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Brushless Motor ohne Last drehen - wie heiß darf er werden?

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    Autor Nachricht
    Retrograde Amnesie
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    Anmeldedatum: 13.09.2011
    Beiträge: 16

    BeitragVerfasst am: 15.09.2011, 20:21    Titel: Brushless Motor ohne Last drehen - wie heiß darf er werden?
    Hallo zusammen,

    ich weiß, dass man unter bestimmungsgemäßem Gebrauch etwas anderes versteht, aber ich wollte mal etwas testen. Ich habe also meinen einen 3500 kV-Motor (freigegeben für 3S) ausgebaut und ihn an 11.1v unter Vollgas mal etwas drehen lassen. Schon nach zwei Minuten war der Motor an der Hülle sehr heiß (ich schätze 80 Grad). Kann das normal sein, denn immerhin läuft er ja ohne Last? Der Vergleich hinkt zwar, aber ein Verbrennungsmotor kommt ohne Last ja auch nur sehr langsam auf Temperatur?

    Gruß
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    Retrograde Amnesie
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    Anmeldedatum: 13.09.2011
    Beiträge: 16

    BeitragVerfasst am: 15.09.2011, 20:30    Titel:
    Ach so, ich habe den Thread hier eingestellt, da der Motor aus einem 1:10er stammt. Sollte das woanders hingehören, sorry, dann bitte verschieben.
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    silex
    Moderator



    Anmeldedatum: 06.02.2009
    Beiträge: 1439
    Wohnort: Dresden

    BeitragVerfasst am: 15.09.2011, 20:41    Titel:
    Hey!

    Als erstes möchte ich dich bitten, die "Edit"-Funktion zu nutzen (rechts oben in deinen Posts) um sinnlose Doppelposts zu vermeiden. Danke!

    Zu deiner Frage: Es gibt einige Gründe die das erklären. Ohne weiter darauf einzugehen hier zwei Gründe:

    - Fahrtwind, der auch ein glattes Gehäuse kühlt fehlt hier komplett. Dieser Fahrtwind bringt wirklich sehr viel, auch wenn man es nicht glaubt. Ein stehender Motor ohne Last hat keinerlei bewegte Luft um sein Gehäuse.

    - Der Motor (oder genauer: der Rotor) produziert auch eine gewisse Eigenwärme ohne Lat, da der Dauermagnet auf dem Rotor in allen umliegenden Leitern (Windungen, Statorbleche, ja selbst das Alugehäuse) Spannung induziert, die in Form von Wirbelströmen fließen und somit auch gegen einen elektrischen Widerstand arbeiten und somit Wärme entsteht.
    _________________
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    Retrograde Amnesie
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    Anmeldedatum: 13.09.2011
    Beiträge: 16

    BeitragVerfasst am: 15.09.2011, 20:49    Titel:
    silex hat Folgendes geschrieben:
    Hey!

    Als erstes möchte ich dich bitten, die "Edit"-Funktion zu nutzen (rechts oben in deinen Posts) um sinnlose Doppelposts zu vermeiden. Danke!



    Alles klar, mentale Notiz gemacht. Wink

    silex hat Folgendes geschrieben:


    - Fahrtwind, der auch ein glattes Gehäuse kühlt fehlt hier komplett. Dieser Fahrtwind bringt wirklich sehr viel, auch wenn man es nicht glaubt. Ein stehender Motor ohne Last hat keinerlei bewegte Luft um sein Gehäuse.

    - Der Motor (oder genauer: der Rotor) produziert auch eine gewisse Eigenwärme ohne Lat, da der Dauermagnet auf dem Rotor in allen umliegenden Leitern (Windungen, Statorbleche, ja selbst das Alugehäuse) Spannung induziert, die in Form von Wirbelströmen fließen und somit auch gegen einen elektrischen Widerstand arbeiten und somit Wärme entsteht.


    Klingt plausibel, aber kann das für Hitzeentwicklung in solch extremen Maß verantwortlich sein? Ich habe den Test eigentlich nur gemacht, da der Motor bei durchaus vernünftiger Untersetzung immer sehr heiß wurde. Ist es da nicht wahrscheinlicher, dass der Motor irgendeinen Defekt hat?
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    aaron
    Administrator



    Anmeldedatum: 15.01.2003
    Beiträge: 15343

    BeitragVerfasst am: 15.09.2011, 20:59    Titel:
    Ja, die allermeisten BL-Motoren werden im Leerlauf wirklich rasch sehr heiß. Silex hat dir schon die Begründung geliefert: Diese Wirbelstromverluste nennt man "Eisenverluste" (Verluste durch Magnetisierungs- und Ummagnetisierungsvorgänge)
    Eisenverluste steigen mit zunehmender Drehzahl an. Die höchste Drehzahl erreicht ein Motor bei gegebener Spannung im Leerlauf.

