großer 18N20p Innenläufer


gebaut und kommentiert von RENE KUNIPATZ

© Dr. Ralph Okon 27092006

Motorenseite

Ich hab neulich in 'nem Profistreamer zwei Innenläufer gefunden, die sich als Doppelwhopper geradezu anbieten:
18N, 79mm Außendurchmesser, 49,8mm Innendurchmesser, beide zusammen 22mm Statorhöhe.
Das schönste daran: es gibt je ein Gehäuseteil mit, das sich als Statorhalter geradezu anbietet.
Ein genauer Blick aufs Typenschild für Nachahmungswillige.
hier eine kurze Anmerkung zur Demontage:

es geht alles ohne Schwierigkeiten mit einer Ausnahme:
man muss die Alugehäuse der Statoren enorm erhitzen, um den Stator anschließend mit zwei Schraubenziehern gleichzeitig durch die Löcher im Gehäuse herauszudrücken.
Dazu muss das Gehäuse auf den Ecken liegen, der Stator aber frei.
Als Wärmequelle am besten einen Heißluftfön.
Der innere Lagersitz muss jeweils ausgedreht werden, und die Abstandshalter, die die Platinen unter den Motoren halten, abgeschliffen.
Ich nehme dazu einen stationären Bandschleifer, aber der Dremel tut es auch.

die Litzenbewicklung war die erste, weil es scheinbar am schnellsten ging.
Das Löten hatte ich dabei vergessen...
Daraus hervor ging die Dreiecksbewicklung mit 14Wi 2x0,85mm in Gruppen.
Hat ziemlich identische Werte, aber eta-max ist höher.
Hier kommt der bessere Füllgrad ins Spiel.
Weil mir das aber immer noch zu schnell drehte, wurde noch ein Stator gewickelt in Stern; der hat jetzt ziemlich genau die Werte, die ich wollte.
Beim Prototyp mit Litzenwicklung waren die Aschlusse separat nach aussen geführt, um den Motor einfach von stern nach Dreieck umschalten zu können.
Gewickelt wurde der Stator mit 14Wi 2x0,85 (?) in Gruppen-parallel und im Stern verschaltet.
Das ist die Sternvariante.
Ich hab ein bischen Schiss davor, was die Magnete bei hohen Drehzahlen machen werden.
Bis 6000 ist gerechnet-halten sie fast alleine; 700g Haltekraft pro Magnet muss der Kleber aufbringen.
Die Armierung ist ja nicht vollflächig wie bei Plettenberg und co. sondern nur zwei Streifen am Rand.
Leider nimmt ja die Fliehkraft drastisch zu bei steigender Drehzahl; wer weiß, ob das bei 8000-10000U/min noch hält...
Ob Schalenmagnete besser wären? Bin am Überlegen, den zweiten Rotor mit solchen auszustatten, und vollflächig zu armieren.
Wenn man sich mal die vergleichbar starken kommerziellen Motoren anschaut, sieht man, daß die eine 8er Welle haben. Das werde ich wohl auch machen; es gibt ja bedingt durch die von zwei Lagern in der Mitte getragene Rotortrommel längst nicht so starke Biegekräfte wie beim Außenläufer. Die Hauptbelastung tritt durch Unwucht der Luftschraube auf, ist jedoch durch genaues Wuchten in den Griff zu bekommen.
Beide gewickelt 14Wi gruppenparallel mit 2x0,85er Draht. Gewickelt wurde mit dem ersten Draht 10Wi, dann mit dem zweiten hinterher in der zweiten Lage, und dann je eine Windung mit jedem Draht, bis es 14 sind. So kommen keine Kreuzungen in der Nut mehr vor. Damit kein Draht länger wird als der andere, wird mit dem jeweils kürzeren beim nächsten Zahn angefangen. Man kommt so wirklich mit identisch langen Drähten hinten raus!
die größeren Lüftungslöcher stehn ihm gut.
Hat mich nur ein paar Abende am Computer, 2 abgebrochene Fräser (falsche Tiefenzustellung der CNC) und ne viertel Flasche Spiritus zum Kühlen gekostet!
Die Gewichtsersparnis ist aber kaum fühlbar.
Die Schalen sind nämlich von Haus aus schon sehr leicht.
So, das hab ich gemacht:
die Lagerschalen wurden etwas bearbeitet: der innere Lagersitz wurde rausgedreht, und richtig ordentliche Lüftungslöcher reingefräst.
Ansonsten sind die Schalen so geblieben wie sie waren.
Ich hab mir eine Rotortrommel drehen lassen, die der Kontur der nicht ebenen, sondern mittig einfallenden Schalen folgt.
Die Trommel hat vier Löcher zur Erleichterung und Belüftung.
Der aufgeschrumpfte Rückschlussring hat eine Dicke von 1,4mm. 20 Magnete 30x7x2,5 wurden auf 22mm gekürzt, mit Uhu-Endfest auf die Trommel geklebt und vorsichtig im Ofen gebacken.
Anschließend wurden bei rotierender Trommel mit dem Dremel 2 Rillen eingefräst und die Magnete mit Kevlar-Angelschnur armiert.
Habe beide Hälften schon verklebt, und die Gehäuseteile so bearbeitet, dass sie schalenmässig den Stator in die Mitte nehmen.
Es muss nun nur noch ein Lagersitz innen rausgedreht werden, um Platz für die Rotortrommel zu schaffen.


