eCalc und die das reale Leben - Motorenberechnung

[ElmarFlecko]

Hallo Zusammen,

Vorweg: Ich komme ehr aus dem Multi-Kopter-Bereich. Da habe ich mein Standard-Setup für die 5-Zöller, 6s/2206/2000kv, 5"/4"/3-Prop und ab gehts.
Nun versuche ich gerade, einen kleinen FPV-Flieger adäquat in die Luft zu bekommen.

Zohd Dart 250g, Abtropfgewicht etwa 300g, Motor 1507/2800kv, angegeben mit max. 15A, kurzzeitig bis 20A.
Das Problem: ich möchte den mit 4s/850mAh fliegen, da ich davon einige habe. Zwei Motoren habe ich nun schon durch, so ganz schlau werde ich nicht daraus warum.

Setup 1: 5"/3"/2 Propeller, Throttle Scale im Flight Controller auf 65%. Das Setup ergibt bei Vollgas etwa 9A. Ich dachte, das passt. Allerdings wird der Motor heiß, also überlastet.
Setup 2: 3"/5"/3 Propeller (Dart Original f. 3s), Throttle auf 80%. Vollgas = ~9A, aber deutlich weniger Schub. Der Motor wird nicht heiß, zumindest nicht so schnell.

Anmerkung: Der Strom wird vom FC gemessen und im OSD dargestellt. Zusätzlich wurde mit einem Multimeter verifiziert. Die Werte weichen bei 9A nur um ~250mA voneinander ab.

Stelle ich in eCalc meine beiden Setups nach, kommen bei berücksichtigtem Throttle Scale einigermaßen die erwarteten Werte raus.


Die Fragen, die sich mir jetzt stellen:
Warum wird der Motor in Setup 1 überlastet, in Setup 2 bei identischem Strom nicht. Die verbratene Leistung bleibt ja annähernd gleich und der Unterschied ist schon erheblich, so daß ich mir das nicht mit einem schlechteren Wirkungsgrad bei niedriger Drehzahl (65% zu 80%) erklären kann.

Viele Grüße
Elmar

 

[Doppelmonster]

Wenn du deine ecalc ergebnisse (gesamter antrieb) anschaust, siehst du doch ne verdoppelte ampere zahl und auch die watt sind nahezu verdoppelt.
Der eine wird heiss der andere nich. Ergo brauchste nen prop dazwischen. Finde ich recht offensichtlich.

Ich hab ecalc noch nie benutzt, früher immer drivecalc. Wenn ich das falsch interpretiere kannst mich gerne aufklären.

Hast du dir mal umrechnungstabellen für props angeschaut? Durchmesser zu Steigung zu Blattanzahl?

 

[Doppelmonster]

Hier mal ne prop umrechnung. -80% stromaufnahme passen halt nicht zu ca. 15% throttle scale

Gleicher prophersteller vorausgesetzt!

 

[ElmarFlecko]

Hallo Doppelmonster,
vielen Dank für den Link.
In der Tat ergeben die berechneten Werte bei 15% Throttle Scale zwischen den beiden Props einen höheren Strom mit dem 5".

In der Praxis gemessen (im Stand) ist's aber annähernd gleich. Gemessen habe ich ca. 9 A bei 4s bei beiden Propellern, was in beiden Fällen etwa 130 Watt ergibt.
Ich habe auch mal den Standschub gemessen. 3" Propeller ca. 280g, 5" Propeller ca. 400g, was ich mir jedoch mit einem Strömungsabriss im Stand beim 3"-Prop erkläre.

Mir stellt sich die Frage, warum die Verlustleistung im Motor bei niedriger Drehzahl und hohem Drehmomment von der mit hoher Drehzahl und niedrigem Drehmomment so massiv voneinander abweicht.

 

[Doppelmonster]

Warum du beim realen messen auf die gleichen amps kommst kann ich mir/dir auch nicht erklären. Mit 9a bist ja auch im grünen beteich ...

Das der standschub beim 5" höher ist, ist aber doch logisch, oder? Der 3" mit mehr steigung und blättern wird dafür mehr speed erzeugen. Aber wenn der schub nich reicht bringts ja nix. Auch der rumpf durchmesser spielt ja ne Rolle.
Ich würde 5x2x2 probieren.

Btw: ich hab grade nen 4inch quad sub 250gr bekommen (gebraucht). Mit
4 Zoll HQProps (4×4,3x3)
BrotherHobby 1407 3600KV Tornados

Wird dann mit 850mah 4s geflogen, bisher aber noch kein wetter dafür...
Da bin ich ja in ner ähnlichen region wie du.

 

[Nebelspinne]

Ecalc... So ein Thema für sich. Zum annähern reichts, mehr dann auch nicht mehr. Hatte da schon zu massive Abweichungen gehabt.

