Frage zu Kabeldurchmesser

Bronko · Mrz 28, 2013

Hallo zusammen, ich möchte nun wo der Frühling (irgendwann...) kommt an meinem Hexa anfangen zu frickeln...
ich hab folgende Motoren:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/s...arehouse_.html
bei welchen ich die motorkabel auf ca. 50cm verlängern muss denk ich.
Welchen Querschnitt würdet ihr mir empfehlen?
1,0 mm²
1,5 mm²
2,5 mm²...http://www.ereveal.de/messleitungen/kabel/10-mm/index.php
oder lieg ich da voll falsch mit?
...bin neuling deshalb dann noch was ...würdet ihr auch zusätzlich goldkontaktstecker zwischen motor und regler löten oder macht das eher keinen sinn?

Danke für eure Hilfe...

Grüsse Bronko

HankMoody82 · Mrz 28, 2013

Hi Bronko,

ob du die Verbindung zwischen Motor und Regler steckbar machst bleibt alleine dir überlassen, Vorteil ist natürlich die Austauschbarkeit, Nachteil ein bisschen mehr Gewicht und das Risiko von kalten Lötstellen.

Die Kabelquerschnitte musst du an die auftretenden Ströme anpassen, welche Querschnitte was aushalten findest du bei Google.

Grüße,
Philip

Frosch2006 · Apr 24, 2013

Bronko hat gesagt.:

Moin, moin,
da ich Elektro involviert bin und die Antwort von HankMoody82 zwar richtig ist er jedoch nicht tiefer in die Materie eingestiegen ist möchte ich ein paar grundsätzliche dinge zu LiPo´s und Strom erklären.

-Der wesentliche vorteil eines LiPo´s gegen über herkömmlichen Akkus besteht darin, das man sie ohne spürbaren Leistungsverlust mehr als 100 mal laden kann.

-LiPo´s gibt es mit verschiedenen anzahlen von Zellen, dabei hat jede Zelle eines LiPo eine Nennspannung von 3,7 Volt und eine Ladeschlussspannung von 4,22 Volt, wobei 4,2V Standard ist. Dies bedeutet, dass die Benutzung eines LiPo in einem, nennen wir es "Spannungsfenster", stattfindet. Dieses liegt zwischen 3 Volt und 4,2 Volt.

ACHTUNG:
Im Gegensatz zu einem normalen Akku, sollte man bei einem LiPo darauf achten, dass die Spannung der einzelnen Zellen nicht unter 3 Volt sinkt!!!

-Wird eine Zelle unter 3 Volt entladen, hat dies irreparable Schäden zur Folge. Der Akku kann dann nicht mehr vollständig geladen werden und hält nur noch einen Bruchteil der sonst üblichen Zeit.
___________________________________________________________________

-Beispiel eines Aufdrucks:
11,1V * 3S/1P * 2200mAh * 20C
14,8V * 4S/1P * 5000mAh * 20C * 4C charge

-Was bedeuten diese Werte?

V (Volt)
Spannung des LiPo. Da jede Zelle eine Nennspannung von 3,7V hat, besitzt ein LiPo mit 3 Zellen 11,1V (3x 3,7V = 11,1V).

S-Wert
Hier wird angezeigt, wie viele Zellen in Serie geschaltet sind (3S bedeutet, dass 3 Zellen in Reihe geschaltet sind).

P-Wert
Dieser Wert zeigt an, wie viele Zellen parallel geschaltet sind. (1P bedeutet, dass keine anderen Zellen parallel geschaltet sind.)
mAh
Damit wird die Kapazität des Akkus in mAh angegeben.

C-Wert
Dieser Wert zeigt an, wie viel Strom der LiPo maximal liefern kann. Der Wert C bezieht sich auf die LiPo-Kapazität.
Beispiel: Ein LiPo wird mit 2200mAh und 20C angegeben. Die maximale Stromstärke wird nun wie folgt errechnet:
2200mAh x 20C = 44000mAh = 44 Ampere Ein solcher LiPo kann also 44A Leistung abgeben.

