Brushless-Motoren: die richtige Antriebsquelle für unsere

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Brushless-Motoren: die richtige Antriebsquelle für unsere
Brushless-Motoren: die richtige Antriebsquelle für unsere Racer
Im Kapitel » Hydrodynamik wurde bereits grundsätzlich auf die Möglichkeit der
Leistungssteigerung durch Brushless-Motoren eingegangen. Der Einbau eines
Brushless-Motors ("bürstenloser Motor", "BL-Motor" oder kurz "BL") in unsere Außenborder
macht in vielerlei Hinsicht Sinn. Denn die BLs sind den konventionellen Bürstenmotoren in
nahezu jeder Hinsicht überlegen:
- BLs sind erheblich kleiner und leichter als gleichstarke Bürstenmotoren. Allein schon
dieser Punkt rechtfertigt den Einbau eines BLs in unsere Außenborder. Denn wir müssen hinten
am Heck Gewicht sparen: jedes zusätzliche Gramm Motorengewicht muss im Bug des Bootes
mit Gegengewicht (Akkugewicht) ausgeglichen werden, damit hinterher der
Gesamtschwerpunkt des Racers stimmt. Der Gesamtschwerpunkt ist sehr wichtig für gute
Fahrleistungen des Modells. Ein schwerer Motor mit entsprechend schwerem "Gegengewicht"
ergibt ein unnötig schweres Modell. Dadurch steigt wiederum der Rumpfwiderstand (Reibung
des Wassers): das Modell wird langsamer bzw. benötigt deutlich mehr Energie.
- BLs sind - mit Ausnahme der Lager - nahezu verschleißfrei. Da es keine Bürsten gibt,
können sie auch nicht abnutzen und müssen nicht ausgetauscht werden. Der Grundaufbau
dieser Motoren ist sehr einfach. Sie sind also nicht etwa komplexer, sondern viel einfacher als
traditionelle Bürstenmotoren.
- BLs verfügen über einen wesentlich höheren Wirkungsgrad. Während Bürstenmotoren nur
50 bis max. 70% der Eingangsleistung in Ausgangsleistung umsetzen können und den Rest in
Verlustleistung (vorrangig Wärmeentwicklung) verbraten, erreichen BLs Wirkungsgrade über
80%. Das bedeutet für uns: die Akkuenergie wird deutlich besser genutzt als bei
Bürstenmotoren. Wir fahren daher bei gleicher Akkukapazität länger bzw. schneller, oder
können bei gleicher Fahrzeit leichtere Akkus einsetzen. Gleichzeitig wird weniger Akku-Energie
in unnütze Wärme (= Verlustleistung) umgesetzt.
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Brushless-Motoren: die richtige Antriebsquelle für unsere Racer
Bürstenmotoren
Darüber
Wirkungsgrad
sind
Drehzahlbereich
sie
leichter
und
liefern
darunter
recht
auf
arbeiten
ihren
energieeffizient.
ein
schnell
entsteht
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und
inProps
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halten
Modell
Wirkungsgrad
recht
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Verlustleistung.
schmalen
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und
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arbeiten
BLs
sehr
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optimal
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ihren
aufrecht.
weiten
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("Arbeitspunkt").
Damit
--bis
aber
wir
Steigungsfaktor
Propumdrehung
Geschwindigkeiten
Bürstenmotor
über
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50.000
BLs
können
U/min.
mit
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am
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Last
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40
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unterwegs
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über
mm
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(z.B.
Extremdrehzahlen
Steigungsfaktor
sind,
höhere
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GTX
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20.000
500:
Drehzahlen
höhere
U/min
29
wir
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bis
sollten
Drehzahlen
nicht
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Darum
erreichen
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wir
Propdurchmesser)
in
können
können
unseren
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als
viel
Bürstenmotoren.
BLs
wir
Vortriebsweg
152VO-Racern
angemessene
Drehzahlen
Während
und
einem
ein
Da
pro
unbedingt
Dies
wird
an
anderer
Stelle
vermeiden,
ausführlicher
da
wir
uns
besprochen.)
damit
jede
Menge
Probleme
einhandeln
würden!
Kommutator
Signalübertragung
"Unfahrbarkeit"
Drehzahlfreudige
(Kondensatoren,
nicht
zu
Bei
Funkenbildung.
Bürstenmotoren
und
des
Bürsten
Spulen)
Bürstenmotoren
in
Modells
der
BLs
RC-Empfangsanlage
("Bürstenfeuer").
funkentstört
kommt
führen
brauchen
es
müssen
(z.B.
in
werden.
höheren
deshalb
durch
Diese
deshalb
Da
empfindlich
unkontrollierte
generell
Drehzahlbereichen
hochfrequenten
BLs
unbedingt
keine
nicht
stören.
