Zukunft der Antriebe

[Christian Lucas]

Ha,
super Martins Arbeitgeberfreundlicher Drehstrom mit gekürzten Pausen damit länger gearbeitet werden kann.Es gibt noch klevere Leute in diesem Land.Das verkaufen wir jetzt den Stromkonzernen als neues Umsatzmodell.
Das mach mal jetzt Kontronik,YGE,Schulze und Konsorten Schmackhaft.Dabei bekommen sie eine neue Motorenbaureihe ohne neue Motoren auflegen zu müssen.Wäre Toll.

Dein Vorschlag zum Auseinanderdrösseln des Treads wäre auch gut ,obwohl ich denke ,das so ein Tread recht schnell enden wird ,da ja erst mal Überlegt werden muss ob einer so einen Prototypen angehen soll oder nicht.

Realisierbar halte ich davon den doppel SPS,den Sparpausensteller und den Schiller Axialmotor. Bei Scheibentransversalen sollten wir uns nochmal Kurzschließen und die Gegenläuferversion andenken ,dann aber 3 Phasig,vielleicht als QFSM Sparphasenmaschine,bei der eine Phase verteilt bei den anderen mit drin liegt.
Und natürlich für den Steve den doppelsteller Innenläufermotor mit kürzeren Wickelköpfen,da wäre der Thomas Aschenbrenner der Richtige.Das must du ,Martin dir aber auch noch mal ansehen und mir sagen was du dazu meinst.Ich Zeichne das jetzt mal und stells dann rein.

So jetzt das gekritzel.
Oben die Spulen des ersten Stellers ,Unten die des zweiten Stellers ,die mit den Spulenseiten in die Zwischenräume der oberen Spulen eingelegt werden.
Was meinst du Martin ?

 

[Martin Götzenberger]

super Martins Arbeitgeberfreundlicher Drehstrom mit gekürzten Pausen damit länger gearbeitet werden kann.Es gibt noch klevere Leute in diesem Land.Das verkaufen wir jetzt den Stromkonzernen als neues Umsatzmodell.
Das mach mal jetzt Kontronik,YGE,Schulze und Konsorten Schmackhaft.Dabei bekommen sie eine neue Motorenbaureihe ohne neue Motoren auflegen zu müssen.Wäre Toll.

 

[Christian Lucas]

Drehstrompausen verkürzen

Drehstrompausen verkürzen

He ,
nur ein Joke,das wäre echt super wenn das einer der Stellerhersteller machen würde.

 

[Martin Götzenberger]

Hi Christian,

Der oben sollte passen, wobei mir die Flächen die die Spulen umgreifen gefühlsmäßig zu klein sind.

Der unten, abgesehen davon daß die eine Spule sowohl A' als auch C' heißt, da sind die obere und untere Reihe genau 180° versetzt, bietet also kein verschobenes System.

servus,
Martin

 

[Christian Lucas]

Moin Martin,
die A' ist die ganz rechte halbe Spule , die genau 180° gegenüber A liegende Spule ist schon eine C' des zweiten Stellers.Hast aber Recht ein Versatz kommt da nicht mehr zustande ,ist ehr eine Version wie man 120° Umgreifende Spulen zusammenschachtelt.Ich habe das so noch nicht Probiert,werde es aber doch mal austesten. Bei der oberen Version sind die Spulen mit weniger Weite aber in 1/3 Spulenseite ,1/3 Leerraum/1/3 Spulenseite aufgeteilt und in den 1/3 Leerraum kommt die Spulenseite der versetzen Spule zum liegen.So sinds halt auch nur 120° die beide Spulen umfassen.

Bei Deinem 150° Steller must du halt auf Sinus gehen und dich brav an Summenspannung NUll halten ,aber es wird gehen.Bin mal gespannt.

 

[Martin Götzenberger]

Hi Christian,

Diese 120° Spulen vom unteren Bild habe ich bei meinem slotless outrunner.

Warum sollte es bei 150° Sinus brauchen? im Gegenteil... bei großer Aussteuerung wird jeder Sinus zum Rechteck.

