Brushless aandrijving en werkschepen: voor elkaar gemaakt, of niet? (praktische tips, ervaringen, po

Ik heb dit hele topic even gemist en nu doorgelezen maar wat ik hier mis zijn gegevens uit de realiteit.
Zelf vaar ik al een tijdje met de Odin met brushless motoren, en afgezien van een paar kinderziektes met het instellen van de regelaars en slechte aansluitingen doen ze het super!


BOEGSCHROEVEN TURNIGY D2822/17 1100kV
Motortoerental: 6600 RPM
Schroeftoerental: 5500 RPM op 30 mm 4-blads
Verbruik: 0,5 A per stuk
Voltage: 6 V
Vermogen: 2,8 W per stuk




HOOFDMOTOREN TURNIGY D2822/14 1450kV
Motortoerental: 17400 tpm
Schroeftoerental: 4500 tpm op 35 mm 5-blads
Verbruik: 0,7 A per stuk
Voltage: 12 V
Trekkracht: 0,6 kg
Vermogen: 7,9 W per stuk
Vaarsnelheid: 3,3 km/h



Dit is niet veel maar ruim voldoende om de Odin op een goede schaalsnelheid te krijgen van omgerekend 15,2 kn in het echt. Met normaal schaalvaren is het verbruik dus maar 1,4 A per uur!



Zelf heb ik met uitproberen en opmeten een rekensheet ontwikkeld. Dit is niet exact, blijft lastig om exact de stuwkracht van je modelschroef te berekenen maar het geeft een idee. Op verzoek heb ik deze ook voor Adam gebruikt en ik deze motor geadviseerd:

Turnigy Aerodrive SK3 - 3536-1200kv Brushless Outrunner Motor (UK Warehouse)

Berekende verbruik:
SCHAALVAREN: 4,2 A - 50 W - 6 kg trekkracht snelheid 14,5 kn (origineel)

Toerental op de schroef zal je dan rond de 2875 tpm moeten houden, dus bij deze motor een overbrenging van 1:5 (1200*12 / 2875)

- 5A 59 W 7 kg
- 6A 71 W 8,4 kg
- 7A 83 W 9,8 kg

Een lichtere motor zoals eerder genoemd (Turnigy D3542) is zeker mogelijk maar mijn ervaring met grotere brushless motoren is wel dat ze zuiniger zijn en rustiger lopen. Dit hangt ook inderdaad heel erg af van de juiste regelaar. Daarnaast lopen de iets duurdere types ook net even iets beter door meer onderzoek naar materialen en wikkelmethodes.

Gr.
Pim

 

Hallo Adam. Met die instelling op 12V loopt het ook veel te hoog in het amperage voor de motor. Met een reductie zakt het wel, maar je hebt een direct drive. Zet het de methode die ik hanteer onder druk.
Of de motor is een andere, dan waar ik de gegevens van heb.

@Pim... erg benieuwd welke benadering je hanteert.
Propeller... die zal je per prop moeten meten. Statisch en varend en op toerental, daar waar de schroef nog effectief is op onder en bovengrens van het toerenbereik. Is er een grafiek op te zetten of spreadsheet variabele... (a la Veenstra/v.d.Bussche)
Dan noem je verschillende stuwkrachten, bij welk rpm.
Algemeen... Wat je niet inzichtelijk krijgt, zijn de rendementen bij deze motor. Je stop er x aan energie in, maar er komt slechts Y uit, die weet je echter niet.
Zou je dat interessant vinden, en een vaartijd willen optimaliseren. Zie verder terug waar ik 4 motoren naast elkaar heb gezet.

TURNIGY D2822 1450kV (150 Watt) Genoemde verbruik, dat is gemeten droog, in het water? Of nullast van de motor?
En... HK verzuimt nuttige info te plaatsen...

Gr Bas

 

Bas,

Ik heb een paar motoren uitgeprobeerd en gebruik een schroefberekening van een universiteit op het internet voor het vermogen. De gegeven Amperages zijn in het water gemeten onder vollast..
Voor de Odin en de Multratug komt deze aardig overeen. Wel is het effect van slip en volgstroom in de schroef niet te bepalen en blijft het dus een benadering. Ook vertrouw ik zoals al eerder gezegd de motor gegevens van HK niet helemaal.
Maar ik gebruik het als indicatie wat ik minimaal nodig heb en ga daar dan een beetje overheen zitten om wat 'extra' bovenop de vaarsnelheid te hebben. Zolang de schroeven dit aankunnen kan je met een brushless setup hier veel extra vermogen in kwijt.

