Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Brushless Motoren und das verhalten in Wasser
Hallo
Ich möchte ein Modell Uboot mit ausliegenden Motorgondeln bauen. Dabei bin ich auf brushless Motoren gestossen. Die im 50cm Bereich im Wasser einwandfrei ohne Abdichtung funktionieren. Hat auch schon jemand Erfahrung gesammelt mit diesen Dingen in grösseren Tiefen ?
sagen wir 100m :oops:
Ähm, du weisst aber schon, daß du das Teil in 100m Wassertiefe nurnoch per Kabel fernsteuern kannst, oder?
(mit Funk ist abhängig von der Frequenz schon wenige cm bis m unter der Wasseroberfläche Schluss)
Ob die Motoren in dieser Tiefe noch funktionieren kann man natürlich schwer abschätzen. Theoretisch sollte es zwar möglich sein, aber zumindest ich würde das Gegenteil lieber nicht durch den Verlust des U-Bootes feststellen wollen.
Ich habe von einem Versuch gehört, in dem Brushless motoren einen Greifarm für einen Tiefseeroboter gesteuert haben. An Land hat alles hervorragend funktioniert. Im Wasser nicht mehr. Die Lösung: Im Drahtlack waren mikroskopische Luftblasen. Durch den hohen Druck wurden diese komprimiert und der Lack platzt ab --> Windungsschluss.
Excalibur
06.12.2007, 17:14
Ähm, du weisst aber schon, daß du das Teil in 100m Wassertiefe nurnoch per Kabel fernsteuern kannst, oder?
(mit Funk ist abhängig von der Frequenz schon wenige cm bis m unter der Wasseroberfläche Schluss)
Es würde auch mit Schall gehen, wie bei den alten Fernbedienungen bei Fernsehern.
MfG
Michael
Ok, theoretisch geht auch das, aber bei 100m Wassertiefe würde ich mich auf so ein System nicht verlassen wollen ;)
(am Kabel kann man das Boot ja notfalls vielleicht noch aus dem Wasser ziehen)
Ich werde das Uboot über Kabel steuern. Das ist mir bewußt Aber ich möchtemir das Druckgehäuse für dei Motoren sparen bzw. das Abdichten der Welle für einen betreibe in 100m sparen. Deswegen suche ich eine Lösung für eben den betrieb von Motoren in der tiefe von 100m :roll:
Das ist mir bewußt Aber ich möchtemir das Druckgehäuse für dei Motoren sparen bzw. das Abdichten der Welle für einen betreibe in 100m sparen.Verständlich, sowas für eine Tiefe von 100m dicht zu bekommen ist ja nun auch nicht gerade trivial...
Andererseits können natürlich Probleme auftauchen mit denen man so nicht rechnet (wie die von avion32 erwähnten Luftblasen), und an Land lässt sich das ja nicht so ohne weiteres testen. Dafür wäre eigentlich eine Druckkammer optimal in der man 10 Bar Wasserdruck erzeugen kann, aber sowas hat ja nun wirklich nicht jeder im Keller stehen.
Andererseits können natürlich Probleme auftauchen mit denen man so nicht rechnet (wie die von avion32 erwähnten Luftblasen), und an Land lässt sich das ja nicht so ohne weiteres testen. Dafür wäre eigentlich eine Druckkammer optimal in der man 100Bar Wasserdruck erzeugen kann, aber sowas hat ja nun wirklich nicht jeder im Keller stehen.
100 bar ~ 1000m!
1 bar ~ 10m Wassersäule...
10 Bar Druck lassen sich zuhause noch recht einfach erzeugen. Ausreichend druckfestes Gefäß mit Wasser füllen, Deckel drauf, Ventil dran und mit Luft aufpumpen. (Geht sogar mit einer Fusspumpe recht gut. Möglichst nur einen kleinen Wasser freien Luftraum lassen, damit nicht zuviel gepumpt werden muss!)
Ich habe einen Lüfter (brushless) mit Kunstharz überzogen und in Wasser laufen lassen. Diesen habe ich so getestet, wie oben beschrieben. Bis 17 bar konnte ich drücken. Der Motor würde daher theoretisch in ~170m Wassertiefe laufen.
MfG
Oh, ja das war wohl eine Null zuviel...
ist schon korrigiert.
Aber auch eine Druckkammer für 10 Bar ist nicht unbedingt trivial zu bauen, denn sie muss ja auch groß genug sein für das Modell.