Bürsten
entstört
Ausschläge
durch
Funken
Dies
zu
geeignete
besitzen,
zu
Funkenbildung
kann
werden.
können
des
bis
Lenkservos).
kommt
Maßnahmen
zur
die
saubere
zwischen
es
auch
Bildquellen:
[Abb.
oben
rechts:
Graupner
Speed
600
RACE
7,2V
und
Plettenberg
HP
220/30
A3
S
P4.
www.graupner.de
und
www.plettenberg-motoren.com
]drastisch
Demgegenüber
stehen
aber
auch
ein
paar
Nachteile
der
BL-Motoren:
BLs
benötigen
einen
speziellen
»vom
Drehzahlregler
aufwändiger
deutlich
nicht
warum
Mikrocontroller
kostengünstige
betrieben.
die
teurer
BL-Motoren
konstruiert
als
und
Regler
Die
Bürsten-Regler.
Hochleistungs-MOSFET-Endstufen
Notwendigkeit
zu
ihren
ist
entwickeln.
als
Siegeszug
ein
einfacher
Ein
dieser
BL
erst
speziellen
lässt
Bürsten-Regler.
so
sich
spät
an
BL-Regler
begannen:
einem
wurde
("Fahrtregler"),
BL-Regler
konventionellen
es
ist
nur
auch
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durch
sind
der
genau
moderne
kleine
erheblich
daher
Bürstenregler
der
und
Grund,
i.d.R.
Graupner
bis
30
Euro.
eine
dreistelligen
60
Ausnahme
Ganz
Euro.
180
SPEED
Euro,
Kosten
Ein
in
machen
ein
Bürstenmotor
liegen
guter
Anschaffung
ausgedrückt:
Qualitäts-Bürstenmotor
High-End-Bürsten
Qualitäts-BL
sie
in
kostet
einem
meist
mit
dem
ca.
(Plettenberg,
ähnlichen
kostspieliger
10
wie
2
-bis
(Dunker,
4fachen
z.B.
25
Preisbereich
die
Euro,
Lehner,
als
Bühler,
Plettenberg-Motoren.
Preis
Bürstenmotoren.
ein
etc.)
sollte
kleiner,
wie
etc.)
beginnt
sehr
man
liegt
billiger
gute
schon
je
Ein
bei
nach
BLs).
China-BL
Mit
ca.
kleiner,
rechnen.
Grösse
deutlich
200
bis
einfacher
ca.
(Anm.:
bei
250
20
ca.
auch,
Wenn
eingebremst
steigt,
in
vorgegebene
falsch
extreme
darauf
kann,
so
einem
wenn
kann
ein
angepasster,
der
der
Leistung
sind
Bürstenmotor
Wirkungsgrad
Motor
ein
Fall
er
wird,
Drehzahl
äusserst
deutlich
deutlich
und/oder
produzieren.
bricht
eingebremster
nicht
fehlangepasster
"drehzahlsteif".
z.B.
er
aggressiver:
sinkt,
der
"gutmütig"
wird),
durch
erreicht,
Regler
die
Dabei
die
Verlustleistung
ein
oder
erhöht
steigt
sobald
durchschmort.
in
zu
Das
blockierter
BL
der
schweres
Fahrtregler
die
den
bedeutet:
Drehzahl
er
der
Stromaufnahme
die
Totalverlust
Fahrtregler
(Hitzeentwicklung)
Stromaufnahme
Motor
Boot
Da
ein.
vorgegebene
der
ein
oder
wird
Motor
Das
Regler
des
misst,
einen
dann
bedeutet:
des
"versucht"
Modells
dass
dabei
so
Drehzahl
für
BLs
falschen
steigt.
drastisch,
wenige
der
die
bedeuten.
zu
in
Der
Motor
brennen
Stromaufnahme
(zu
zu
jedem
Sekunden
BL
erreichen.
dass
großen)
an.
die
verhält
Fall
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Ein
kurz
aktuell
(also
Prop
sich
Fazit:
höheren
Auswahl
passenden"
Gefühl
passen,
helfen.
BLs
dafür
ohne
Preises
des
sind
Motor
zu
passenden
dass
äusserst
entwickeln,
für
aus
der
unsere
dem
Antrieb
leistungsfähige,
Motors.
welche
Zwecke
geradezu
unnötig
Dabei
Motordaten
riesigen
"gestresst"
kommt
leichte
geeignet
Marktangebot
es
prinzipiell
und
weniger
wird.
energieeffiziente
sind.
Bei
für
darauf
Wichtig
der
ein
herauszufinden,
Auswahl
bestimmtes
an,
ist
"den
Motoren,
lediglich
soll
einen,
152VO-Modell
dieses
als
die
die
vielmehr
optimal
vernünftige
trotz
Kapitel
des
ein
Prinzip
Bürste
/eingebremst
BL,
Kommutierung
Inrunner
/guter
Outrunner,
Eigenschaften
Bezeichnungen,
Außenabmessung
/bestens
Rotorgrösse
Windungen
/pauschal
kV
Drehzahl
Sensorgesteuert
/der
sensorlos
Motorauswahl
Einbau
2/2