Ik gebruik trouwens 'dure' Graupner regelaars om de hoofdmotoren te regelen. De boegschroeven doen het prima met 'goedkope' HK regelaars maar de hoofdmotoren maken erg veel lawaai en waren slecht te regelen.
Wel heb ik nog een probleem met de dynamische rem, die wil ik eruit hebben omdat het nu minstens 2 sec. duurt voordat de motoren achteruit gaan draaien. Dit kan natuurlijk niet in geval van nood en heb er al schade aan m'n boeg aan over gehouden. Dus dat wordt een programmeer kaart aanschaffen voor 26 euro

Gr.
Pim

 

Klinkt goed Pim!

Zou jij een rekentestje voor me kunnen draaien als ik je een paar motoren, reducties en propellers voorstel?
Slip en volgstroom. De romp die ik wil testen en doormeten is van een scherp schip. Zeg maar halfglijder rondspant, vaart 1:1 20 knoop op hoofdmotor met mooi machinevermogen. Schroefspoed 1.5.
Schaal 1:20 is dat 8 km/h.
Mits de romp schaal is... zou ik net onder de 50 Watt nodig hebben om op 1 motor schaalsnelheid te halen. Maar ik mik wel op oversnelheid. 10-15% Kies ik de hoofdpropeller op fractie kleiner dan schaal, doch met spoed van 1.6

PS: Wat is je reductie op je schroeven 3:1?
Ben ik erg benieuwd naar de online TU propeller berekening.
Wordt daar ook rekening gehouden met DAR?

Gr Bas

 

Ik kan het proberen

Heb nog nodig van je:

-waterverplaatsing en schroefmaat origineel
-breedte, lengte waterlijn en diepgang origineel
-machinevermogen origineel is wel handig maar niet noodzakelijk

http://www.timray.nl/schoeven.htm

Reductie op mijn schroeven volgt uit mijn gegevens heh

Gr.
Pim

 

Hoofdprijs? 1 smily :teacher: Uhhhh... emmmm... 3.8:1

Top! Ik zal gegevens voor je verzamelen. Vanavond weer verder.
Schaalvermogen is te berekenen, inclusief de asverliezen bij het model.

 

Ja als je dan het vermogen hebt kun je zelf kijken wat voor brushless dat voor jou kan leveren...
Weet iemand hoe dat zit trouwens met slechte contacten aan je motorkabels? Is dat de reden dat een van mijn motoren zo raar doet?
Heb het kleine beetje soldeer wat erop zat compleet afgevijlt en hij blijft raar doen en niet aanlopen, de regelaar is niks mee aan de hand want de andere motor doet het wel.
Na de stroom even uitgezet te hebben loopt hij weer een tijdje

Gr.
Pim

 

Pim,

Is deze nog een optie?
Zou met een vertraging 4:1 op rond 3100 tpm komen. (De 5:1 vertraging zou wat problematisch kunnen worden i.v.m. het grootste tandriemwiel)

 

Adam, das het mooie van deze motoren, ze komen er in vele maten en uitvoeringen. Door het aantal windingen te varieren komen andere KV's voor. Deze is net zo goed als die van 1200, zij het dat hij volgens mijn berekeningen iets minder zuinig is maar dat scheelt maar een % of 2 plus dat ik de HK data niet betrouwbaar vind.

Gr.
Pim

 

Hallo Pim,
Zo, weer wat tijd! Werk ging even voor.

Was ik dus benieuwd naar je berekeningen, aanpak en uitkomsten.
Te mikken op de brushless-test-kaas, in dit draadje, maarrrr.... sowieso met reductie en modelprops met aanzienlijke spoed.

Heb de online calculatoren bekeken (daar waar je naar linkte). Wordt min of meer bevestigd wat het 1:1 schip kan. Voorgedaan als een halfglijder?

Doen mij denken aan een wat oude Excel spreadsheets uit 2003 "Surbaud Propeller Calculator". Site bestaat niet meer. Informatie heb ik gelukkig wel uit geprint, rekensheet op de computer.
Daarmee kan je ongeveer het zelfde, een jacht doorrekenen, als de huidige online versies.
Zo uit mijn hoofd is deze Excel beperkt tot 1 of 2 motoren. Een Excel sheet betekent dat alle formuletjes er in verwerkt zitten, en na te peuteren zijn?

