Moin! Ich habe mich gefragt ob es ein Diagramm gibt (gibts es bestimmt) welche Motortypen in welcher Leistungsklasse die beste Leistungsdichte aufweisen? Nicht nur Gewicht sondern auch Volumen. Die Frage ist natürlich nicht einfach zu beantworten, da ein DC-Motor bei hoher Drehzahl evtl. eine hohe Leistung hat, das Volumen durch ein benötigtes Getriebe wieder steigt weshalb z.b ein Schrittmotor letztlich besser abschneidet. Ganz konkret geht es um den Vergleich von NEMA15 Motoren mit ähnlich großen DC-Getriebemotoren. Gruss A.B
A. B. schrieb: > Die Frage ist > natürlich nicht einfach zu beantworten, da ein DC-Motor bei hoher > Drehzahl evtl. eine hohe Leistung hat, das Volumen durch ein benötigtes > Getriebe wieder steigt weshalb z.b ein Schrittmotor letztlich besser > abschneidet. Grundsätzlich wird ein Schrittmotor immer grösser und schwerer als ein Gleichstrommotor mit gleicher Leistung sein.
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Hochtourige bürstenlose Motoren mit Neodyn Läufer erscheinen mir eine sehr hohe Leistungsdichte zu haben. ZB die Motoren in Dyson Staubsaugern mit rund 350W bei etwa 100.000Umdr. von einem ca. 10mm x 10mm kleinen Läufer.
Selbst das Spielzeugmotörchen in meinem Kangoo ZE, Wassergekühlt und ohne Permanentmagnete leistet bis zu 100kW Dauerleistung nach aussage von Conti. Im Kangoo ist der auf 44kW Dauerleistung und 65kW Spitzenleistung eingestellt. Länge etwa 320mm Durchmesser 220mm. mfG Michael
Hallo
wie du es schon selbst erwähnt hast ist das zuverlässig und ehrlich gar
nicht so einfach zu sagen:
Wird auf die Dauerleistung oder eine zeitlich begrenzte Leistung Bezug
genommen. Kann der Motor ohne bzw. mit konventioneller Kühlung
(Ventilatorrad an der Welle) auskommen oder ist eine umfangreichere und
aufwendigere Kühlung notwendig - welche die Leistungsdichte des
Gesamtsystem Motorantrieb in der Nutzanwendung wieder senkt.
Wie hoch ist die angestrebte Nutzungsdauer ("Lebensdauer") des Motors -
je geringer umso höher ist tendenziell die Leistungsdichte - siehe die
BLDC Motoren im Hochleistung Modellbau welche teilweise
Kurzzeitleistungen (aber schon über mehrere Minuten - also nicht
vergleichbar mit den extrem kurzen Impulsleistungen in vielen Bereichen
der E- und Lasertechnik wo teilweise mit MW bis zu GW "geprahlt" wird -
was sich bei einmaligen Impulsen im µS oder gar nS Bereich dann aber
sehr schnell wieder relativiert ) bis in den KW Bereich haben bei
Baugrößen von deutlich kleiner als einer Coladose.
Wenn es um echte und zuverlässige Dauerleistung und Nutzungsdauer von
vielen 1000 Betriebsstunden geht (Jahrzehnte lange Nutzung) würde ich
sagen schaue dich im Bereich der Asynchron Kurzschlussläufermotoren im
Bahnbereich um.
Falls es absolut um die höchste Leistungsdichte geht dann wohl BLCD im
Modellbau (bei wenigen 10 Stunden "Lebensdauer") oder eventuell bei
Motoren in der Medizintechnik und oder µMechanik (Piezo?) - du fragst ja
rein nach der Leistungsdichte und nicht den eigentlichen Leistungen.