Hab' das mal ausprobiert (simuliert), siehe Bilder. Dabei oben Spannungen, mitte Ströme, unten Drehmoment. Alles nicht irgendwie sinnvoll skaliert, war nicht Ziel der Aufgabe. Das war damals ein Test wie sich der Simulator prinzipiell bei bestimmten Systemen verhält.

servus,
Martin

-edit- Warum werden meine <20k GIFs in >100k JPEGs gewandelt

 

[Christian Lucas]

Hallo Martin,
ich hab mir deine Bildchen mit einem Freund zusammen angesehen.
Die drei Graphen sind nicht beschriftet. Wir sind dann von folgendem ausgegangen:

oben Spannungen u, v, w gegen DC-Mitte ? oder zyklisch u-v, v-w, w-u.. ? (egal für die Prinzipaussage, s.u. )
mitte drei Leiterströme
unten DC Strom ? - auch egal. Das soll ja einfach nur zeigen daß mehr Leistung geht.

die Summe der drei Spannungen ist ungleich Null.
Maschenregel -> das ist keine Stern oder Dreieckschaltung.
Sind das nicht vielleicht doch Einzelstränge im 120° Raster?

oder stellts was anderes dar?

Klär uns doch auf wie es dir da vorschwebt .

 

[Martin Götzenberger]

Hi Christian,

Was die Graphen bedeuten hab' ich doch im Text schon geschrieben: Oben Spannungen, mitte Ströme und unten das Drehmoment, jeweils nicht irgendwie sinnvoll skaliert. Es ging da um was ganz anderes...Der Motor wurde durch eine Funktion beschrieben, die aus den 3 Strömen und dem Drehwinkel die Flussverkettungen und das Drehmoment berechnet. Für Berechnungen an einem bestimmten Motor hätte man diese Funktion als Kennfeld mit allen Sättigungseffekten per femm bestimmen können.

Die Spannungen sind Phasenspannungen am Umrichter, auf Mitte Zwischenkreis bezogen. Die Schaltung war eine Sternschaltung.

Das erste Bild zeigt den Normalzustand den man mit jedem Feldwaldundwiesensteller messen kann. Im Drehmoment sieht man immer bei der Kommutierung Einbrüche, weil der Strom aus der abgeschalteten Phase schneller abklingt als er sich in der neuen Phase aufbaut.

Das 2. Bild sollte jeden Stellerhersteller freuen: bei 107% (der Zahlenwert ist Zufall) müssen die FETs einen kleineren Strom abschalten als bei 100%. Das spart Verluste. Außerdem ist die Drehmomentlücke weg, man sieht sogar ein etwas überhöhtes Drehmoment.

Beim 3. Bild hat man schon 126%, d.H. die Phasen werden gut 150° lang bestromt. In den Spannungen kann man schön die Überlappung sehen. Im Strom sieht man daß der Strom in der abzuschaltenden Phase nicht auf null geht, sondern leider wieder ansteigt. Das Drehmoment zeigt schon einen ganz netten überhöhten Buckel.

Das 4. Bild zeigt etwas das was maximal geht, wenn man den Strom wieder los werden möchte, bevor man die Phase wieder einschaltet. In diesem Fall 147% oder 176°. Das Drehmoment ist hier im Vergleich zu den 100% um etwa 35% gestiegen, was wegen der gleichen Drehzahl auch genau 35% mehr Leistung nur durch die Ansteuerung bedeutet. Und da ist jetzt noch nicht mit dem Timing gespielt...

servus,
Martin

 

[Christian Lucas]

Tri ,Trü ,Trö,
ja hätte ich lesen können .Hm so ist es aber besser ,da ich die Linien auf meinem Bildschirm nur schwer erkennen kann ,da ich ihn für andere Anwendungen stark verstellt habe.
Bin mal gespannt ob so etwas irgendwo mal auftaucht. Beim GM Genius 120 gibts keine Pausen ,aber nur im Sensorbetrieb.

Zu den Zukunftsantrieben sollten sich auch IPM Maschinen Melden.Ich hatte gehofft das sich der Wurpfel hier kundtut ,da er bei Brusa damit viel zu tun hat.Dafür braucht es aber Vergrabene Magnete und einen Steller der die nötige Software inne hat.
@Martin,
hast Du dich damit schon mal auseinander gesetzt ? Können Drehmomenterhöht werden und Feldgeschwächt werden .

 

[Martin Götzenberger]

Hi Christian,

Mich wundert nicht daß Wurpfel nichts über die Motoren von Brusa schreibt. Ich schreib ja auch nix über das woran ich in der Arbeit arbeite...