C CHARGE
Hiermit wird angegeben, mit wie viel Strom der LiPo geladen werden darf. „4C CHARGE“ bedeuten z.B., dass ein LiPo mit der vierfachen Menge der angegebenen Kapazität geladen werden kann.
Beispiel: Auf dem LiPo steht 5000mAh. Dieser Wert kann dann bei „4C CHARGE“ x4 genommen werden. Also 5000mAh x 4 = 20000mA = 20A
Dieser LiPo darf also mit max. 20A geladen werden.

ACHTUNG:
Steht solch eine Angabe (C CHARGE) nicht auf dem LiPo, darf dieser nur mit max. 1C geladen werden!
Dies würde bei einer Kapazität von 5000mAh einen Ladestrom von 5000mA = 5A bedeuten.

___________________________________________________________________

Um jetzt mal zu den Leitungsquerschnitt zu kommen... .

Zunächst benötigen wir folgende Grunddaten:
1. [P] Wie viel Leistung haben meine Verbraucher?
2. [U] Wie hoch ist die Spannung?
3. [l] Wie lang ist die Leitung?
4. [ϰ] Aus welchem Material besteht die Leitung (Kupfer/Aluminium/...)
5. [∆U%] Wie hoch soll der max. Spannungsfall auf der Leitung sein? (Wohnräume max. 3% / Industrie max. 5%)
6. (Umgebungstemperatur)

ACHTUNG:
Die folgende Rechnung gilt ausschließlich bei Gleichstrom!!!

Der mindest Leitungsquerschnitt errechnet sich dann wie folgt:
(l x 100 x 2 x P) / (∆U% x ϰ x U²) = A

Beispiel einer Berechnung:
1. [P] = 1200W Leistung
2. [U] = 12V Spannung
3. [l] = 5m Leitungslänge
4. [ϰ] = 56ϰ (Kupfer) Leiter Material
5. [∆U%] = 5% max. Spannungsfall

(5m x 100 x 2 x 1200W) / (5% x 56ϰ x 12V²) = 30mm²

(Bei dieser Leitung hätten wir:
einen Prozentualen Spannungsfall von 4,96%
einen Spannungsfall von 0,60V
einen Leistungsverlust von 60W)

ACHTUNG:
Man nimmt immer einen Normquerschnitt größer als der errechnete min. Leitungsquerschnitt!

Ich hoffe das ich hiermit einigen auf die Sprünge helfen konnte/kann...

Gruß Frosch

Overtuner · Apr 24, 2013

und so schön praxisnah !

TE bestellt jetz gleich 30qmm Kabel.

Spass beiseite, @Bronko
leider geht dein Link zu dem Motoren nicht, daher schwer zu sagen. Aber bei Standard- Einsteiger Coptern liegst mit 0,75 bis 1,5 qmm schon mal ganz gut. Im Zweifelsfalle das nehmen, was am Motor schon dran ist, ist auch nicht der beste Tipp, bei billigen Motörchen sind gerne die CuL-Drähte von der Motorwicklung direkt nach aussen geführt...
die meissten HK-Motoren haben 3,5er Goldie-Stecker schon dran, dann brauchst' nur noch die Buchsen an die ESC oder verlängerten Kabel löten, fertig. die "elegante" Lösung, direkt Kabel am ESC anlöten ist dem Anfänger eher nicht zuzumuten.

Overtuner · Apr 24, 2013

nochnal gesucht, und gefunden.
so kannste auch verlängern:

mit einfachen (ohne Plastik-Krempe) Aderendhülsen verlötet.
das waren kleine Motörchen, da reicht 0,75qmm
noch'n (Spar-)Tipp:
es muss nicht immer Silikonkabel sein, hochflexible LiFY-Litze tut's auch

jreise · Apr 24, 2013

Diese Berechnungsformeln sind zwar richtig, aber eigentlich nicht für unsere Anwendung gemacht und daher sind schon die nötigen Grunddaten sehr schwierig zu wählen. Wenn ich z.B. meinen Standard Quad mit ca. 850g nehme, komme ich bei 3% Spannungsabfall auf ca. 0,1mm2 Motorleitung, gerechnet mit 3facher Schwebeleistung, also 75W pro Motor. Das erscheint mir dann doch etwas dünn. In der Praxis hat sich bei so einem Kopter 0,5mm2 als Motorleitung bewährt.

