MoinMoin, ich plane gerade eine kleine Bastelei. Es soll etwas angetrieben werden. Dazu plane ich einen Brushlessmotor und Regler aus dem Modellbaubereich einzusetzen, für und wider soll hier nicht Punkt der Diskussion sein, da ich diese noch rumfliegen hab. Das Problem dabei (wenn es denn eins ist): das Zeuch kommt aus dem Bootsbereich, hätte also gerne eine Wasserdurchflutung zur Kühlung. Da das ganze nun aber fern von Gewässern und auch Wasseranschlüssen oder sonstigen Wasserzapfmöglichkeiten betrieben werden soll, muss ich Wasser mitführen. Elektrisch gespeist wird das ganze Gelöt aus einem 4s 10Ah LiPo. (Für die ganze "4s-ist-keine-Technikkonforme-Angabe-Rumschrei-Fraktion: 4s bedeutet 4 Lithium-Polymer-Zellen in Reihe geschaltet). Der hat nominell eine Spannunng von 14.4V. ---> 14.4V*10A*3600s = 518400J. Ich hab in meinem Akku also etwa 518kJ Energie. Wenn ich mich recht entsinne brauche ich ca 4kJ um ein kg Wasser um 1K zu erwärmen. 518kJ / (4kJ/kg*K) = 129,5kg*K. Das hieße, wenn mein Antrieb im Worst-Case gar kein Antrieb macht, sondern alles in Wärme umwandelt und ich mit einer ein Liter-Buddel als Wasserreservoire auskommen möchte, würde mir das Wasser um 129,5K erwärmt und ich hätte nen Dampfkessel gebaut. Ist diese Abschätzung so grob ersteinmal richtig? Nun gehe ich aber davon aus, dass so eine Literbuddel ja auch eine gewisse Oberfläche hat, über die Wärme abgegeben werden kann, und des weiteren wird mein Antrieb ja hoffentlich nicht alles von der wertvollen Energie in Wärme umwandeln. Von welch einem Wirkungsgrad kann man denn bei so einem Modelbaumotor ausgehen? Laut Hersteller ist der übrigens für 100A bei 5s-Akkus gut. Ist es realistisch, eine Akkuladung durch das System durchzunudeln, ohne dass das Wasser um deutlich mehr als 60K erwärmt wird? (Ich hät das ganze gern unter 80°C, der Magnete im Motor wegen, und gehe von 20°C Aussentemperatur aus) In der Hoffnung auf wenig Rumgenöle und stattdessen hilfreiche Antworten Chaos
Hängt von der Last ab und dem Drehzahlbereich ab. Schau mal bei http://schuebeler-jets.de/pdf/Messungen/DS-51-AXI_HDS_HET-650-68-1130kV_YGE90HV.pdf Da ist zum Beispiel ein Impeller vermessen. Gibt auch sehr nützliche Tools für Luftschrauben da sind lastfälle für verschiedene Luftschrauben Typen drin und Motoren ... . Aber ohne Angabe der Last kann mann nur Raten.
Nee es geht nicht um Luftschrauben. Es wird was mit Rädern und ca 80kg-90kg. Mit einer Untersetzung in der Größenordnung 1:20. Angeblich kann der Motor 50krpm. Bei dem genannten Strom sind wir dann bei etwa 1,8kW, das dürften dann um die 4Nm Drehmoment sein, wenn ich mich recht entsinne. Und der Motor ist starr angekuppelt. Kann also schon kräftig abgebremst werden, vor allem im Vergleich zu ner Luftschraube. Da würde ja eher die Geschwindigkeit relativ zur Luft in den Widerstand den der Motor "sieht" mit reinspielen. In meinem Fall bekommt der Motor eher Steigung zu sehen. Danke für den Link, also kann man wohl mit nem Wirkungsgrad irgendwo zwischen 60 und 70% ausgehen. Oder verändert sich der mit nem starren Antrieb wieder in dramatischen Dimensionen? Damit hätte ich dann etwa ein Drittel des im ersten Post errechneten Temperaturantstieges und würde mit nem Liter so gerade hinkommen. Und da die Flasche dann ja auch noch Wärme abgibt, könnte das schon passen.
