Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Leistungsdichte von Brushless-Modellbau Motoren.


von A. B. (sfalbuer)


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Ich habe mich schon öfter gefragt wieso Brushless-Modellbaumotoren trotz 
ihrerer geringen Größe teilweise enorm viel Leistung liefern. Dazu 
arbeiten sie sensorlos und sind günstig. Bei Youtube gibt es einige 
E-Bike umbauten mit den Dingern zu sehen.

Ich habe z.b mal zwei Motoren verglichen.

Einmal ein Faulhaber Motor:

https://www.faulhaber.com/fileadmin/Import/Media/EN_3564_B_FMM.pdf

Und dann dieser Kandidaten hier:

https://hobbyking.com/en_us/turnigy-trackstar-9-5t-sensored-brushless-motor-4120kv-roar-approved.html

Beide sind in etwa gleich groß, allerdings ist die Leistung des 
letzteren mehr als doppelt so hoch!
Natrülich sind diese Angaben fragwürdig: 350W Spitzenleistung ist dann 
die Leistung bei der die Spulen anfangen zu glühen? Klar, solange ich 
den Strom schnell genug in die Spulen bekomme (hohe Spannung, geringe 
Spuleninduktivität) ist die Überhitzung letztlich der Punkt der die 
Leistung begrenzt.. sofern das Ding sich nicht vorher zerlegt. Ein 
richtiges Datenblatt gibts zu diesen Dingern ja meist auch nie.

Auch gibt es zu dem Wirkungsgrad dieser Motoren wenig zu lesen. 
Letztlich muss ja das gesamt System Motor/Regler in Augenschein genommen 
werden. Durch die hohen Ströme werden hier wohl im Motor aber auch in 
den FETs einige an WATTS in wärme umgewandelt werden. Die sensorlose 
Kommuntierung schneidet beim Wirkungsgrad vermutlich auch nich gerade 
gut ab.

Gruss

A.B

: Bearbeitet durch User
von Der Gast hat immer recht! (Mr. Krabs) (Gast)


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Die doppelte Leistung des Modellbaumotors ist ja noch sehr langweilig. 
Habe hier einige 315W Papst Außenläufer, deren Größen- und 
Gewichtskollegen im Modellbau an die 10KW haben sollen! Der Aufbau ist 
praktisch gleich, aber die Modellbaumotoren drehen sicher 5x so hoch und 
leben damit auch nur entsprechend kürzer. Außerdem gelten solche Angaben 
für Kurzzeitbetrieb von z.B. 3 Minuten. Am besten noch direkt hinter 
einer Luftschraube...


Schau einfach mal nach Motoren mit geringer Drehzahl, dann steigt die 
Größe (und der Preis) auch bei Modellbaumotoren. Die anderen Dinger 
betrachte einfach als Motoren mit 5V Nennspannung an 48V betrieben.

von A. B. (sfalbuer)


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Ja genau, die Modellbau Dinger holen ihre Leistung aus der Drehzahl. 
Wenig Windungen bedeutet geringe Induktivität und damit lässt sich schön 
schnell der Strom in die Spulen bringen.. daher auch die hohen 
Drehzahlen. (richtig?)
Ich habe mir jetzt einen 10 x 15mmm Brushlessmotor gekauft.
Der hat 11500kv was bei einer Nennspannung von 3,7V eine Drehzahl von 
42.550 Upm bedeutet! Bei einem Spitzenstrom von 4A macht das eine 
Elektrische Leistung von 15W. Mal abwarten was das Ding wriklich kann.

von Oliver S. (oliverso)


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A. B. schrieb:
> Durch die hohen Ströme werden hier wohl im Motor aber auch in
> den FETs einige an WATTS in wärme umgewandelt werden. Die sensorlose
> Kommuntierung schneidet beim Wirkungsgrad vermutlich auch nich gerade
> gut ab.

