18N20P Einfach-Ditto

© Dr. Ralph Okon 16092004

Motorenseite

Bisher hatte ich die 18N nur in Mehrfachstatorausführung gebaut.
Aber was kann ein Motor mit einem einzelnen 18N-Stator an Leistung effizient an die Schraube bringen?
Ich habe mich für die 18N20P Konfiguration entschieden, weil sie schon gezeigt hat, daß sie vergleichsweise viel Drehmoment erzeugen kann.
Um an 3-4s eine Lastdrehzahl von ca. 3500 bis 4000 für eine große Luftschraube zu erreichen, sollten etwa 15Windungen auf jeden Zahn gewickelt werden. Das Wickelschema für 18N20P ist
AaA BbB CcC AaA BbB CcC
Aus meinen Test zur Wicklungsdichte am 18N Stator konnte ich ableiten, daß für 15 Wd etwa 0,65er Draht einen sehr guten Füllgrad ergeben müsste.
Der Wickeltest verlief positiv und ich konnte ermitteln, daß ich ca. 160cm Draht je Phase brauchen würde.
Dies ist beim 18N wichtig vorher zu wissen, weil man die letzten Windungen der oberen Lage stets fädeln muß und deshalb nicht "von der Rolle" arbeiten kann. Die Wickelköpfe sind, bedingt durch die Drahtstärke relativ hoch, gehen aber gut unter die Originalglocke.
Hier ein Bild vom 17 und vom 21-Winder.
Der 17-Winder hat hier eine Alternativglocke mit innenliegendem zusätzlichen Rückschluß von 0,5mm und dafür nur 2mm dicke Magnete.
Vorteile gegenüber den 2,5mm dicken Magneten brachte diese Konfiguration nicht - das Drehzahlniveau ist angestiegen.
Spätestens jetzt sollte jedem klar sein, wozu die ganze Aktion gedacht ist.
Den letzten Hinweis gibt der Stellring auf der 3mm - Welle beim Motor in der Mitte und der vergleichsweise danebengelegte LMH-Antriebsmotor.
Das Gewicht von 70g sowie das Drehzahl und Leistungsniveau von 17 und 21 Winder machen ihren Einsatz im Hubschrauber der Picolo-größe als Direktantrieb gut denkbar. Das Drehmoment reicht für die 18" x9" Luftschraube,also sollte der kleine Rotor mit seiner niedrigen Steigung überhaupt kein Problem darstellen.
Dazu gibt es im Heli-Abschnitt der website detaillierte Angaben.
In einem Artikel habe ich etwas zur "Flußleitkeiltechnik" gelesen.
Dort wird ausgeführt, daß bei Magnetfeldern, die sich nur in einem kleinen Bereich berühren, an diesem Punkt eine derartige Übersättigung des Magnetfeldes auftritt, daß die immer wieder behauptete und gefürchtete Auslöschung der Felder durch einen "Kurzschluss" nicht zustande kommt.
Da sich in der runden Glocke die Magnete bei 100% Abdeckung nur an einem Punkt- auf dem inneren Radius des Magnetkreises berühren, bin ich davon ausgegangen, daß das oben gesagte auch hier zutreffen könnte, und habe erstmals die 100% Abdeckung ausprobiert.
Wegen der vorgegebenen Maße von Stator und Glocke - und nicht wegen der Magnet"stärke" - habe ich auch hier wieder zu 2,5 mm dicken Magneten gegriffen.
20 Stück der 7,5 x 6 x2,5 von neodymium passten nach dem geringfügigen Beschleifen der Kanten saugend nebeneinander in die Glocke. Inzwischen gibt es in diversen Shops noch besser passende Magnete mit 5 (Höhe) x 6x 2,5mm !
Der Glocke für den Seglereinsatz habe ich noch einen zusätzlichen Rückschlußring von 5mm Höhe und 0,7mm Dicke übergezogen.
Jegliches Rasten ist völlig verschwunden und einem nahezu gleichmäßigen Widerstand gewichen- aber schleifen tut definitiv nichts! An 3s Konion dreht der Motor jetzt die 14 x 7 Aeronaut Klapp mit 4160rpm, auf Dauer über 4000rpm.
Dieser Segler geht mit dem 18N20P 15Winder und Zusatzrückschluß senkrecht.
Das bedeutet, in der folgenden Konfiguration werden dauerhaft mehr als 810g schub erzeugt.
Luftschraube: 14" x 8" Aeronaut CAM Carbon Klapp am 55mm Mittelstück mit 3840rpm am frischen Akku
Akku: 3S1P polytech 2000mAh, 185g mit Kabeln
Abfluggewicht: 800g
Spannweite: 154cm
Flächenbelastung:31g/dm3
Leistungsgewicht: 149W/kg

Nachtrag:

Heute (14.01.2005) habe ich eine weitere Variante getestet:
mit 4s2000mAh Polytech LiPo und einer 13 x 7 Graupner Carbon ist der Motor in der Lage auch einen 1000g -Segler senkrecht steigen zu lassen.
Der 18N20P Einfachditto mit 13Wd 0,71er Draht erzeugt also an 4S mehr als 1000g realen Schub mit einer 13" Luftschraube.
Der Variometertest ergab dabei, dass der Flieger jetzt in 30sekunden ca. 150-170m hoch steigt.

 

Das sind die an den gleichen Luftschrauben gemessenen und die daraus mit dem Motorechner ermittelten Daten der bisher getesteten 4 Bewicklungsvarianten:
(gemessen ohne den zusätzlichen Rückschlußring und mit Laptopakkus)

 

 

FAZIT:

Die 100% Magnetabdeckung hat sich nicht negativ auf die Leistungsdaten ausgewirkt!

Der 18N20P- Motor kann vieles:

Der Vergleich der Leistungskurven zeigt auch, daß dieser ca. 30g leichtere und wesentlich einfacher aufzubauende 18N20P 15 x 0,65 Motor dem Monster 3 mit 18N16P2,4 mit 14wd 0,71 ebenbürtige Leistungen bringt.

Der mit den großen Luftschrauben erzeugbare Schub trägt erheblich zum - im praktischen Test erkennbar - gestiegenen Wirkungsgrad des gesamten Antriebssystems bei.
Gerade bei leichteren Seglern ist eine ausgezeichnete Steigleistung zu erzielen.

 

Navigation