetische 
als auch mechanische Verluste. Wie die Simulation zeigt, stimmt der 
Wirkungsgrad exakt überein.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> haben Modellautos nicht auch dediziert Bremsen?

Nein, normalerweise nicht. Sie bremsen, indem sie den Motor 
kurzschließen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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>> Ja toll, das läuft dann 10 Sekunden und dann kommt der magische Rausch.
> warum soll das so sein? (die Energie darf man nicht im Bremswiderstand
> verheizen, sondern nutzen)

Weil es in diesem Fall um einem Modellbau ESC geht, welche den Motor zum 
brensen kurzschließen. Dabei heizen sich die Transistoren der H-Brücken 
auf, was sie mangels ausreichender Kühlung nur kurzzeitig aushalten. 
350A auf Dauer geht sicher nicht.

von Der Andere (Gast)


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Joe G. schrieb:
> Der Motor hat also sowohl elektrische, magnetische
> als auch mechanische Verluste. Wie die Simulation zeigt, stimmt der
> Wirkungsgrad exakt überein.

Du hast mich glaube ich falsch verstanden. Ich habe nicht angezweifelt 
daß der Wirkungsgrad unterschiedlich ist, ich wollte nur darauf 
hinweisen, daß trotz diesem Gesetz die Spannung im generatorischen 
Betrieb bei Nenndrehzahl kleiner ist als bei motorischem Betrieb.

Schönes Wochenende noch.

von Peter II (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Weil es in diesem Fall um einem Modellbau ESC geht, welche den Motor zum
> brensen kurzschließen. Dabei heizen sich die Transistoren der H-Brücken
> auf, was sie mangels ausreichender Kühlung nur kurzzeitig aushalten.
> 350A auf Dauer geht sicher nicht.

wo soll jetzt der Unterschied sein, ob sie die Strom vom Akku zu Motor 
oder den gleichen Strom kurzschließen.

Im Fet fließt da der gleiche Strom!

Außerdem gibt es Regler die den Strom in den Akku bringen, was auch 
sinnvoller ist weil Kurzschließen kaum Energie vernichtet.

von Der Andere (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Nein, normalerweise nicht. Sie bremsen, indem sie den Motor
> kurzschließen.

Aber wäre das für den Rennbetrieb (Wettbewerb) nicht eher ungeeignet? 
Eine Bremse soll ja auch bei Höchstgeschwindigkeit die max. Verzögerung 
bringen, und das ist normalerweise eine deutlich höhere Leistung als das 
was ein Motor liefert.

von Huh (Gast)


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Stefan U. schrieb:
>> haben Modellautos nicht auch dediziert Bremsen?
>
> Nein, normalerweise nicht. Sie bremsen, indem sie den Motor
> kurzschließen.

Du sprichst von Spielzeug, nicht von Modellautos :)

von Der Andere (Gast)


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Peter II schrieb:
> was auch
> sinnvoller ist weil Kurzschließen kaum Energie vernichtet.

Das vernichtet (nein wandelt) sogar die gesamte Energie. Es ist nur die 
Frage ob das ausreichend verzögert (also die Effektivität).

von Peter II (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Das vernichtet (nein wandelt) sogar die gesamte Energie.
aber zu langsam

von Elektrofan (Gast)


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@Joe G. (feinmechaniker):
Dann ist der Hase im Pfeffer ja gefunden:

Motor:
P(elektr.)= 8,784 W
P(mech.)  = 7,186 W

Generator:
P(mech.)  = 7,186 W
P(elektr.)= 5,876 W

Bei gleicher Drehzahl UND gleicher mechanischer Leistung ist der 
Wirkungsgrad gleich.
(Bei gleicher ABGEGEBENER Leistung ist der Wirkungsgrad dann also 
geringfügig verschieden.)

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Elektrofan schrieb:
> (Bei gleicher ABGEGEBENER Leistung ist der Wirkungsgrad dann also
> geringfügig verschieden.)

Nicht nur geringfügig sondern erheblich. Die Wirkungsgradkennlinie hat 
ein ausgeprägtes Maximum.

Beitrag #5044343 wurde vom Autor gelöscht.
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> wo soll jetzt der Unterschied sein, ob sie die Strom vom Akku zu
> Motor oder den gleichen Strom kurzschließen.

Da ist kein wesentlicher Unterschied. 350A wird ein handelsüblicher 
Modellbau ESC nicht lange aushalten, egal ob in Fahrt oder beim Bremsen.

> Du sprichst von Spielzeug, nicht von Modellautos :)

Ja, sicher. Spielzeug-Modellautos.

> Außerdem gibt es Regler die den Strom in den Akku bringen

Linienbusse machen das, aber nicht die kleinen R/C Modellautos. Der 
Haken ist, dass die Spannung beim Bremsen immer geringer ist, als die 
Spannungs des Akkus. Laden würde also nur mit zusätzlichem Step-Up 
Wandler gehen.

> Eine Bremse soll ja auch bei Höchstgeschwindigkeit die max. Verzögerung
> bringen, und das ist normalerweise eine deutlich höhere Leistung als das
> was ein Motor liefert.

Es wäre denkbar, den Motor gegen seine Laufrichtung anzusteuern.

: Bearbeitet durch User
von Peter II (Gast)


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Stefan U. schrieb:
>> Außerdem gibt es Regler die den Strom in den Akku bringen
>
> Linienbusse machen das, aber nicht die kleinen R/C Modellautos. Der
> Haken ist, dass die Spannung beim Bremsen immer geringer ist, als die
> Spannungs des Akkus. Laden würde also nur mit zusätzlichem Step-Up
> Wandler gehen.

muss nicht zwingend so sein. Der Motor ist selber eine Induktivität, die 
H-Brücken im Treiber können damit genauso einen Step-Up per Software 
erzeugen.

von Elektrofan (Gast)


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> Der Motor ist selber eine Induktivität, die
> H-Brücken im Treiber können damit genauso einen Step-Up
> per Software erzeugen.

Ganz früher ging das sogar auch ohne "Software".

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Für alle die selber mal Rechnen wollen. Einmal als Motor, einmal als 
Generator.

von noreply@noreply.com (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Ich würde gerne den 350A Gleichrichter sehen, den er einsetzen
> will.

Und das Ganze noch mit aktiver PFC (Leistungsvorregelung). ;-) Sonst 
schaut es noch übeler aus.
Vom Themenumfang eher eine Promotion. :-)

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