Abgesehen davon, das der verlinkte Motor nicht sensorlos arbeitet, sind 
die Ströme doch peanuts.

Oliver

von Michael B. (laberkopp)


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A. B. schrieb:
> Ich habe mich schon öfter gefragt wieso Brushless-Modellbaumotoren trotz
> ihrerer geringen Größe teilweise enorm viel Leistung liefern.

Weil sie nur für kurze Lebensdauer (ca. 100 Stunden) und kurze 
Betriebszeiten (ein paar Minuten bis der Akku leer ist) am Stück 
ausgelegt sind.

Ausserdem hilft ein wenig p.m.p.o in der Werbung, es misst eh kein 
Modellbauer nach.

: Bearbeitet durch User
von Stinktier (Gast)


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Das Volumen eine Elektromotors wird (grob gesagt) nicht von der Leistung 
bestimmt, sondern vom Drehmoment. Ein Motor mit einem konstanten Volumen 
kommt auf eine wesentlich höhere Leistung, wenn man ihn auf hohe 
Drehzahlen und kleine Drehmomente auslegt anstatt umgekehrt.

Dazu kommt natürlich noch dass die Modellbauteile nur kurz laufen und 
die angegebenen Leistungen meistens "PMPO Angaben" sind.

von Blackbird (Gast)


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Wenn ein Modellbau-Brushless-E-Motor Kugellager hat, ist seine 
Lebensdauer nahezu unbegrenzt. Die Betriebsdauer ist recht kurz, wer 
lässt seine Modelle denn ununterbrochen laufen?

Und Datenblätter gibt es für die gängigen Typen auch.


Blackbird

von M. P. (matze7779)


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Michael B. schrieb:
> es misst eh kein
> Modellbauer nach.

Machen die meisten von uns die es ein bisschen ersthafter betreiben.

: Bearbeitet durch User
von Rainer U. (r-u)


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A. B. schrieb:
> Und dann dieser Kandidaten hier:
>
> 
https://hobbyking.com/en_us/turnigy-trackstar-9-5t-sensored-brushless-motor-4120kv-roar-approved.html
>
> Beide sind in etwa gleich groß, allerdings ist die Leistung des
> letzteren mehr als doppelt so hoch!

Mich würde mal interessieren, wie es sich mit dem Anlauf-Drehmoment 
verhält. Ich kenne brushless-Motoren nur aus dem (Flug) Modellbau, und 
da haben die quasi kein Anlauf-Drehmoment, weil der ESC erst mal 
"probieren muss" (weil sensorless), wo der Motor gerade steht und wie er 
angesteuert werden muss, damit er in der richtigen Richtung losläuft.

Also entweder passiert da bei diesem Motor dasselbe, und es kommt ein 
groß übersetztes Getriebe dran, oder es geht nur mit Sensoren? (also 
wenn ein Modellbau-Truck am Berg anfahren soll z.B.) ?

von A. B. (sfalbuer)


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Also laut Wikipedia gibt es Verfahren die auch im Stillstand sensorlos 
die Position der Magnete erfassen können. (Kurze Stromimpulse)
Allerdings denke ich dass die sensorlosen Motoren aus diesem Grund 
(sanftes Anfahren) vor allem bei Flugmodellen zum Einsatz kommen, 
während in Fahrzeugen (wie z.b das Ding im Link) dann eher Motoren mit 
Sensor in frage kommen. Je nach dem wie viel Mühe man sich macht lässt 
sich mir dem Sensor natürlich auch ein viel effizienterer Betrieb 
herstellen.

Die Lebensdauer wird wie beschrieben wohl vor allem durch die Lager 
bestimmt.
Auf dem CCC-Congress stand mal ein Rotations-LED-Borg der non-stop im 
Dauerbetrieb lief. Hier war auch ein Außenläufer Motor ohne Probleme im 
Einsatz.

von Schreiber (Gast)


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A. B. schrieb:
> Die Lebensdauer wird wie beschrieben wohl vor allem durch die Lager
> bestimmt.