:
Bearbeitet durch User
Vielleicht kannst du in dem Rädergerät einen PC-Wasserkühlung-Radiator unterbringen?
Tom schrieb: > Vielleicht kannst du in dem Rädergerät einen PC-Wasserkühlung-Radiator > unterbringen? Sollte tatsächlich noch ein Radiator nötig sein, löte ich mir ein paar Kupferröhrchen zusammen. Es soll möglichst aus Vorhandenem gebastelt werden, der Gedanke kreist schon, dank dir trotzdem für den Tip. Mir ging es mehr darum, ob die grobe Abschätzung halbwegs stimmig klingt.
:
Bearbeitet durch User
J. T. schrieb: > Wasser um 129,5K erwärmt und ich hätte nen Dampfkessel gebaut. > > Ist diese Abschätzung so grob ersteinmal richtig? Vielleicht, habe jetzt nicht nachgerechnet. Aber in WELCHER ZEIT? J. T. schrieb: > etwa 1,8kW Also in ca. 5min.? Und zusammen mit J. T. schrieb: > was mit Rädern heisst dann auch Luftstrom => Kühlung! Gruss Chregu
Beachte das die Lastfalle extrem unterschiedlich sind. Bei Autos hast du, wenn du mit dem Motor bremst nicht unerhebliche Belastungen, die muss dein Regler ab können. Das gleiche gilt für das Beschleunigen. Da solltest du im Regler programmieren.
J. T. schrieb: > Ist diese Abschätzung so grob ersteinmal richtig? Wasserkühlung hat nicht den Sinn, eine Budeel Wasser zu erwärmen. Ob im PC oder im Auto, geht es darum, von einer kleinen Wärmequelle mit Wasser die Wärme auf eine grosse Kühlfläche zu transportieren, den Kühler der das Wasser im Wasserkreislauf wieder kühlt, weil man die Wärmequelle direkt nicht so gut kühlen kann (zu klein, zu verbaubt). Daher hat so ein PC auch keinen 10l Eimer Wasser danebenstehen. J. T. schrieb: > Es wird was mit Rädern und ca 80kg-90kg. BLDC ohne Sensoren mit Controller für Wasserpropeller sind nicht in der Lage, den Motor unter Last anlaufen zu lassen oder langsam laufen zu lassen. Dafür braucht man Sensoren oder spezielle Regler. Dein Motor aus dem Modellboot ist für ein Fahrzeug also sowieso ungeeignet. Auch sind 50krpm mit 1:20 immer noch 2500rpm, schon ein 5cm Rad führst da zu 23km/h. Die 50krpm sind aber Leerlaufdrehzahl, da kommt man auf keine 4Nm sondern 0Nm. Für 4Nm ist eher die halbe Drehzahl realistisch.
Michael B. schrieb: > Wasserkühlung hat nicht den Sinn, eine Budeel Wasser zu erwärmen. > > Ob im PC oder im Auto, geht es darum, von einer kleinen Wärmequelle mit > Wasser die Wärme auf eine grosse Kühlfläche zu transportieren, den > Kühler der das Wasser im Wasserkreislauf wieder kühlt, weil man die > Wärmequelle direkt nicht so gut kühlen kann (zu klein, zu verbaubt). Das ist mir durchaus bewusst, aber wenn man keinen Radiator zur Hand hat, und es nur um kurze Laufzeiten geht, kann man sich halt damit helfen, genügend Wärmekapizität zu Verfügung zu stellen um die Temperaturerhöhung im Rahmen zu halten. Michael B. schrieb: > BLDC ohne Sensoren mit Controller für Wasserpropeller sind nicht in der > Lage, den Motor unter Last anlaufen zu lassen oder langsam laufen zu > lassen. Dafür braucht man Sensoren oder spezielle Regler. Dein Motor aus > dem Modellboot ist für ein Fahrzeug also sowieso ungeeignet. Auch sind > 50krpm mit 1:20 immer noch 2500rpm, schon ein 5cm Rad führst da zu > 23km/h. Die 50krpm sind aber