... es sei denn man möchte wirklich nur die Motoren testen, da reicht ja schon eine sehr kleine Kammer.
Bin jetzt auch davon ausgegangen, dass nur der Antrieb die Tauglichkeit erst "beweisen" muss. Der Druckkörper mit der Steuertechnik, sollte dafür ja schon gedacht sein.
MfG
Ist Korrekt - es geht nur um die Motoren - Die Steuerung ist einem 200bar Stabilen Salzwasserfesten druckkörper untergebracht. Aber vielleicht kannst du genauer auf die Zeile: " ... ch habe einen Lüfter (brushless) mit Kunstharz überzogen und in Wasser laufen lassen ... " eingehen. Das hört sich intressant an. Oder hat vielleicht jemadn Erfahrung mit Bilgenpumpen - Die sind ja auch wasserdicht verpakt und ein Standardartikel in jedem Motorboot Geschäft
Ich habe das Innere eines 120mm-Lüfters (Aussenläufer) mit Harz übergossen um die Spulen und Elektronik vor Wasser zu schützen. Der Lüfter sollte als "Schraube" für ein U-Boot dienen.
Die Schicht war knapp 0,3 mm stark und gleichmäßig. (Die Einheit sollte sich leicht gekippt auf einem Teller drehen, damit das Harz nicht in eine Ecke läuft...)
Das Teil sollte in ca. 2m Wassertiefe seine Kreise ziehen. Der erste Versuch in der Badewanne klappte gut. Doch ein Kollege von mir ist ein Zerredungskünstler und meinte dann, in größeren Tiefen wird das sicher nicht halten.
Darauf hin haben wir ein Druckbehälter genommen und größtenteils mit Wasser gefüllt. (Oben ein Brett rein und eine Batt. drauf.)
Druck drauf! Und siehe da: Motor lief in ca. 170m Wassertiefe! (Knapp 2 Std. danach war die Batterie leer...)
MfG
Phantomix
11.12.2007, 16:55
Applaus und danke! Das wurde mir nämlich vor ner Weile hier im Forum ausgeredet!
Hatte auch vor Brushless auf 60-70 Meter Tiefe zu bringen.
Noch ein Update zum Luftpumpen: Wenn man einen Kompressor im Haus hat kann man den auch verwenden um Druck aufzubauen (meiner geht zb bis 8 Bar)
Was nehmt ihr als druckfestes Gehäuse zum testen?
Phantomix
Besserwessi
04.01.2008, 00:46
Mti dem Kompressor muß man vorsichtig sein. Wenn ein Druckbehälter mit Wasser platzt passiert nicht viel, aber wenn ein Druckbehälter mit Luft platzt wird das gefährlich. Von Hand merkt man wenigstens wie viel Energie (oder wenn man es ganz genau wissen nimmt freie Energie) man in Druckluft Speichert. Besser also Wassser Reinpumpen. Ein entsprechende Pumpe zu kriegen könnte aber schwierig werden. Es könnte sowas wie eine umgbaute Hydraulikpumpe gehen.
cave-rov
09.01.2008, 09:30
Servus Hanfi,
ich nehme mal an, daß Du dei Modell im Süßwasser betreiben willst. Dann kannst Du problemlos Elektromotoren ohne Abdichtung verwenden. Also auch die lumpigen RS550-Kohlebürsten-Motoren. Ich betreibe im Süßwasser seit fast 20 Jahren ein ROV mit offenen Motoren bis in Tiefen von 70 Metern. Das einzige Problem das auftritt ist der erhöhte Bürstenverschleiß, weswegen ich die Motoren alle paar Jahre austausche (sind ja Billigteile). Du kannst den Wirkungsgrad erheblich steigern, wenn Du den Anker des Motors mit Kunstharz so versiegelst, daß die Spulenkörper nicht mehr als "Pumpenrad" wirken. Dann lohnt es sich aber die Motoren nach Gebrauch trockenzuföhnen um die Lebensdauer zu erhöhen. Die Reibungsverluste von Dichtungen sind übrigens auch nicht unerheblich. Solange also nur ein Betrieb in Süßwasser vorgesehen ist kannst Du gut auf einen gekapselten Aufbau verzichten. Bei 12Volt flißen da nur wenige mA (die zugegebenermaßen etwas Korrosion verursachen).