...und die nimmt über einer gewissen Drehzahl rapide ab. Kugellager an 
Modellbaumotoren sind leider ein Verschleißteil. Muss man alle paar 
hundert Stunden tauschen.

von Peter II (Gast)


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Schreiber schrieb:
> Muss man alle paar hundert Stunden tauschen.

Damit kann man immerhin an 4 24Stunden-Rennen teilnehmen. Oder meinst du 
nach 10 Stunden?

von Der Gast hat immer recht! (Mr. Krabs) (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Lebensdauer (ca. 100 Stunden

Da muss man aber schon Motoren namhafter Hersteller kaufen. Diese ganzen 
China-Billig-Noname-Motoren haben üble Lager, sind zusammengeklebt, 
nicht richtig gewuchtet usw.
Die "unbegrenzte Lebensdauer" von weiter oben sinkt dann schnell mal 
unter die eines 50ct-Bürstenmotörchens vom Restpostenhändler.



Dieses Übertouren machen Modellbauer teils sogar bewusst. Da werden z.B. 
gern Maxon Motoren nebst Planetengetriebe mit Überspannung und Überstrom 
ganz erheblich gepimpt. Die leben dann nur noch eine Stunde oder so, 
aber das Modell hatte währenddessen einen sehr kleinen, starken 
Antrieb...

von Schreiber (Gast)


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Der Gast hat immer recht! (Mr. Krabs) schrieb:
> Da muss man aber schon Motoren namhafter Hersteller kaufen. Diese ganzen
> China-Billig-Noname-Motoren haben üble Lager, sind zusammengeklebt,
> nicht richtig gewuchtet usw.

nein, das geht auch mit Chinamotoren.
Dass man Propeller nach der Montage zusammen mit dem Motor dynamisch 
feinwuchten muss, sollte sich mittlerweile herumgesprochen haben.

...und einige chinesische Motorenhersteller werben damit, dass sie keine 
chinesischen sondern japanische/europäsche Kugellager verbauen...

Peter II schrieb:
> Damit kann man immerhin an 4 24Stunden-Rennen teilnehmen. Oder meinst du
> nach 10 Stunden?

Bei normal-sportlicher Benutzung und Flugmodellen 100h definitiv 
problemlos möglich.
Beim hochgezüchteten Pylon-Racer oder bei Ackerfräsen/Modellautos aller 
Arten ist der Verschleiß deutlich höher.

von Der Gast hat immer recht! (Mr. Krabs) (Gast)


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Schreiber schrieb:
> Dass man Propeller nach der Montage zusammen mit dem Motor dynamisch
> feinwuchten muss, sollte sich mittlerweile herumgesprochen haben.

Unter Schiffs- und Automodellbauern eher weniger. Außerdem wird 
allenfalls jeder 10. Propeller gewuchtet, solche Motoren sitzen heute 
zumeist in einfachen Multikoptern. Da wird nur noch zusammengesteckt und 
losgeflogen.

Schreiber schrieb:
> Bei normal-sportlicher Benutzung und Flugmodellen 100h definitiv
> problemlos möglich.

So ziemlich kein Modellbaumotor wird überhaupt 100h lang genutzt. Da 
werden lange zuvor schon andere Motoren probiert, und ab den dritten 
Ein- und Ausbau kann man ihn dann sowieso wegschmeißen.
Wovon du redest, das ist professioneller Modellbau im Verein. Macht 
vielleicht 5% aller Motorenkäufe aus, die restlichen 95% werden gekauft, 
damit die Drohne Richtung Nachbars Schlafzimmer endlich abheben kann...

von IchBinEs (Gast)


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Hier ein Video aus einer Chinesischen Brushless-Motor-Fabrik:

https://www.youtube.com/watch?v=JlzruRmmnWI

Hätte ich mir schlimmer vorgestellt. Gibt immerhin sowas wie QM.

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