Leerlaufdrehzahl, da kommt man auf keine > 4Nm sondern 0Nm. Für 4Nm ist eher die halbe Drehzahl realistisch. Ist mir auch bei ersten Probeläufen ins Auge gesprungen. Aber das lässt sich händeln, indem man nen kleinen Anschubser am Start gibt. So ab etwa 1-2kmh läuft das Motörchen dann fröhlich und relativ klaglos mit und zieht auch kräftig an. Wobei bei den Testläufen nur mit ca 5kg experimentiert wurde. Aber da war auch nach 5min noch keine nennenswerte Erwärmung von Motor oder Regler zu spüren, obwohl noch keinerlei Kühlung vorhanden war. Naja ausser der umgebenden Luft ;-). Danke übrigens für den Hinweis mit der Geschwindigkeit, da muss sich mir ein Rechenfehler eingeschlichen haben, ich bin bei meiner Radgröße irgendwo bei 60kmh gelandet, aber das hat eher 60 als 5cm Durchmesser :D. Evtl sollte ich da nochmal ne weitere Untersetzungsstufe einplanen. Hab noch n paar Planetengetriebe aus Akkuschraubern liegen. Mal sehen was die von solcher Last halten. Marc E. schrieb: > Beachte das die Lastfalle extrem unterschiedlich sind. > Bei Autos hast du, wenn du mit dem Motor bremst nicht unerhebliche > Belastungen, die muss dein Regler ab können. Das gleiche gilt für das > Beschleunigen. Da solltest du im Regler programmieren Viel programmieren lässt sich in dem Regler nicht. Aber die Bremsfunktion hab ich rausgenommen, und den sogenannten Punch auf die schwächste Stufe gestellt. Ich vermute dieser Punch ist die Steigung der Beschleunigungsrampe, aber dazu schweigen sich Manual von Regler und Programmierkarte leider aus. Ausserdem ist ein Pseudofreilauf verbaut. Es lässt sich nur Kraft/Leistung in Richtung vorwärts übertragen.
Christian M. schrieb: > Aber in WELCHER ZEIT? Wobei das hier ja ganicht so entscheident ist. Die Zeit ist hier ja mein Freund. Ich hab 518kJ, die auf einen Schlag als Wärme freigesetzt den Liter um etwa 130K erwärmen würden (vermutlich etwas weniger, da es etwas über 4kJ/K*kg waren). Und der Motor wird ja hoffentlich auch klein wenig von den518kJ in Vortrieb umsetzen und nicht alles in Wärme
Könntest du nicht einfach die Verdunstungsenergie vom Wasser nutzen? Wenn du deinen Ausgleichsbehälter offen lässt, kannst du zumindest schonmal nicht mehr über 100°C kommen, solange dein Liter nicht verdampft ist. Vielleicht könnte man das Wasser ja mit Spiritus z.B. "tunen", bis der Siedepunkt auf deine angepeilten 80°C runter ist.
Ich würde die Kühlung bei Vollast auslegen. Quasi in einem Zug den Akku leer laufen lassen. Die Zeit dürfte dann uninteressant sein. Wenn du nämlich von Volllast ausgehst beschreibt die Nennleistung die abgegebene Energie/Zeit, die sich in mechanische Enegie und Wärmeenergie aufteilt. Die Wärmeleistung bekommst du, wenn du mit 1-η (η=mech Wirkungsgrad) multiplizierst. ->Pverlust=Pnenn(1-η) Bei T=Umgebungstemperatur hast du ΔT=0 -> Keine Kühlleisttung. Der Kühler hat eine Kühlleistung abhängig von Temperaturunterschied der Luft im Ein und Ausgang. Du kannst du die Temperatur berechnen, bei der Pk=Pverlust entspricht. Somit bekommst du deine maximale Wassertemperatur berechnen. Tmax=Tu+ΔTwasser Pverlust soll sein Pk=cpwasser*(mwasser/t)*(ΔTwasser)=cpluft*(mluft/t)*(ΔTluft) Pk=Kühlleistung