Mein damaliger Cravallo hatte nen 3500kv 2810 Motor an 3s laufen, Prop ein 5,5x5". Standschub war gerade ausreichend wegen Abriss, dass der beim Abwurf auch flog, in der Luft klappte es dann, dass der kleine Vogel dann ohne Anstechen mit 170kmh vorbei düste. Ein 4200kv Motor hatte da nur noch 3x3" dran. Mehr Krach als irgendwas. Ecalc rechnete da kuriose Werte aus, die alle passen sollten, aber um mehr als 30% abweichten,

 

[Doppelmonster]

Ich fand drivecalc dagegen immer ziemlich nah an dem was auch im realen passiert ist.

Aber im konkreten fall dreht @ElmarFlecko ja nur an 2 werten: schraube und throttle scale. Ecalc is da halt ein indiz und der proprechner ein anderes. Beide haben aber nen ziemlich ähnlichen Wert berechnet. Und der gemessene standschub passt da auch rein.
Ich würde am ehesten dem throttle scale nicht über den weg trauen und versuchen das ganze nur über den richtigen prop zu lösen ....

 

[schnerf]

Als Flightcontrollerverweigerer: Throttle scale ist das selbe wie wenn man in der Funke den Weg begrenzt, oder?
Nur so vom ingenieurmäßigen Bauchgefühl her würde ich vermuten, dass der Wirkungsgrad des Motors nicht nur von der Stromaufnahme sondern auch von der Drehzahl abhängig ist.
Das Drehmoment ist beim Elektromotor proportional zur Stromaufnahme. Mit beiden Luftschrauben zieht er den selben Strom, also produziert er also das selbe Drehmoment.
Leistungsaufnahme war mit beiden Luftschrauben gleich. (Strom und Spannung gleich)
Mechanische Leistung ist Drehzahl mal Drehmoment. (hier die Ausgangsleistung)
Mit der 5" war bei gleicher Eingangleistung und Stromaufnahme (folglich selbes Drehmoment) die Drehzahl deutlich niedriger als mit der 3".
Die Leistung muss irgendwo hin, also muss der elektrische Wirkungsgrad des Motors mit der 5" und niedriger Drehzahl schlechter gewesen sein als mit der 3" und hoher Drehzahl.
Anmerkung: Bin kein Experte auf dem Gebiet, aber die Herleitung klingt plausible und bestätigt mein Bauchgefühl.

Mit ecalc bin ich bisher ganz gut gefahren, messe aber auch in den wenigsten Fällen nach. Der Stromwert nütz meiner Meinung nach nichts, weil die Limits der Hersteller nicht belastbar sind und von der Anwendung abhängen. Im Flug weicht der Strom wieder von dem ab was wir hier am Boden messen. In der Praxis handhabe ich das einfach. Wird warm, ja oder nein.
In meinem FPV Nanowing (den ich genau einmal FPV geflogen bin, sonst LOS) ist ein Brotherhobby 1507 3100kv an alten 4s650mah und 3x3x3. Bei entsprechenden Außentemperaturen und Vollgasanteil wird der Motor schon ziemlich warm. Viel Spielraum nach oben ist da nicht mehr. Habe auch schon mehrere 1407 3500kv an der Luftschraube gegrillt.

 

[ElmarFlecko]

Ich habe heute noch mal mit eCalc herum simuliert, gemessen, Verschiedene Luftschrauben getestet.
Das Ergebnis bleibt. Bei 9A/4s, also ca 130W wird's an der 5x3x2 Schraube nach spätestens 30Sek heiß.
Mit einem 3x5x3 im gleichen Leistungs-Bereich dauert es wesentlich länger, bevor er so warm wird, daß es unangenehm wird.
Tests mit anderen Props wie dem original ZOHD 5x5x2 oder gar einem 5x4.5x3 von meinen 5"-Quads waren nur kurz (10 Sek Vollgas).

Der verwendete Motor hat bei hohem Drehmomment und niedriger Drehzahl offensichtlich einen schlechten Wirkungsgrad. Entgegen dem ursprünglichen Plan wird also erst mal mit 3" geflogen, zumindest sobald es das Wetter wieder zulässt.

Ich werde ebenfalls mal ausprobieren, wie sich ein Brotherhobby VY1507/1900KV an 5-Zöllern macht. Dank Neujahrsfest in Chinesien dauert das aber noch ein bisschen.

Ganz generell:
Kann jemand sagen, wieviel Watt die 1507er Motoren in der Praxis vertragen? Zumindest Pi * Daumen. Die Herstellerangaben sind entweder nicht vorhanden, ungenau oder utopisch.