Der Sinn von Feldschwächung bei Lasten, die ein quadratisch mit der Drehzahl steigendes Drehmoment brauchen, erschließt sich mir noch nicht ganz. Bei Autos oder vielleicht auch Booten sieht das freilich anders aus.

servus,
Martin

 

[Christian Lucas]

Hi Martin,

warum nicht ? Die Leistungsaufnahme geht bei hoher Anströmungsgeschwindigkeit genz gehörig runter.Verstellprop hat keiner ,mal schnell noch eine Zelle dazuhängen macht auch keiner und die Luftdichte erhöhen für einen kurzen Flugabschnitt nee nee nee .Besser etwas die Drehzahl erhöhen und so noch etwas zulegen.

Der Wurpfel braucht ja nix über aktuelle Projekte schreiben ,es reicht ja wenn er etwas über Erfahrungen mit den Antrieben schreibt .Das Prinzip ist ja bekannt und wird ja nicht nur von Brusa angewendet,die ganzen Hybridfahrzeuge von Honda und Toyota haben solche Maschinen verbaut.Sicherlich machen sie bei Fahrzeugen mehr Sinn ,aber wie schon oben geschrieben sind sie auch beim Luftschraubenantrieb Sinnvoll wie ich meine
da man sich ander aufwendige Konstruckte sparen kann.

 

[Martin Götzenberger]

Hi Christian,

Nach dem was Helmut geschrieben hat ist der Motor eben nur die 2. beste Lösung nach einem Verstellprop.

Feldschwächung ist IMHO dann Sinnvoll wenn ein höherer Anteil an Drehmoment bzw. auch an Leistung für die Beschleunigung benötigt wird, als für den Flug bei hoher Geschwindigkeit. Und so lange man genug Anlaufstrecke hat, sollte der höhere Bedarf beim schnell fliegen sein, nicht beim Beschleunigen. Kann sein daß ich mich irre.

Die Drehzahl in Grenzen variieren kann man ja auch mit dem agf-Regler. Da dann noch den Winkel variabel geregelt, daß z.B. ein bestimmter Batteriestrom nicht überschritten wird, und schon wäre selbst mit einem ganz normalen AL ein großer Schritt getan, und das 'nur' mit ein klein wenig anderer Software im Steller.

Im Vergleich ist eine echte feldorientierte Regelung doch etwas aufwändiger, vor allem wenn das alles auch noch im Vollblock mit stark gesättigter Maschine gehen soll. Natürlich bei 240000RPM oder mehr, versteht sich.

Wir sollten uns vielleicht doch nochmal an den Verstellprop mit Torsionselementen als radiale Lager 'ran machen. Bei Hubschraubern in 1:1 geht's ja auch...

servus,
Martin

 

[Christian Lucas]

Moin Martin,
ich wäre bei einem Verstellprop sofort dabei ,man muss aber Bedenken das er schwerer wird durch Mechanik und Verstellservo.Die Elektronik hätte das nicht.Mechanisch den Rotor verschieben geht ja auch bei AL und macht auch keiner weil es zuviel wiegt.Das aber ohne zu wissen ob es trotz weniger Akkumasse damit vielleicht trotzdem schneller gehen würde.

 

[steve]

....
Wir sollten uns vielleicht doch nochmal an den Verstellprop mit Torsionselementen als radiale Lager 'ran machen. Bei Hubschraubern in 1:1 geht's ja auch...

servus,
Martin

Hallo,
wie funktioniert den sowas bei den Hubis?

Grüsse

 

[Christian Lucas]

Hallo Steve,
bei den Hubschraubern ist eh noch komplizierter ,da die wie bei Klapp Propellern die Blätter einzenl anfertigen und in einer Aufnahme fassen wollen/müssen. Beim Speedprop kann das Torsionselement durchgehend gestaltet sein .Ein guter Ansatz wäre zb.so ein Kreuzförmig gesteltetes Verbindungselement im inneren Drittel des Propellerdurchmessers.Das wäre durchaus noch innerhalb des Spinners oder nur etwas überstehend.Bei den Hubschrauberblättern wird die Blattaussenhülle nun ab diesem Durchmesser wirklich wie ein Hohlrohr weitergeführt um daran im Spinnerbereich die Verstellanschlüsse/Anlenkkugelköpfe ect.anbringen zu können und so auch einen Hebelarm zum Torsionselement zu bekommen.Durch das Torsionselement laufen die Fliehkraftaufnehmenden Fassern aus Kohlenstoff oder etwas weicher aus Aramid(Kevlar) geradelinig durch.Die Kreuzform nimmt Schlag und Tangenzialbiegekräfte auf um auch Leistung in die Blätter einbringen zu können.Wegen einem Speedheli ,habe ich mit solchen Rotorköpfen recht intensiv befast ,es gibt da noch einige andere Aufnahmen die zb.auch an Heckrotoren bei den großen Helis angewendet werden.Ich mach eine kleine Zeichnung dazu wie ich mir das Vorstelle und wie die Blätter auch sicher aufgenommen werden können.( Gibt es immer noch keine Gedankenleseschnellzeichen Programm für PC) ? Wird langsam Zeit.