Ich hab ihn zunächst Leerlaufdrehzahlgetestet bis 5S.
Hatte da eine Lehrlaufdrehzahl von etwa 6800U/min.
Er fängt im übrigen ganz schön an zu pfeifen, was mich etwas erstaunt hat, da ich das für ein Resonanzproblem der Aussenläuferglocken gehalten hab.
Dann ist er zum ersten Mal mit Latte bis Vollgas gelaufen.
Das Setup:
Hacker Master Regler 77-0pto, mit 22° Timing, 9 S Lipo 4000mah, Latte war ne Graupner Holz 18x10 und 20x10.
Die Werte:
18x10- 32,4V, 20,8A, 5180U/min und 25°C Wicklungstemperatur.
20x10- 30,1V, 30,1A, 4650U/min und 36°C Wicklungstemp.
Ansonsten: die Temperatur erhöhte sich auch nach ca. 3min. 2/3 tel-Gas nicht weiter, und war aussen am Gehäuse 2 Grad höher als an der Wicklung.
Ein Zeichen dafür, dass die Hauptverlustquelle das Statoreisen und nicht die Wicklung ist.
Gemessen wurde mit einem Infrarotthermometer von einem Bekannten.

wir mussten den Test etwas überhastet abbrechen, weil im Zuge der Erwärmung des Gehäuses das vordere Kugellager aus seinem Schrumpfsitz freikam (der Rotor drückt von hinten dagegen) und der ganze Motor sich auflösen wollte.
Es ist zwar weiter nichts dabei passiert, aber ich werd wohl die Welle von hinten sichern müssen und die Lager einkleben.

der aktuelle Arebistplatz ist eine Boeing P-26 Peashooter als Holzbau nach Plan.
1,86m Spannweite
ca. 6,5kg zur Zeit unlackiert (werden wohl eher 7kg werden)
Latte derzeit 20x10" Menz
Akku 10S 3200mah Kokam (nicht H5)
Strom ca. 40A bei Vollgas. Flugzeit bisher 7-8 min, bei Entnahme von ca. 2300 mah.
Geht also noch mehr. Ich werde wohl auf 4000er Billiglipos aufrüsten, da der Strom so niedrig bleiben wird.
Kraft... sie geht nach ~20m vom Acker, steigt scalemäßig, fliegt sich eher wie ein Trainer denn ein Warbird. Rolle hab ich schon probiert, Looping noch nicht. Mit ner besser angepassten Latte (Loggerflüge!) geht sicher noch mehr, ohne den Strom zu sehr hochzutreiben. Feeling ist gut; ich hatte noch keinen Flieger, der mich nach nur 2 Flügen so begeistert hat. Einfach goil!
Kunis Peashooter fliegt mit dem Inrunner

" heute hat alles soweit gepasst: das Wetter, die Laune (auch der Familie), die Maschine war fertig ausgewogen, so dass ich es gewagt habe.
Nach der Lackierung war Neu-Auswiegen angesagt, mit dem Resultat dass 400g Blei in der Motorhaube versenkt werden mussten. Mit dem Lack zusammen ist sie nun 7,4kg schwer.
Da ich Bedenken hatte, ob der Motor mit der Holzlatte das noch packt, habe ich gleich die größere 22x10" APC mitgenommen. Die Drehzahl ist paradoxer Weise 400 U/min höher als mit der kleineren Holzlatte! Schub also reichlich vorhanden...
Sie hob wie gehabt nach etwa 20m ab, aber war deutlich kopflastig. Fluggeschwindigkeit ist höher (klar, das höhere Gewicht). Auf jeden Fall sieht sie doll aus in der Luft!
Flugzeit war etwa 5 min. (kein Timer, vergessen). Die 10S 4000mah waren danach halb leer...

 

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