    Dann gibt es noch "Kupferverluste" - dies meint die Wärmeentwicklung, die durch den elektrischen Widerstand der Wicklung angesichts hoher Stromaufnahmen entsteht. Kupferverluste steigen mit zunehmender Strombelastung des Motors an. Die größten Kupferverluste hat der Motor demnach, wenn er ohne Strombegrenzung blockiert wird, wo er recht schnell durchbrennen würde.

    Du siehst, irgendwo gibt es einen optimalen Betriebsbereich für jeden Motor, wo die Eisenverluste wegen der unter Last verringerten Drehzahl abnehmen, und die Kupferverluste noch im Rahmen bleiben. Hier können gute BL-Motoren mitunter sehr breitbanding (etwa von 15-60A) sehr hohe Wirkungsgrade jenseits der 85% Marke einfahren. Dieselben Motoren haben im Leerlauf z.T. deutlich unter 50% Wirkungsgrad, woraus sich die rasche Erwärmung ergibt.
    _________________
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    Mangokiwi
    Moderator



    Anmeldedatum: 05.09.2004
    Beiträge: 1419

    BeitragVerfasst am: 15.09.2011, 21:00    Titel:
    [quote="Retrograde Amnesie"]
    silex hat Folgendes geschrieben:

    Klingt plausibel, aber kann das für Hitzeentwicklung in solch extremen Maß verantwortlich sein?

    Ja, im Leerlauf wird viel Leistung verbratet. Wenn es nur 15W ist, hast du ganz schönen Lötkolben. Wenn du Lehner Motoren kaufst wird geraten, den Motor niemals im Leerlauf zu betreiben.
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    Retrograde Amnesie
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    Anmeldedatum: 13.09.2011
    Beiträge: 16

    BeitragVerfasst am: 15.09.2011, 21:04    Titel:
    Okay, ich danke Euch für die schnellen und fundierten Antworten Smile
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    Arakon
    Offroad-Guru
    Offroad-Guru



    Anmeldedatum: 04.10.2009
    Beiträge: 953

    BeitragVerfasst am: 15.09.2011, 21:04    Titel:
    BL Motoren sollten generell NIE ohne Last betrieben werden, allein schon, weil die dann meist DEUTLICH über ihre verkraftbahre Drehzahl kommen. Last limitiert die Drehzahl, ohne landest du bei Umdrehungszahlen, für die weder die Kugellager noch der Rotor ausgelegt sind.. 60000+ Umdrehungen ist verdammt viel Holz.
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    Retrograde Amnesie
    Streckenposten
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    Anmeldedatum: 13.09.2011
    Beiträge: 16

    BeitragVerfasst am: 16.09.2011, 22:05    Titel:
    Wenn ich Euch richtig verstehe, kann ein Motor bei wesentlich zu kleinem Ritzel dann also ebenso überhitzen, wie wenn man sich für ein zu großes Ritzel entscheidet?
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    FlyingGekko
    Globaler Moderator



    Anmeldedatum: 01.06.2003
    Beiträge: 4521
    Wohnort: Linz/ Urfahr

    BeitragVerfasst am: 16.09.2011, 22:17    Titel:
    aaron hat Folgendes geschrieben:
    Dieselben Motoren haben im Leerlauf z.T. deutlich unter 50% Wirkungsgrad, woraus sich die rasche Erwärmung ergibt.


    Im Leerlauf sinkt der Wirkungsgrad bei jedem Motor auf 0% ab, da hier keine mechanische Leistung (Drehmoment=0) mehr abgegeben wird. Und genau da liegt das Problem (welches schon beschrieben wurde). Ein sinusförmig erregter Drehstrommotor mit Vektorregelung würde hier einfach den Strom praktisch auf null runterregeln. Bei dem im Modellauto eingesetzten Motor-Regler-Typen findet keine Regelung des Stroms statt. Also wird die elektrische Leistung am Motor einfach in Wärme anstatt in mechanische Leistung umgewandelt.

    Wirbelstromverluste spielen bei den kleinen Motoren eher ne untergeordnete Rolle. Die Kupferverluste sind hier aufgrund der kleinen Querschnitte weit größer.

    Auch die Verluste in den Lagern sollte man nicht unterschätzen. Ich kenne keine Zahlen im RC-Car Bereich aber bei Frässpindeln können die schonmal 10-20% der Antriebsleistung ausmachen.

    mfg Stephan
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