Es fehlen also noch ein paar praxisnahe Grunddaten zur Berechnung. Die wichtigste Größe ist die Motorleistung. Hier sollte man nicht nach der angegebenen Leistung des jeweiligen Motors gehen, sondern nach dem Fluggewicht des Kopters und damit nach der tatsächlich nötigen Leistung nach der Faustformel 100W pro 1kg: Im meinem Fall ca. 100W Schwebeleistung, macht 25W pro Motor mal 3 (Schubreserve) = 75W pro Motor. Ich habe ca. 15cm vom Regler zum Motor, fliege mit 3S, also 12V, und rechne mit 1% Spannungsabfall, also 0,12V. Dann errechne ich

75W x 2 x 0,15m / (12V x 0,12V x 58 kappa) = 0,27mm2

Das erscheint realistisch, ich verwende 0,5mm2.

Bei einem schweren Quad mit 2,5kg, 4S und 30cm von ESC zum Motor komme ich auf

187,5W x 2 x 0,3m / (15V x 0,15V x 58 kappa) = 0,86mm2

Hier wäre 1mm2 eine sinnvolle Größe.

1% Spannungsabfall bei 3facher Schubreserve ist schon sehr gering und somit sehr vorsichtig gerechnet. Man kann die Leitungen also in der Praxis durchaus noch dünner machen, ohne Einbußen zu haben.

Diese Berechnung ist stark vereinfacht, z.B. wurde nicht berücksichtigt, dass durch jede einzelne Motorleitung nur in 2/3 der Zeit gepulster Strom fließt. Aber als grober Anhaltspunkt sollte sie reichen. Die Berechnung zeigt auch, dass in der Praxis die meisten Kopter viel zu dicke Leitungen und damit unnötig Masse mit sich rumschleppen.

Prometreus · Apr 24, 2013

Frosch2006 hat gesagt.:

Wenn es um Motorkabel geht, also um AC, warum der ganze Roman wenn die eigentliche Info dann eh nicht dabei ist?

Frosch2006 · Apr 24, 2013

jreise hat gesagt.:

Meine Beispiel Berechnung soll für jene sein die bisher kaum Berührungen mit Strom hatten.

jreise hat gesagt.:

(100W = 1Kg) ist aber ein sehr grober Anhaltspunkt da jeder Motor eine andere Leistungsaufnahme hat... .

jreise hat gesagt.:

Okay das mit dem gepulstem Strom habe komplett außen vor gelassen dies mindert wiederum den zu verwendeten Querschnitt...

Gruß Frosch

Frosch2006 · Apr 24, 2013

Prometreus hat gesagt.:

Da bei den meisten Motoren die Stromaufnahme mit angegeben ist... und somit die Formel doch wieder Anwendung findet...
I = P / U
P = U x I

Gruß Frosch

73bm73 · Apr 24, 2013

Warum macht ihr es so unnötig kompliziert?
Einfach den selben Querschnitt nehmen, den auch die original Motorkabel haben bzw. die ESC-Kabel Richtung Motor.
Selbiges beim Akkukabel verlängern - einfach die Selben wie auch der Akku hat. Oder der ESC-Eingang.
Da ist nix kompliziert daran und es passt trotzdem. Auch ganz ohne "Doktor-Arbeit-Abhandlung" und "Dimensionierung für Industrie-Anwendungen"...

Prometreus · Apr 24, 2013

Ich finde auch, dass die Auslegung nach Industrie-Standard für die Fische ist. Diese Berechnungen beruhen auf Grenzen die für andere Anwendungen festgelegt wurden.