Scheepstype, een scherpe rondspant, romptype, wordt echter niet genoemd in de calculatie.
Schip is/was behoorlijk snellopend voor z'n tijd, 20 Knoop en als je naar de foto's kijkt oogt het ook vlot. (voor 1955, een civiel schip)

Schip, de snelheid
20 knoop bij schaal 1:20 is dat rond de 8 kmh.
De 20 knoop getest bij vlak water, zonder bodemeffect.

Schip, het motorvermogen
Schip heeft drie motoren. Twee zij machines en 1 hoofdmotor.
Zij-motoren zijn voor economische snelheden, en betere manoeuvreerbaarheid, varen op binnenwateren. Ik vermoed tot aan romsnelheid als maximum. De hoofdmotor is voor hoge snelheid.

Op alleen de hoofdmotor moet de maximum snelheid van 20 knoop te halen zijn geweest. (boekje(s) doet het vermoeden).

Motor MB 820 Db (geblazen, Db staat voor Deutsche Bahn, 12 cil. loc-diesel) 1.350 PS. Toerental boven 1500 rpm zijn voor het extra duwtje voor de korte duur. Dauerleistung 1100 PS bij 1500 rpm.

Schip, schroeven
Propeller Ø 1050 mm, drieblad (spoed geschat op 1,5? Oogt op foto's die ik heb kunnen maken als zijnde hoog, maar de waarde is een aanname.) Tussen motor en schroef een ZF Wendegetriebe, BW 800. Schat ik op 3:1? Ook een aanname. Over de BW 800 specs amper iets te vinden of ik moet 'een' instantie aanschrijven.
De vaste schroef zou met 500 rpm gedraaid kunnen hebben bij die 20 knoop. Zogfactor van de romp is onbekend.

Schaalvermogen heb ik 37,7 Watt geschat, op de middenmotor.
Exclusief wat het nog kost aan vermogen de as rond te laten gaan.
Bij oversnelheid mogelijk tussen de 3.000 en 4.000 rpm? (= beesten-af oversnelheid).
Theoretisch, 14 kmh. Daarbij op 68 Watt ingaand motor stokend op rond 5A, bij 3775 rpm. (kost iets van 1,5 Watt)
Dat wil ik allemaal wel eens gemeten hebben in de opstelling, en kijken of dat ook zo is.

Totale machine vermogen over de 3 motoren is 1.750 PS. (schaal net onder de 49 Watt)
De zij-motoren, snellopende diesels, leveren 200 PS per stuk, bij 2200 rpm. Propeller Ø 750 mm, 2x verstelbare schroeven, ook drieblads. Reductie onbekend... Schaal? +5,6 Watt per motor.

Schip, afmetingen
CWL, lengte 21,52 m, CWL, breedte 4,89 m. Diepgang 1,41 (ter hoogte van de middelste schroef). Waterverplaatsing 55 ton (6,9 kg)

Zo...dat is allemaal weer ingeharkt! Nu ben ik gaar!

Gr Bas

 

hallo

hier in zitten twee 3548/05 BL motoren op een 40 mm speed schroef
en de accu is 7.2 volt dus rond de 5980 rpm



deze boot vaar tuiteindelijk alleen van wege de mogelijkheid om snel te stoppen op 12 volt
deze boot word gebruikt om metingen te doen aan de bodem van kanalen
er zit een sonar onder die via wifi de gegevens naar een laptop aan de wal stuurt
zo kan gezien worden waar er nog moet weg gebaggerd worden
dus de boot vaart vooruit naar de wal tijdens de meting
gaat dan achteruit (2 meter)laat zich met de stroming opzij drijven en vaart dan terug al metende vooruit
ook word hij gebruikt voor modder meting en dan hangt er een bal onder die op en af kan gaan en zo weer meet hoeveel modder er licht
en zo wordt de boot nog wel gebruikt voor zaken waar hij helemaal niet voor gebouwd is geworden

gr raf

 

Ha, das een ingewikkeld bootje Bas..

