Elektroantrieb
Aus RC-Heli-Wiki
Beim Elektroantrieb werden heute ausschließlich Bürstenlose Elektromotoren verwendet, die weniger Verschleiß und eine höhere Effizienz bestizen als Bürstenmotoren. Bürstenlose / brushless Motoren benötigen einen sogenannten Regler (manchmal auch Steller genannt, s.u.), der den Gleichstrom in Dreiphasenstrom (Drehstrom) umwandelt. Erst durch diese Umwandlung können die Bürsten entfallen.
Inhaltsverzeichnis |
Motor
Bei den Motoren wird im Wesentlichen zwischen Innen- und Außenläufern unterschieden. Die meisten Heli-Elektroantriebe sind heutzutage Außenläufer, da diese besser gekühlt werden können. Bei Außenläufern dreht sich das äußere Gehäuse, es ist also wichtig das keine Kabel am Motor scheuern können.
Regler
Der Regler Wandelt den Strom aus dem Akku so um, dass sich der Motor überhaupt drehen kann. Der Umwandlungsvorgang ist relativ komplex, da Frequenz und Spannung des entstehenden Dreiphasenstromes geregelt werden müssen.
Regel-Qualität
Die Regelqualtität dieser Parameter bestimmt wie gut der Regler dafür sorgt, dass die Hauptrotordrehzahl konstant bleibt. Hier gibt es große Unterschiede zwischen den Reglern. Insbesondere zwischen denen, die den (Align) Baukästen beilegen und solchen die extra gekauft werden.
Regler vs. Steller
Im Allgemeinen ist mit Regler, das umrichtende Gerät gemeint (Gleichstrom->Drehstrom); im Speziellen meint man aber explizit die Eigenschaft die Rotordrehzahl konstant zu halten (zu regeln, im Englischen auch governor-Mode genannt). Spricht man hingegen von einem Steller ist gemeint, dass lediglich der Strom umgewandelt wird. Eine Regelung der Hauptrotordrehzahl aber nicht statt findet. In diesem Fall muss, ähnlich wie beim Verbrennungsmotor, eine Gaskurve in den Sender programmiert werden.
Akku
Obwohl auch Regler und Motor sehr komplexe Gebilde sind, ist es für uns Modellbauer meist das Thema Akkumulatoren, welches uns am schwierigsten erscheint. Dies liegt vor allem daran, dass die Motoren und Regler fertige Bauteile sind, die wir in den Hubschrauber einbauen und "vergessen". Der Akku verlangt jedoch nach ständiger Kontrolle und Pflege, außerdem ist er für viele Piloten die Komponente im Antriebsstrang die am ehesten variiert wird. Weiterhin ist der Alterungsprozess im Antriebsstrang hauptsächlich am Akku zu merken, wodruch sich der Akku immer wieder in unser Gedächtnis zurückruft.
Akku-Technologien
Die für das Heli fliegen relevanten Akkutechnologien sind derzeit (mit Vor- und Nachteilen)
- Lithium-Polymer / LiPo Akkus
- +bestes Leistungsgewicht +hohe Spannungsstabilität
- -empfindlich -hoher Pflegeaufwand
- Lithium-Eisenphosphat / LiFe Akkus (A123)
- +schnellladefähig, +robust, +langlebig
- -nicht so gutes Leistungsgewicht -eingeschränkte Spannungsstabilität
- andere Zellspannung wie LiPo
- Lithium-Ionen-Mangan / LiMn Akkus (Konion)
- +robust +langlebig +annähernd gleiche Zellspannung wie LiPo
- -nicht >1C laden -eingeschränkte Spannungsstabilität
- Leistungsgewicht liegt zwischen LiPo und LiFe
Verschalten zweier Akkupacks
Vor allem große Akkupacks (ab ca. 10S) werden oft aus kleineren Einzel-Packs zusammengestellt. Der häufigste Grund hierfür ist, dass Ladetechnik nicht für ein großes Pack vorhanden ist und man es deshalb aufteilt. Es kommt aber auch vor, dass Akkus in zwei Modellen geflogen werden sollen (z.B. 3S im 450er und 2*3S im 500er). In jedem Fall wird bei der Verschaltung zweier Akkupacks empfohlen, dass sich diese Packs so sehr wie möglich gleichen sollen. Dies ist besonders im Bezug auf Kapazität und Spannungslage wichtig, weshalb im Allgemeinen beide Akkupacks von der Selben Charge (also gleiches Pack, gleicher Hersteller etc.) genutzt werden sollten. Um weiterhin zu gewährleisten, dass die beiden Packs auch über ihren Nutzungszeitraum möglichst identisch bleiben, sollten beide Packs immer der selben Belastung ausgesetzt sein und (annähernd) die gleiche Zyklenanzahl aufweisen.
Prinzipiell können auch mehr als zwei Akkus verschaltet werden. Da die Streuung der Akkuqualität dadurch jedoch noch größer wird, empfiehlt es sich in der Praxis nur zwei Akkupacks zu verwenden.
Akkuparameter
Die wichtigsten Akkuparameter sind die Gesamtspannung [V] und die Gesamtkapazität [mAh / Ah] des Akkupacks. Weitere Informationen über die Akkuparameter sind auf der entsprechenden Akkuparameter-Seite beschrieben.
Ladegerät
Um den Antriebsakku nach dem Flug wieder zu laden wird ein spezielles Ladegerät benötigt, dass in der Lage ist mit der entsprechenden Akkutechnologie umzugehen. Außerdem muss es die entsprechende Zellenanzahl unterstützen und sollte eine angemessene Ladeleistung abgeben können.
Weiterführende Links
- Stromversorgung mit Akkus
- Akku-Übersicht
- Akkupflege
- Ladetechnik
- 2do