 

[Christian Lucas]

So ,
jetzt die kleine Zeichnung.
Als Torsionselement kann sich jeder aus einer Einwegspritze den Kolben herausziehen.Meist haben die so ein Kreuzelement als Kolbenstange in Spritzgußtechnik verbaut.So eine Stange bildet die Torsionselementachse durch die Mitte.Der Prop wird in zwischen zwei Aluteilen in Kreuzausfräsungen eingelegt und geklemmt ,durch 4 Schrauben .In einer Form kann man noch eine Mittenerhebeung/Nubel ect.anbringen um den Prop sicher Mittig montieren zu können.Verstellung durch eine Hohlwelle und unter der Spinnerkappe liegenden kleinen elastischen Querstrebe,erspart noch einen Kugelgelenkkopf pro Seite.Die Propellerform wird mit für den Speedflug Optimalen Steigungs/Durchmesserverhältniss gefräst und die Verstellung nimmt nur etwas Steigung zum Beschleunigen heraus und gibt für den Hochgeschwindigkeitsflug etwas Steigungswinkel dazu.Die Oragnen Blatteile sind die Steuertütenhülsen die über das Blatt geschoben und dort bei 1/3 r Verklebt werden .Sie verkleiden das Torsionselement ausserhalb des Spinners Aerodynamisch.Rot sind CFK Stangen mit Kugelkopf als Verstellhebel.
Ja das ist ein schönes Teil das zur Zukunft der Antriebe gehört.

 

[Gast_1681]

Hi Leute,

2 Sachen die mir auffallen: das Torsionselement wird eher aus Kevlar sein müssen. Kohle wird sicher auch in Kreuzform zu stabil sein, oder man braucht ein Monsterservo.
Die Arme werden wie in Christians Zeichnung sehr auf Biegung belastet; eine Art Steuerherz, das an die Blattwurzel laminiert wird wäre hier günstiger.

Das Servo wird ganz schön racken müssen! Vielleicht kann man mit einer Art Nocken am Abtrieb etwas entlasten?

Bin auf jeden Fall interessiert! Steve: solltest Du sowas mal vorhaben, nehm ich auch nen Beta-Prop ab. Meine Leistungen sind ja nicht sooo hoch (~1-2KW).

Gruß,
Kuni

 

[Christian Lucas]

Hi Rene ,
ich hatte ja auch an Kevlar im Torosionselement gedacht ,das soll das gelbe in der Zeichnung sein .Die Steuretüten sollen schon auch recht Steif sein aus CFK.
Die Verstellgestängestange muss noch durch die Mitte des Torsionselementes durchgeführt werden ,da braucht es noch eine Bohrung und der Senkrechte Teil des Kreuzes muss darum herum aufgeteilt werden.Die Aufdickung kann dann gleich die Zentrierung des Propellers im Halter übernehmen.Ansonsten gehen die Fasern sauber durch den ganzen Prop um die Fliehkräfte aufzunehmen.

 

[portobello]

Hi.
Warum kann man die Hecksteuereinheit vom Heli denn nicht verwenden. o.k. Am Heli dreht der Quirl nur mit 8-9 T. Ich denke aber wenn man hochwertige Teile aus Alu (Henseleit) nimmt mit Carbon Blättern sollten auch höhere Drehzahlen zu realisieren sein.
Nur als Anregung.

Bis neulich, Wilbert

 

[Gast_1681]

Hallo Wilbert,

ich habe so eine Mechanik aus einem kleineren E-Heli hier liegen: da sind die Blatt-Aufnahme-Schrauben schon 70mm auseinander! Die Haltegabeln bauen einfach zu groß für unsere Zwecke. Da bekommt man -wenn man was stabiles sucht für ordentlich Leistung- keinen Spinner mehr drüber.

Man müsste höchstens drüber nachdenken, die Mechanik umzubauen (Aluaufnahmen, die kleiner sind, etc.). Aber dann ist man von Selbstbau nicht mehr weit entfernt...

Gruß,
Kuni