Ik kwam toevallig op deze calculator en ben altijd een beetje kritisch. Had eerst zoiets van maarja, dat is toch niet op modelbootjes toe te passen? Maar de waarheid is dat het niet ver van de realiteit af zit bij een 'normaal' scheepsmodel.
Door een aantal constanten toe te voegen die rekening houden met motorvermogen en weerstand is er een behoorlijke schatting te maken van het benodigde motorvermogen en toerental en de toe te passen schroef.

Mijn aanpak is als volgt:

1) berekening van het echte schip zijn schroeftoerental en spoed uit het gegeven vermogen en bladoppervlak

2) berekening van de bijbehorende snelheid en stuwkracht

3) verschaling van deze waardes naar het model

4) hiermee bereken ik weer het benodigde astoerental en vermogen waarbij ik naar de diameter van de modelschroef toewerk

5) hier volgt nog een spoedcorrectie op omdat modelschroeven vaak een andere spoed bezitten dan echte schepen, hetzij ook minder geavanceerde bladvormen, maar in principe komt vermogen wat je in de as stopt er weer uit bij de schroef en maakt de uitvoering van de schroef niks uit

6) hierbij zoek ik de juiste motor en overbrenging rekening houdend met extra weerstand in de motor en assen (tandwiel-overbrengingen) en de eventuele grotere slip en minder goede romp interactie van de model schroef.
Deze laatste 2 aspecten zijn eigenlijk alleen uit de praktijk te halen door te testen met de schroef in water onder het model.

Wel ben ik erachter gekomen dat brushless motoren niet altijd hun 'onbelaste 'opgegeven toerental halen en enigszins in toerental omlaag lopen naar mate te belasting groter wordt. Klinkt logisch maar veel forums (vooral vliegtuigen) zeggen van niet.
Dit gaat uiteraard ten koste van meer stroom en wordt het meest merkbaar boven een verbruik van ongeveer 1,5 A. Hieronder volstaat het om 10% boven je benodigde schroeftoerental te gaan zitten bij vol vermogen / de volledige accu spanning = 12 of 6 V.

Ik ga je gegevens eens invoeren en ben benieuwd wat eruit komt!
Kan je de sheet wel sturen maar weet niet of jij er wijs uit word omdat heel veel in m'n koppie zit

Gr.
Pim

 

erg leuk Raf, hobby combineren met werk

 

nee niet voor mezelf maar in opdracht gebouwd voor een firma

was wel plezant om te doen
maar zoals bij deze boot kon ik geen berekening maken omdat er geen 1/1 bestaat
gr raf

 

@pim, ik kan je helemaal volgen! Ik ga je nog even een mailtje sturen!
Iets wat je 'moet' doorlezen. Dat zal ik vanavond even doen.
Kv? Per 'identieke' motor verschilt dat een aantal Kv's Kwestie van zuiver wikkelen zo heb ik gelezen.
Leerzaam draadje (naast de vele op RC-Groups) is deze...
scorpion-hk3026-hk4225-hk4020-hk4025-hk4035-buitenloper-wikkelen
@raf. Mooie opdracht geweest. Ziet er goed uit, maar ook eer van je werk.

 

Bas,

Voor het origineel kom ik op het volgende:

Op 1 motor en schroef:
1350 pk op de motor, met alle verliezen (tandwielkast en 2 lagers) 1269 pk op de schroef geeft 19,56 kn

Voor een normale schroef:
Toerental 934 RPM bij spoed 0,75 m, dus overbrenging van 1:1,6

Deze schroef heeft een uitzonderlijk grote spoed:
Toerental 743 RPM bij spoed 1,5 m, dus overbrenging van 1:2

Op 2 buitenschroeven:
2x 200 pk op de motor, met alle verliezen 2x 188 pk op de schroeven geeft 10,3 kn

Toerental 760 RPM bij spoed 0,6 m, dus overbrenging 1:2,9

Op 3 schroeven:
1269 + 2x188 pk = 1645 pk geeft 21,33 kn

Gr.
Pim

 

Dit betekent met varen op alleen de hoofdschroef:

19,56 knoop schaal 1:20 geeft froudenummer 4,5

Hieruit volgt een schaalsnelheid van 2,25 m/s = 8,1 km/uur (bijna 8 )

Om deze snelheid in je boot te krijgen ga ik uit van een Raboesch 3-blads schroef van 55 mm met 49 mm pitch.
Dan kom ik op een benodigd vermogen van 120 W (!) (37,7 W) en een astoerental van 5950 RPM.