Praktiker
A. B. schrieb: > Motor mit höchster Leistungsdichte? BLDC mit Neodym hat die höchste Leistung, wassergekühlt oder noch krasser (Flüssigstickstoff), und je kurzlebiger sie sein dürfen (Modellbaumotor) um so höher. > Ganz konkret geht es um den Vergleich von NEMA15 Motoren mit ähnlich > großen DC-Getriebemotoren NEMA ist nur die Flanschgrösse, aber du kennst wohl nichts anderes als Schrittmotore darunter. Die haben natürlich eine VIEL GERINGERE Leistungsdichte als DC Motore, mit oder ohne Bürsten.
> NEMA ist nur die Flanschgrösse, aber du kennst wohl nichts anderes als > Schrittmotore darunter. Schon klar, aber ich meinte in dem Fall Schrittmotoren. Die Länge des Motors ist bei den Standarddinger begrenzt und damit auch das Volumen bzw. das Drehmoment. > > Die haben natürlich eine VIEL GERINGERE Leistungsdichte als DC Motore, > mit oder ohne Bürsten. Wie schon gesagt, das stimmt auf der ersten Blick, aber alle genannten Beispiele holen die Leistung aus der Drehzahl. Für ein Modellbau-Elektroflugzeug mag das ideal sein, für einen kleinen Antrieb mit viel Drehmoment aber wenig RPM brächte man wieder ein Getriebe. Das bedeutet Gewicht, Volumen und letztlich auch eine Minderung des Wirkungsgrades. Dass die Leistung letztlich thermisch begrenzt ist stimmt auch, aber mir geht es um den Dauerbetrieb mit konstanter Leistung :)
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A. B. schrieb: > Das bedeutet Gewicht, Volumen und letztlich auch eine Minderung des > Wirkungsgrades. Irrelevant, Schrittmotore sind dennoch immer schlechter.
Die Frage kann man nur mit konkretem Beispiel beantworten, allein schon weil die Leistungsdichte sich bei unterschiedlichen Motortypen in Abhängigkeit von der Baugröße unterschiedlich verändert. Bei BLDCs bleibt die Leistungsdichte eher konstant, bei Steppern und Synchronmaschinen haben größere Maschinen eine zunehmend hohe Leistungsdichte und überholen die BLDCs irgendwann auch. Schrittmotoren haben konkurrenzlos das höchste Drehmoment bei gegebener Baugröße, dafür lassen sich Bürsten-DC Motoren mit Abstand am besten in Überlast betreiben und BLDCs haben das beste Drehmoment/Trägheits-verhältnis und dadurch das dynamischste Beschleunigungsverhalten. Hat alles seine Daseinsberechtigung.
Vermutlich stimmt das, habe mir mal ein paar Datenblätter von Faulhaber angeschaut. Ein Getriebe frisst ca. 10% der Leistung, je nach Untersetzung. Bleibt also nur noch das Genauigkeits/Preisverhältnis wo der Schrittmotor punkten kann.
A. B. schrieb: > Für ein > Modellbau-Elektroflugzeug mag das ideal sein, für einen kleinen Antrieb > mit viel Drehmoment aber wenig RPM brächte man wieder ein Getriebe. Das > bedeutet Gewicht, Volumen und letztlich auch eine Minderung des > Wirkungsgrades. Einen Drehzahlbereich an der Ausgangswelle hast du in der Frage nicht angegeben. Das Drehmoment ist auch mechanisch begrenzt, sodass dir die hohe Leistungsdichte des Motors ggf. nichts bringt. Die Definition von viel Drehmoment aber wenig RPM ist sehr schwammig. Zwischen 100 Watt bei 30.000 U/min und 0,032 Nm und 100 Watt bei 1 U/min und 960 Nm ist halt gewaltig. bei letzterem muss die Welle (bei gleichem Material) 13mal so dick sein. Und da müssen dann noch Lager drum.
Es gibt Langsamlaeufer und es gibt Schnellaeufer. jeder fuer seine Anwendung. Ein Getriebe ist generell ein Verlust und sollte vermieden werden.
