Elektroantriebe fr Modellflugzeuge Wolfgang Korosec Modellflugverein ArbonRoggwil Wolfgang

Elektroantriebe für Modellflugzeuge Wolfgang Korosec, Modellflugverein Arbon-Roggwil Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 1

Praktische Hilfe Passenden Propeller montieren Optimalen Motor auswählen Zuverlässigen Regler verwenden Richtigen Akku einbauen Geeigneten Lader kaufen Berechnungsprogramm verwenden Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 2

Wünsche des E-Piloten Lange Fliegen Kurz am Boden bleiben (müssen) Keine Unfälle Optimiertes* Antriebssystem Optimierte* Ladesystem Optimierte* Sicherheit Warnung: die letzten Prozente sind die härtesten !!! Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 3

Was kommt nicht ? Viel Theorie Anleitungen zum Selberbauen Helis Impeller Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 4

„System“ Flugzeug Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 5

Antriebssystem Akku Die richtige Mischung machts !!! Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 6

Luftschraube Strahltheorie Wellenleistung >>> Vortriebsleistung (Rankine, Foude ca. 1880 !) (Blattelement - Theorie, ca. 1940) Beiwerttheorie, ca. 1920 Heute: CFD, Navier-Stokes, Windkanal Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 7

Durchmesser / Steigung Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 8

Tipps: Luftschraube Propeller + E-Motor = GEFÄHRLICH !!! Zu grosser Prop kann E-Motor ruinieren Durchmesser hat grössten Einfluss* Realistischer Wirkungsgrad: 70 -75% opt. Wirkungsgrad: Steigung(H)/Durchm. (D) ca. 1 Langsame Steigflugmodelle: H/D 0, 4 – 0, 6 Normalmodelle. H/D 0, 7 – 0, 9 Rennmodelle: H/D 0, 9 -1, 4 Glatte Oberfläche ist gut Drive. Calculator verwenden * Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 9

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Motoren Bürstenmotor Bürstenloser Motor Aussenläufer Innenläufer Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 11

Grundprinzip - Magnetismus Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 12

Bürstenmotor (brushed) Gleichstrom Einfacher Aufbau Billig Ineffizient Verschleiss Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 13

Bürstenlos (brushless) Drehfeld / Drehstrom Innenläufer / Aussenläufer Hoher Wirkungsgrad Kein/Wenig Verschleiss Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 14

Innenläufer Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 15

Merkmale Innenläufer Hoher Wirkungsgrad (> 80 %) Hohe Drehzahl – Impeller, Speedmodelle Getriebe (teuer, Verschleiss, eta) - Segler Kühlung problematisch Schlanker Aufbau Aufwendige Herstellung Teuer Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 16

Aussenläufer Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 17

Umlaufendes Magnetfeld Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 18

Magnetfluss Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 19

Eigenschaften Aussenläufer Hoher Wirkungsgrad (65 - 85 %) Niedrige Drehzahl Hohes Drehmoment Kühlung gut Braucht mehr Platz (Durchmesser) als Innenläufer Einfache Herstellung (Selbstbau möglich) Preisgünstig Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 20

Motorcharakteristik Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 21

Qualitätsmerkmale Aussenläufer Wicklung: „unsauber“, dünne Drähte = schlecht Lager: gross = gut Dicke Welle = gut Stirn- UND Heckmontage möglich = gut Statorbleche: dünn = gut (02 -0. 3 mm) Hochtemperaturmagnete > 120°C = gut Büroklammertest: darf nicht kleben bleiben Flache Wirkungsgradkurve = gut Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 22

Tipps Qualitätsmerkmale beachten Prop-Grösse und Zellenzahl beachten Für Kühlung sorgen (bei 80°C „sterben“ billige Magnete“) Von Metallspänen fernhalten Gute (=teure) Stecker verwenden oder Regler- und Motoranschlüsse verlöten Leistungsbedarf: 100 W/kg gemütlich, 200 W/kg flott, 300 W/kg senkrecht Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 23

Anmerkungen zum Selberbauen Vor 5 Jahren einziger Weg zu gutem Motor zu kommen Heute nur etwas für „Angefressene“ Ermöglicht optimale Anpassung Interessant bei „Zwischengrössen“ Mit Bewicklung kann man Wirkungsgrad holen Bauaufwand gross – die Freude, wenn Motor läuft auch Geld kann man nicht damit einsparen Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 24

Wege zum „Selbstgebauten“ Eigenkonstruktion Benötigt CNC Drehbank / Fräse Problem: Statorbleche Bausatz Kleine Indoormotor mit CD-ROM Statoren Scorpion Motors (sehr hochwertig) „Tuning“ von Chinamotoren Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 25