Robert
darkbird23
09.01.2008, 17:57
@cave-rov
das hört sich ja wirklich gut an mit den einfachen motoren
hast du eventuell noch genauere daten zu den motoren die du verwendest?
mfg thilo
cave-rov
16.01.2008, 09:34
Hallo thilo,
entschuldige, aber ich habe Deine Anfrage übersehen. Bei den Motoren handelt es sich um die Allerwelts-Billigteile von Jonson, Igarashi oder Mabuchi die auch das große C (z.B. Art.-Nr.: 244475 - 62) verhökert. Muß schauen, ob ich noch ein Teil mit vergossenem Anker in meiner Schrottkiste finde. Dann werde ich mal ein Foto davon herumschicken (kann aber etwas dauern, da ich z.Zt nur wenig zum "Basteln" komme).
Robert
Wie vergossenenm Anker - es gibt Motorbauarten die generel schon trocken bleiben ?
cave-rov
16.01.2008, 13:10
@Hanfi
nein, den Anker mußt Du natürlich selbst vergießen! Dann wird der Motor natürlich immer noch naß, aber der Reibungswiderstand wird wesentlich kleiner. Der offene, unvergossene Anker wirkt als Pumprad, welches sinnlos Wasser im Kreis herumschleudert, was sich schließlich in der "Stromrechnung" niederschlägt. Für erste Versuche geht es aber auch mal ohne diese Operation am offenen Motor. Wie gesagt, Wasser auf dem Festland - gemeinhin Süßwasser genannt - ist für 12Volt überhaupt kein Problem. Einige wenige Seen (ehemalige Braunkohlegruben) sind sehr sauer - dort findet dann schon eine deutlich sichtbare Korrosion statt. Aber auch da konnte ich mein ROV ohne Probleme 1-2 Stunden herumdümpeln lassen.
Robert
darkbird23
16.01.2008, 14:43
@cave-rov
könntest du eventuell fotos von deinem rov machen?
mich würde interresieren wie du es so aufgebaut hast
mfg thilo
joop - die Fotos würden mich auch intressieren :-) * Ideenklau an *
cave-rov
17.01.2008, 14:30
Offensichtlich habe ich die ausgemusterten Motoren entsorgt und deswegen kein Bild von vergossenen Anker. Bei Gelegenheit werde ich aber sicher wieder mal einen Motor öffnen, dann kann ich ja auch ein Foto machen.
@ Hanfi und Thilo,
eigentlich passen die Bilder nur sehr bedingt in den Thread. Aber weil ihr es seid, verlinke ich mal zwei Bilderchen. Immerhin kann man etwas zu Unterwassermotoren erahnen....
http://www.abload.de/image.php?img=gehausemqx.jpg
http://www.abload.de/image.php?img=innenlebeni9s.jpg
Robert
Steinigtmich
18.01.2008, 14:16
Ich hätte da auch mal eine Frage, auch wenn sie nicht 100% zum Thema gehört kann ich sie hier wohl stellen, denke ich mal.
Wie wird der Stromanschluss von solchen Motoren unter Wasser realisiert? Ich meine, braucht man bestimmte Kabel? Ich könnte mir gut vorstellen, dass normale Kabel ein Dichtigkeitsproblem darstellen da sie wie ein Docht Wasser ziehen und damit "ins Boot" lassen. Auch wären sie dadurch starker Korrosion ausgesetzt, das Wasser bekommt man aus dem Kabelmantel ja nicht wieder raus.
cave-rov
18.01.2008, 16:53
Ich verwende als Druckkörper ein Kunststoffrohr mit 7mm Wandstärke. Durch dieses Gehäuse habe ich kleine Messingbolzen mit O-Ring-Dichtung gesteckt. Der Anschluß innen und außen erfolgt dann über normale Kabel. Die Dochtwirkung in das Gehäuseinnere ist damit unterbunden. Ein Problem besteht noch evtl. mit den äußeren Kabeln, da das Wasser in die Litzen eindringt und natürlich Korrosion betreibt. Das trocknet auch schlecht aus, weswegen tatsächlich gelegentlich (alle paar Jahre) ein Kabeltausch fällig wird.
Robert
@steinigtmich
Ich verwende:
http://www.dev-pein.de/download/selberbau/kabelverschraubungen.pdf
Ich komme nochmal auf das ürsprüngliche Thema zurück.
Habe vor einigen Tagen meine Brushless-Antriebseinheit getestet und kann versichern, das Kohlemotoren NIEMALS diese Leistungsfähigkeit und (beim Aussenläufer) auch nicht diese imense Kraft haben.