Für Fluganwendung ist folgendes entscheidend:
Wo trifft sich das Optimum der Flugzeit zwischen elektrische Verluste (Wärmeverluste am Kabel) und Zusatzgewicht durch dickere Kabel? Bitte um Herleitung

Frosch2006 · Apr 24, 2013

73bm73 hat gesagt.:

Ja es soll ja nur für jene sein die gerne wissen wollen wo der Zusammenhang besteht (Strom/Spannung/Leitungsquerschnitt). Die Angabe des max. Proz. Spannungsfalls bei Haushalt/Industrie Anwendungen war nur als Anhaltspunkt gedacht.

Mit dem gleichen Querschnitt (meistens AWG16 = 1,305mm²) kann man bei max. 20A bedenken los bis zu einer gesamt Länge von ca. 0,7-1m verlängern. Allerdings rate ich soweit dies möglich ist lieber die Primärseite (LiPo -> Regler) zu verlängern.

Gruß Frosch

Prometreus · Apr 24, 2013

Ich spiele da vl jetzt den Troll, aber das ist falsch.
Die Regler-Lipo-Leitung zu verlängern ist schlecht und kann den Regler überhitzen. Tendenziell immer die Phasen verlängern.

Edit: Schau mal rein: http://www.s4a.ch/eflight/reglerleistung.pdf

73bm73 · Apr 24, 2013

Naja, wenn die Angaben so genau sind wie ihre Berechnungstools...
Ich plädiere auch für Akku-ESC-Verlängerung. Weil den dabei auftretenden Spannungsspitzen kann man mit ElKos begegnen, einer Motor-Fehlkommutation nicht.
(OT - ich weiß..)

jreise · Apr 24, 2013

Oh oh, jetzt beginnt der Glaubenskrieg wieder, wo man besser verlängert

.

Aber bis jetzt ist bestimmt klar geworden, dass eine sinnvolle Berechnung der Kabelquerschnitte kaum möglich ist, da zu viele Faktoren eine Rolle spielen. Am besten man orientiert sich beim Querschnitt an mechanischen und praktischen Überlegungen und den Erfahrungen anderer, genügend Beispiele gibts ja im Netz und auch hier im Forum.

Und mein persönlicher Tipp für die Motorleitungen: Im Zweifel lieber etwas dünneren Querschnitt wählen

, wir dimensionieren meist zu dick, wie die Berechnung oben zeigt.

Overtuner · Apr 24, 2013

ich nehm' mir schomma 'n paar chips.
:popcorn:

Overtuner · Apr 24, 2013

oh! ganz übersehen

Frosch2006 hat gesagt.:

Danke.

aber ich hab erstens schon meine Hosen an, und zweitens keine Kneifzange zur Hand.
und, ja, ich pin pöhse.

Frosch2006 · Apr 24, 2013

jreise hat gesagt.:

Ihr habt genau genommen alle recht

, bis auf folgende Aussage:
"Und mein persönlicher Tipp für die Motorleitungen: Im Zweifel lieber etwas dünneren Querschnitt wählen

, wir dimensionieren meist zu dick, wie die Berechnung oben zeigt."
Lieber einen etwas trägeren Copter als einen der brennt, sieht zwar hübsch aus ist aber nicht lange von dauer und teuer ist das auch noch... .

Da fällt mir noch folgendes ein: "Chef, Chef, was soll denn heller leuchten die Lampe oder das Kabel?!"

Gruß Frosch

Overtuner · Apr 24, 2013

Frosch2006 hat gesagt.:

ja deswegen nehmen wir doch Alle (hitzebeständige) SILIKON- Litzen !

...manchmal auch mit Aluminium-Seele

Frosch2006 · Apr 24, 2013

Overtuner hat gesagt.:

Herrlich

ich denke es ist alles gesagt worden hier

bevor das hier noch OT wird

.

Gruß Frosch

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