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Regler Computer (Mikroprozessor, meist ATMEL 8 Bit) Leistungselektronik Software Programmierung BEC Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 27

BEC „Battery Extinguisher Circuit“ Versorgt Empfänger und Servos mit Strom getaktet / nicht getaktet Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 28

Tipps Regler mit Leistungsreserve kaufen Gute Kühlung beachten Teillastfestigkeit bei Kunstflugmaschinen wichtig Programmierung soll einfach sein (Anleitung lesen) Notfalls Programmiergerät mitbestellen „Vorzündung“ beachten Max. Anzahl von Servos beachten Bei Bedarf zusätzlichen Stütz-Akku einbauen Plus / Minus vertauschen kann Regler zerstören Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 29

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Akkus • (Elektrische) Energie wird chemisch gespeichert • Umkehrbarer Vorgang Bleiakku 1859 , Gaston Planté Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 31

Leistung und Energie Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 32

Lithium-(Ionen/Polymer) Akku Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 33

Akkus für Modellflieger • Antrieb • Lithium-Polymer • + Hohe Energiedichte, grosse Auswahl • - Ladezeiten, Empfindlich, Lebensdauer • Lithium-Ionen (A 123 - Li. Fe. PO 4) • + Schnelladbar, robust, hohe Lebensdauer • - Gewicht, geringe Auswahl • Empfänger / Sender • Ni. MH - Neu: Eneloop, niedrige Selbstentladung • Li. Po Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 34

Spannung / Kapazität Bsp: Eflight / Extreme. Power EVO 1200 m. Ah x. S 1 P Li. Pos 35 C Die neuen extrem belastbaren Li. Pos von Extreme. Power extrem günstig! 35 C ergibt einen Nennstrom bis 38. 5 A, Burst 66 A Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 35

Tipps Akkus nicht Tiefentladen Akkus regelmässig kontrollieren (=laden, entladen, laden – Kap. vergleichen) Balancer verwenden (Li. Po, Li. Ion) Im Zweifelsfall Akku nicht mehr verwenden Selbstentladung nicht vergessen Halbgeladen lagern – aber viele Ansichten dazu Vorsicht beim Löten Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 36

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Ladesystem Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 38

Tipps Alle Akkutypen abdecken Möglichst mit Balancer Einfache, logische Bedienung Stabiler mechanischer Aufbau (Gehäuse, Taster) Gute Einstellbarkeit (Strom, Zellenzahl) Firmware-Update soll möglich sein Kurzschluss- und Verpolungssicherung Dicke Kabel verwenden PC-Interface (USB) Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 39

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Sicherheit Funkstörungen vermeiden (Regler weit weg vom Empfänger, verdrillte Servokabel) Verpolungsschutz auf Steckern Buchsen dort „wo der Strom rauskommt“ Keine blanken Stellen Keine geknickten Kabel Zeitreserven einplanen (Natel, Sender) Geblähte / Beschädigte Akkus entsorgen Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 41

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Mess-Systeme Multimeter Zangenamperemeter Infrarotthermometer Spezialmessgeräte Messdatenerfassungssysteme Drehzahlmesser Optisch Phasen Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 43

Aktuelle Geräte Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 44

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Simulationsprogramme Mathematisches Modell eines Motors „Was wäre wenn“ Optimum finden Spart Geld und Nerven Drive. Calc, E-Flight (www. drivecalc. de, www. eflight. ch) Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 46

Drive. Calc Kostenlos Windows, Mac, Linux Grosse Datenbank Update via Internet Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 47

Beispiel: Sebart Angel 50 Kunstflugmodell (klassisch) 1. 5 m Spannweite 2. 3 kg -> 2. 3 kg x 300 W/kg = 690 W 7 A 123 Zellen -> 7 x 3. 6 = 25. 2 V 250 Watt Lader -> 25. 2 V * 10 A = 252 W Regler für 6 Zellen Li. Po 6 x 4. 2=25. 2 V Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 48

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Linksammlung www. eflight. ch www. powercroco. de www. elektromodellflug. de www. drivecalc. de www. scorpionsystem. com www. innov 8 tivedesigns. com www. cnc-modellsport. de www. a 123 systems. com www. rcgroups. com/forums/showthread. php? t=587606 www. powercroco. de/Propeller-Grundlagen. pdf www. elektromodellflug. de/Projekte/i. Charge/icharger-1. htm www. jan-chappi. de/akkueinstieg. htm www. standschub. de Wolfgang Korosec / MFV Arbon-Roggwil 3. April 2009 52