Solange die Motoren im Süßwasser laufen ist der Verschleiß = null (abgesehen von den Kugellagern die man hin und wieder fetten/austauschen muss). Mit dem Eingießen beschäftige ich mich momentan, aber noch sehe ich die Gefahr des platzens durch Lufteinschlüsse und damit der Zerstörung des Antriebs, die recht teuer sind!
Werde in den kommenden Tagen Langzeittests machen und Bilder und Videos veröffentlichen.
Grüße
Diron
P.S: Sagt "Hallo" zu meiner Duschwanne *g*
Besserwessi
30.04.2008, 18:34
Die Motoren mit Bürsten haben im Prinzip ähnliche Leistung wie Brushless Motoren gleicher Größe. Allerdings sind die teueren Selten Erd Magneten mehr bei den Brushless Motoren zu finden. Bei den Motoren mit Kohlen findet man halt viele ganz billige dabei. Die Außenläufer sind oft mehrpolig, was man mit Bürsten auch nur selten findet. Es gibt auch billige Brushless-motoren, die nicht gerade viel Leistung haben (PC Lüfter).
Wenn man keinen sehr guten Korrosionsschutz hat besteht die Gefahr das Seltenerdmagneten unter Wasser oxidieren und dadurch den Motor zerstören.
vollkontakt
30.04.2008, 21:27
@Robert (cave-rov)
Ein paar fragen: Was fuer einen bildtextgenerator benutzt du? Benutzt du RS 485? Hast du keine probleme mit interferenz beim kompass? Was machst du mit dem laser? Geschwindigkeit messen?
Lg Till
Hallo,
wir hatten brushless Motoren im Ölbad geplant. Maxon hat für Ihren Motor EC 45 flat 30 W ohne Hall-Sensoren versichert aber nicht garantiert, daß das auch bis 30 bar geht (sie haben nur andere Typen getestet).
Das Kabel wird durch einen ALU-Vergußtopf mit Epoxidharz geführt, in dem die blanken Adern (bei Litze die Helix aufdrehen um Luftkanäle zu vermeiden) auf 2 cm Länge vergossen sind (den dafür empfohlenen Verguß kann ich raussuchen), und so zuverlässig abgedichtet. Das Gehäuse braucht natürlich eine Membran, damit geringfügige Volumenschwankungen abgefangen werden. Die Montage muß im Ölbad erfolgen, damit verbleibende Luft vermieden wird.
Wir haben uns aber dann doch für Druckgehäuse mit einer Magnetkupplung und Spalttopf entschieden, um mit den Hall-Sensoren auch im untersten Drehzahlbereich feinfühlig regeln zu können. Gebaut davon haben wir bisher nur zur Verfikation eine Magnetkupplung.
Unsere Schrittmotoren für Ruder und Schublenker werden aber im Ölbad betrieben werden.
Ciao
Tigo
Zum Thema "Brushless-Motor eingießen" möchte ich mal ein paar grundsätzliche Fragen stellen:
Ich möchte einen brushless Außenläufer-Motor (z.B. einen 400T Brushless Motor 1300rpm/V (http://m3shop.com/product_info.php/info/p525_400T-Brushless-Motor-1300rpm---V-NEU-OVP.html/) von M3Shop) durch Eingießen des Stators so abdichten, dass er schließlich sogar in Salzwasser korrosionsfrei/-arm betrieben werden kann.
1. Ist prinzipiell jeder (also jeder typische) mit niedriger Spannung (12 oder 24 V) BL-Motor im Süßwasser kurzschlussfrei lauffähig?
2. Wie kann ich ohne Kauf rausfinden, ob zwischen Stator und Läufer des Motors genug Raum ist für eine dünne Schicht Dichtungsmaterial? Gibt es Hersteller, deren Datenblätter die wichtigen Spaltmaße angeben? Sind manche Motoren leichter zerstörungsfrei zu zerlegen und wieder zusammenzusetzen?
3. Leistung wird voraussichtlich nicht übermäßig viel benötigt, das Gefährt soll etwa Schukartongröße haben. Habt ihr Empfehlungen für konkrete Motoren-Modelle für dieses Vorhaben?
Die Entschuldigung zum Schluss: Ich bin leider noch blutiger Anfänger auf dem Gebiet und bin gerade erst dabei, mir ein wenig Erfahrung anzulesen...