cp=spez. Wärmekapazität m/t -> Massenstrom Inwieweit die Datenblätter von Radiatorherstellern da Daten hergeben, ist mir leider nicht bekannt! Ein kleiner PC-Radiator mit einem Lüfter, der arbeitet, wenn der Luftstrom durch Fahrtwind kleiner ist als sein eigener erzeugter Luftstrom durch die Fahrtgeschwindigkeit, würde die Kühlleistung enorm (!) erhöhen im Vergleich zu einer Passivkühlung. Dadurch würde sich eine niedrige Temperatur im Motor ergeben und vorallem hast du weniger Verluste (PTC Verhalten der Motorwicklungen bei Erwärmung). Beste Grüße
:
Bearbeitet durch User
jz23 schrieb: > Könntest du nicht einfach die Verdunstungsenergie vom Wasser nutzen? > Wenn du deinen Ausgleichsbehälter offen lässt, kannst du zumindest > schonmal nicht mehr über 100°C kommen, solange dein Liter nicht > verdampft ist. > Vielleicht könnte man das Wasser ja mit Spiritus z.B. "tunen", bis der > Siedepunkt auf deine angepeilten 80°C runter ist. Das ist mal eine sehr interessante Idee, die kommt auf jeden Fall auf die Ausprobierliste. Sim J. schrieb: > Wenn du nämlich von Volllast ausgehst beschreibt die Nennleistung die > abgegebene Energie/Zeit, die sich in mechanische Enegie und Wärmeenergie > aufteilt. Soweit kann ich deiner Rechnung folgen, aber sollte das nicht auch für alle Lasten gelten, die nicht Volllast sind? Evtl wird der Wirkungsgrad schlechter, aber man hat bei kleinerer Last dann ja auch mehr Zeit zum Wärme wegkühlen? Und ich hab ja auch nur eine Worstcase-abschätzung gemacht, um zu sehen was schlimmstenfalls kommen mag. Ich vermute mal der Wirkungsgrad word deutlich über 50% liegen. Laut Werbetext soll der Motor sogar > 95% sein. Das fällt mir aber schwer zu glauben... Sim J. schrieb: > Dadurch würde sich eine niedrige Temperatur im Motor ergeben und > vorallem hast du weniger Verluste (PTC Verhalten der Motorwicklungen bei > Erwärmung). Danke auch für diesen Hinweis, dass hatte ich auch überhaupt nicht aufm Zettel. Ich hatte nur im Kopf, um Himmels willen weit von der Curie-Temp wegbleiben. Und nochmal vielen Dank an euch beide. Schön zu wissen dass es hier doch noch Leute gibt, die auch mal wirklich aufs Thema eingehen.
J. T. schrieb: > Soweit kann ich deiner Rechnung folgen, aber sollte das nicht auch für > alle Lasten gelten, die nicht Volllast sind? Evtl wird der Wirkungsgrad > schlechter, aber man hat bei kleinerer Last dann ja auch mehr Zeit zum > Wärme wegkühlen? Nimm die Rechnung nicht zu genau. Kann sie nicht 100% belegen und habe da nur mal eben meine Gedanken zum Wärmeübertrager einfließen lassen. Habe auch gerade nicht die Ruhe, mich damit intensiver auseinanderzusetzen dafür müsste ich mir das ganze mal in Ruhe aufmalen. Wenn du nun in Teillast fährst, ist die Temperatur etwas geringer als die Temperatur, nach der du Ausgelegt hast. Das ist Fakt. Dennoch sollte man natürlich den Worst Case annehmen.
:
Bearbeitet durch User
Sim J. schrieb: > Nimm die Rechnung nicht zu genau. Kann sie nicht 100% belegen und habe > da nur mal eben meine Gedanken zum Wärmeübertrager einfließen lassen. Klingt aber dennoch im großen und ganzen recht plausibel. Trotzdem ein hilfreicher nur mal so eben Gesankenfluß ?