Met alleen de zijschroeven 10,33 knoop geeft 1,19 m/s = 4,3 km/uur

2x Raboesch 3 blad van 35 mm met 31,1 mm pitch.
Dan kom ik op een vermogen van 8,9 W (5,6 W) per motor en een astoerental van 5400 RPM.

In totaal zullen deze dus makkelijk je snelheid van 20 knopen = 8,3 km/uur halen.


In het rood wat jij hebt berekend, is toch een behoorlijke verschil!
En dan zijn ook nog in de astoerentallen niet de extra verliezen die optreden in een model meegenomen....
Kun je hier iets mee!?

gr.
Pim

 

Misschien eens kijken op de site van Robbe.
Zij hebben momenteel 7 motoren die zeer geschikt zijn voor schepen.
Van 300 tot 1330 Umin/volt. Geen vertraging meer nodig
N°: 4986 - 4949 - 477834 - 4987 - 4988 - 4989 - 4990.

 

je bent de 4769 vergeten die doet een 800 per volt maar dit is wel een grotere motor dus ook iets meer kracht

gr raf

 

Mooi verhaal Pim! Dank voor je tijd! Froude gevoellige informatie!

Ik denk dat je met je voorspelling van 1:1 behoorlijk bij de realiteit zit. Prachtig!
Krijg nu de kriebels om FZ in Friedrichshafen eens aan te schrijven. 2:1? Antwoorden roepen nieuwe vragen op.
Waar ik mee zat, waren die originele de schroeftoerentallen. Gingen die krengen echt zo vlot rond? Maar je staaft het eigenlijk al in je verhaal.

Verder hebben ze een behoorlijk bladoppervlak? Disk Area Ratio. Tegenwoordig is dat nog groter en blad-overlappend. Maar het ziet er wel Raboesch uit? Zie plaatjes.







(zie ook lagerblokken van de natte aandrijfassen)

Overigens... schaalsnelheid zat ik op 8,06 kmh (2,24 m/s)... Maar die is niet zo moeilijk... als je formuletje hebt...

In mijn berekening ga ik uit van een hogere spoed schroef, 3:1 en een op een zo goed mogelijk koppel draaiende motor (koppel op de as is dan x 3).
Ieder geval dat op de hoofdmotor.
Lager schroeftoerental bij een hogere spoed. Minder frictieverliezen op de assen ivb met toerentallen Midden motor en zij-motoren waar dat kan, kogelgelagerd hybride RVS/keramisch, maar de eindlagers blijven brons. Hybride? Loopvlakken zijn dan RVS, de kogels gebakken. Kunnen iets beter tegen verminderde smering, en blijven via USA zeeer betaalbaar.

Nja... zo onder de 10A op de hoofdmotor te zakken?

De speedschroef van Graupner, die nu niet meer goed leverbaar is, twee blads, is behoorlijk efficient. Beter dan de Raboesch, is veel geopperd. Alleen zien ze er totaal niet uit. Bij dat hoge toerental verwacht ik dat de 1.1 Raboesch z'n werk niet meer zo goed doet?

De prop die ik maximaal kan hanteren is 52 mm (schaalmaat), maar dan zit behoorlijk dicht tegen de huid. Dus ik moet gedwongen naar 50 of 47mm toe om cavitatie of 'algemoes' tegen te gaan.

Frappant is de behoorlijk hoge Watt/A uitkomst bij direct drive voor die +8 kmh en natuurlijk het verschil in uitkomst?

Dat in vergelijk met m'n FL-8je die ik ooit op 2x7A heb gestookt, 168 Watt, ook niet mis, ingaand vermogen (niet op de schroef) 47mm speedprops. De snuit 1/3 uit het water en op het roer bijna niet meer te houden... hilarisch hard voor het model. Vers pakket NiMh accu's eigenlijk al 13V kortstondig...
Gemeten over 10 meter met stopwatch.. maar gegevens ben ik kwijt.

Maar deze romp is lang niet zo scherp, vaart minder makkelijk de berg over...

Ik had als vermogen
1000 x 1750
__________

20 tot de 3.5de

ofwel

1000 x 1750
__________

35777,09

= 48,9 Watt

Via een andere factor in de berekening op 62,4 Watt

Nou! Opzienbarend! Top!
Gr Bas