Vielen Dank für hilfreiche Antworten,
Johannes
Hallo Johannes,
Zu deinen Fragen:
1. Ist prinzipiell jeder (also jeder typische) mit niedriger Spannung (12 oder 24 V) BL-Motor im Süßwasser kurzschlussfrei lauffähig?
Das ist so, wobei es nicht von der Motorart oder Spannung abhängt, sondern von der Leitfähigkeit des Wassers (Salz-/Mineraliengehalt). Je höher der ist, desto mehr Verlust hast du am Motor durch Zusatzströme bis zum Kurzschluß (Widerstand des Wassers kleiner als der des Motors).
2. Wie kann ich ohne Kauf rausfinden, ob zwischen Stator und Läufer des Motors genug Raum ist für eine dünne Schicht Dichtungsmaterial? Gibt es Hersteller, deren Datenblätter die wichtigen Spaltmaße angeben? Sind manche Motoren leichter zerstörungsfrei zu zerlegen und wieder zusammenzusetzen?
Bei dem Motor unter dem Link steht: "Motor zerlegbar. Motorwelle austauschbar". Das bedeutet du kannst ihn auseinandernehmen. Motoren, wo man die Welle nicht austauschen kann, lassen das nicht zu.
Der Raum zwischen Stator und Läufer ist sehr klein (ca. 1/2 mm) und kann auchnoch schwanken wenn der Motor nicht ganz sauber verarbeitet ist.
Zum Eingießen des Motors: Das geht eigentlich recht gut, denn es würde sogar reichen den Stator in ein Bad mit Bootslack zu tauchen und trocknen zu lassen, aber: Der Einschluß von Luft in Dichtungs/Lackschicht kann beim Tauchen Konsequenzen haben. Also sollte, wenn eingegossen wird, ein sauberes Ergebnis rauskommen sonst könnte der ganze Motor unbrauchbar werden.
3. Leistung wird voraussichtlich nicht übermäßig viel benötigt, das Gefährt soll etwa Schukartongröße haben. Habt ihr Empfehlungen für konkrete Motoren-Modelle für dieses Vorhaben?
Für deine angepeilte Größe ist der 400T schon MEGAdimensioniert. Ein 12Ah BL-Motor entwickelt schon eine Menge Power. Allerdings reichen die Informationen zu deinem Projekt nicht aus um weitere Tipps zu geben.
Daten wie Einsatzort (Süß/Salzwasser), Bauform/Aerodynamik, Energieversorgung und Ziel des Einsatzes wären hilfreich um dir weiterzuhelfen.
Stell deine Idee doch mal unter http://forum.rov-er.net ein.
Hier findest du Bilder zu meinem Brushless-Antrieb.
http://www.rov-er.net/index.php?option=com_ponygallery&Itemid=59&func=viewcategory&catid=1
>> Wir sind keine Anfänger... wir sind Entwickler!
Gruß
Andreas
Hallo hanfi
bei statisch tauchenden Modellen mit Kolbentanks
entsteht doch im Rumpf immer ein leichter Überdruck
der auch zum überwachen mit einem Druckschalter
der Dichtigkeit verwendet werden kann,
man sieht dann Luftblasen außen aufsteigen
Das mit dem Abdichten mit O Ringen und nach ziehbaren Stopfbuchsen
dürfte sicherer sein
mit dem Druckschalter und Wassereinbuchsmeldern kann man auch noch
ein Notauftauchen realisieren
Gruß Lacky
http://www.ksmc.de/Modelle/U-Boote/U-3514/u-3514.html
>> Wir sind keine Anfänger... wir sind Entwickler!
Vielen Dank für die ausführliche Antwort. Ich stehe mit ein paar Mitstreitern (Studenten) in der Konzeptionsphase für einen kleinen, voraussichtlich kugelförmigen (Durchmesser ca. 30cm) Tauchroboter, der im Unterschied zu den meisten ROVs kein trockenes Innenleben für die Elektronik besitzen wird. Statt dessen werden alle Teile mit Tauchlack und/oder Epoxidharz vergossen und so hermetisch versiegelt. Die Kugelschale ist dann nur eine Art Verblendung.
Ich plane nach den letzten Überlegungen (wir haben ein knappes Zeitlimit für den ersten schwimmfähigen Prototypen) für den Antrieb 6 Bugstrahlruder (http://www.hobbydirekt.de/Robbe/Boote/FS-BUGSTRAHLRUDER-Robbe-1-1155-1155::76302.html) einzusetzen und nur den Motor irgendwie abgedichtet zu bekommen.
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