Eine gute Ausgangsbasis für eine erste Abschätzung liefert die Essonsche Ausnutzungsziffer, siehe z.B. https://de.wikipedia.org/wiki/Essonsche_Ausnutzungsziffer Aus der angegebenen Formel kann man auch interessante Zusammenhänge entnehmen. So ist der Quotient Pi/n ein Drehmoment (es fehlt nur der Faktor 2 pi) und dieses Moment ist proportional zum Rotor- bzw. Bohrungsvolumen einer el. Maschine. ...und natürlich gilt das nur für "richtige" Maschinen. Bei "Spielzeugmotörchen" sind die Dreckeffekte nicht mehr vernachlässigbar, wie z.B. das Volumen von Kommutator und Bürstenhalter bei einer Gleichstrommaschine. Grüßle Volker
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Als ich vor ein paar Jahren nach einem Motor mit 750W bei 3000u/min geschaut habe, waren permanentmagnetische Synchronmaschinen das Leichteste und Kompakteste, das ich finden konnte. Asynchronmaschinen waren doppelt so schwer und doppelt so gross (grob gesagt), bei aehnlicher Leistung.
Sorry off-topic, aber so kann ich das nicht stehen lassen: Praktiker schrieb: > also nicht > vergleichbar mit den extrem kurzen Impulsleistungen in vielen Bereichen > der E- und Lasertechnik wo teilweise mit MW bis zu GW "geprahlt" wird "geprahlt" wird eher im Modellbau, in der Forschung und Entwicklung werden eigentlich eher nüchtern nach bestem Wissen und Gewissen erzielte Werte angegeben. Dass Arbeit Leistung mal Zeit ist muss man den dort tätigen Personen nicht erklären. A. B. schrieb: > Ganz konkret geht es um den Vergleich von NEMA15 Motoren Was hat die angefragte Motorgröße des TOs denn mit Bahnantrieben zu tun? Praktiker schrieb: > Wenn es um echte und zuverlässige Dauerleistung und Nutzungsdauer von > vielen 1000 Betriebsstunden geht (Jahrzehnte lange Nutzung) würde ich > sagen schaue dich im Bereich der Asynchron Kurzschlussläufermotoren im > Bahnbereich um.
A. B. schrieb: > Wie schon gesagt, das stimmt auf der ersten Blick, aber alle genannten > Beispiele holen die Leistung aus der Drehzahl. Für ein > Modellbau-Elektroflugzeug mag das ideal sein, für einen kleinen Antrieb > mit viel Drehmoment aber wenig RPM brächte man wieder ein Getriebe. Das > bedeutet Gewicht, Volumen und letztlich auch eine Minderung des > Wirkungsgrades. > > Dass die Leistung letztlich thermisch begrenzt ist stimmt auch, aber mir > geht es um den Dauerbetrieb mit konstanter Leistung :) Du solltest so langsam gemerkt haben, dass man mit so einer unspezifischen Frage wie deiner nur unspezifische Antworten bekommt, mit denen man in den meisten Fällen genau NICHTS bzgl. seines Problems anfangen kann. Entweder du fasst jetzt mal alle Eckdaten deines konkreten Problems zusammen oder der Thread wird munter weitergehen ohne irgenwelche konkreten Ergebnisse zu liefern Dein Problem, dein Thread, deine Entscheidung!
> ... "geprahlt" wird eher im Modellbau, in der Forschung und > Entwicklung werden eigentlich eher nüchtern nach bestem Wissen > und Gewissen erzielte Werte angegeben. Vielleicht früher mal. Die paar verbliebenen F&E-ler, die das heute noch so machen, laufen verstärkt Gefahr, dass sie demnächst einfach durch die von "uns" eingeladenen, neu hinzukommenden 'Fachkräfte/Innen' substituiert werden ...
jaja, das Übliche. Passiert mir auch, aber man sollte manchmal einen Schritt zurücktreten: https://bildungswissenschaftler.de/5000-jahre-kritik-an-jugendlichen-eine-sichere-konstante-in-der-gesellschaft-und-arbeitswelt/
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