Es hat sich herausgestellt, dass die Wassermenge völlig unerheblich ist. Das Gefährt zog plötzlich eine blaue Rauchwolke hinter sich her, als führe es mit nem Verbrenner und nicht mit nem E-Motor. Da hatte sich der Regler mehr oder weniger verabschiedet. Er "reglert" zwar noch ein wenig, der Motor dreht auch noch, aber relativ kraftlos. Und nach einigen Sekunden (ca 5) startet er sich neu. Viel mehr Wasser hätte ich nicht durchspühlen können. Der Rücklauf schoß so gewaltig aus dem Schlauch, dass der Strahl auf der Länge einer liegenden 1,5l PET-Flasche nur etwa 2cm an Höhe verloren hat. Bei nem 2s-Akku wurd das ganze Gelöt ungekühlt kaum über Handwarm, da fühlte ich mich sicher genug, mit Kühlung dann den 4s zu testen. Fand der Regler wohl nicht so gut die Idee.
Das wäre ja 4 fache Leistung. Wie ist die Bezeichnung des Reglers?
jz23 schrieb: > Könntest du nicht einfach die Verdunstungsenergie vom Wasser nutzen? > Wenn du deinen Ausgleichsbehälter offen lässt, kannst du zumindest > schonmal nicht mehr über 100°C kommen, solange dein Liter nicht > verdampft ist. Wenn man wirklich zulässt, dass das Wasser bis zum Siedepunkt erwärmt wird, hat man je nach Höhendifferenz eine Kaffeemaschine oder einen Geysir gebaut. Das will man eigentlich nicht... Gasblasen in Kühlschläuchen, Rohren der gar der Kühlmittelpumpte sind eine schlechte Idee, da sie doch in erstaunlichem Umfang das Fließen der Kühlflüssigkeit behindern. Dieses Problem kennt jeder, der sich schon einmal eine Wasserkühlung für den PC gebaut hat. > Vielleicht könnte man das Wasser ja mit Spiritus z.B. "tunen", bis der > Siedepunkt auf deine angepeilten 80°C runter ist. Super, ein Geysir, aus dem brennbare Gase herausschießen. :-/ Wer schon einmal einen Topf mit zu heißer Feuerzangenbowle erlebt hat, weiß wie schlecht so etwas für Elektronik wäre. Eine Steigerung bestünde nur noch darin, das Kühlsystem mit einer Fettemulsion zu betreiben.
Andreas S. schrieb: > Eine Steigerung bestünde nur noch darin, das Kühlsystem mit einer > Fettemulsion zu betreiben. Ja riecht Das dann nicht? (jaja, schon gut ;) )
Sim J. schrieb: > Das wäre ja 4 fache Leistung. Wie ist die Bezeichnung des Reglers? In wie weit hat die Bezeichnung des Reglers damit zu tun, dass die Leistung sich vervierfacht, wenn ich die Spannung verdoppele? Es ist ein 2-6s 120A Regler. Dieser hier: https://hobbyking.com/en_us/hobbyking-120a-boat-esc-4a-ubec.html?___store=en_us
Andreas S. schrieb: > Eine Steigerung bestünde nur noch darin, das Kühlsystem mit einer > Fettemulsion zu betreiben. :D Oder Flüssigmetall.... Andreas S. schrieb: > jz23 schrieb: >> Könntest du nicht einfach die Verdunstungsenergie vom Wasser nutzen? >> Wenn du deinen Ausgleichsbehälter offen lässt, kannst du zumindest >> schonmal nicht mehr über 100°C kommen, solange dein Liter nicht >> verdampft ist. > > Wenn man wirklich zulässt, dass das Wasser bis zum Siedepunkt erwärmt > wird, hat man je nach Höhendifferenz eine Kaffeemaschine oder einen > Geysir gebaut. Das will man eigentlich nicht... Wasser verdunstet auch schon unter dem Siedepunkt, wie allgemein bekannt sein dürfte. Und verdunstendes Wasser nimmt ne Menge Energie mit, siehe auch: Schwitzen. P.S. Wo wir schon beim Regler sind, hat jdm ne Ahnung, wie man das Ding öffnen könnte? An den Seiten wo die Kabel rauskommen, ist er mit irgendnem Gummizeug vergossen, darunter kam eine heißkleberartige Masse zum Vorschein. Das Gehäuse scheint sonst aber keinerlei Öffnung zu haben. Schiebt man die Platine ins Gehäuse und verklebt/gießt dann? Ich würd ja schon mal gern reinschauen, um zu wissen was genau da so drinne steckt.
:
Bearbeitet durch User
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.