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Machbarkeitsstudie - 6000 Watt Quadrokopter, was "geht" mit nur 4 Motoren bei 8s?


thread im MK Forum, thread im MK Forum, Vergleich von verschiedenen Hochstromsteckern und deren Belastbarkeit

oder man nutzt gleich die Endstufe von einen preiswerten 100A Regler

also dann hat man ein getrenntes Steuer- und Leistungsteil, die Basis für das Steuerteil bildet ein BL 2.0c, der Regler hat einen
konstanten Strom von 60 A und einen max. Strom von 70 A (für 10 Sekunden),

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neuer 1500W BL Regler mit 48 FETs und bis zu 6s fest

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neuer 1500W BL Regler mit 48 FETs und bis zu 6s fest

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wird mit den TO 252 FETs leider viel zu gross!

Vorbild1 für das neue Konzept und Vorbild2 für das neue Konzept

KA50-18L mit 20" Holzpropeller bei 1,5KW ca. 5,3Kg Schub!

2KW POWER Schaltnetzteil mit 0-26V bei 0-80A, 1,5 KW Labornetzteil mit 0-32V bei 0-50A

WICHTIGER HINWEIS, DIESE TESTS SIND LEBENSGEFÄHRLICH UND WERDEN VON EINEN ANDEREN RAUM AUS GESTEUERT!

Wichtig bei der Auswahl der Propellergröße und Steigung ist auch das Gewicht und ob es diese auch als "linksdrehende" überhaupt gibt,
die Reglertemperatur sollte nach einiger Zeit die "80°C Marke" nicht überschreiten und der Dauerstrom nicht über 38A liegen...

Der Wirkungsgrad von großen Luftschrauben bei geringer Drehzahl und bei geringer Steigung ist am besten, daher nutze ich jetzt einen
Motor mit noch kleinerem KV von nur 285!

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"schwächstes" Glied beim "alten" BL 2.0 war der Shunt, der im rechten Winkel gefertigt ist, was man aber bei Hochstrom nicht macht...
und an diesen Stellen brennt die Leiterbahn durch, die Stromdichte macht sich dann genau hier schnell sehr unangenehm bemerkbar...

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die aktuellen Versionen (2.0c) haben einen dickeren und kürzeren Shunt, der mehr Strom aushält

der Beweis ist erbracht, bei 1,5KW sind 5,3Kg Schub drin, macht also bei 4 Motoren 6KW rund 21Kg Schub aus!

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Test neuer "Kühltechnologie" ...

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jetzt gehen zum Regler 4mm², das sollte für 1500 Watt reichen!

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Test neuer 200A Steckverbinder, die Bezugsquelle verate ich später!

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gepimpter BL 2.0 mit "Kühlrohren"

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gepimpter BL 2.0 mit "Kühlrohren"

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gepimpter BL 2.0 mit gedoppelten FETs

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gepimpter BL 2.0, hier liegen die FETs im direkten Luftstrom des Propellers

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gepimpter BL 2.0, die beste Idee ist es zwar nicht die FETs übereinander zu montieren, aber die einfachste!

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gepimpter BL 2.0, hier sieht man die direkte Anordnung im Luftstrom

Test KA50-18L - 285 kv an 8s mit 16x8 Holzpropeller, Schub ca. 4000g!
leider begrenzt das Netzteil schon bei 16A, man beachte den kraftvollen Selbsttest!
der BL 2.0 Regler läuft hier bereits schon mit den 3x IPD90P03P4L

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20kg "Baby" - Schubwaage...

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meine Testpropeller
vielen Dank an die Firma www.menz-prop.de und "Komma" aus dem MK-Forum für die tolle Unterstützung!

20x8" menz - Holz Prop Test, Schub weit über 5000g (die Waage geht nur bis -3966g!)
(die menz Holz Props laufen sehr ruhig und Vibrationsfrei!)

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bei dem 20x8" Propeller Test an 8s kommen gleich zwei Begrenzungen bei dem BL 2.0 Regler fast zeitgleich,
ich hatte zu Beginn der Studie vermutet, dass der "Flaschenhals" in der mobilen Stromversorgung liegt...

mein Fazit: mit der ungepimpten BL 2.0 lässt sich kein 6000 Watt Quadro aufbauen!

Die Schutzschaltungen im BL 2.0 Regler funktionieren einwandfrei, man kann diesen Regler nicht zerstören!
im Bild sieht man ca. 35A * 30V = 1050Watt, was der Regler kurzzeitig mitgemacht hat...
(im MK Tool werden nur max. 25,4V angezeigt)

FAZIT: der LEISTUNGSTEST DER BL 2.0 WURDE ERFOLGREICH BESTANDEN!

16x8" menz - Holz Prop Test, Schub ca. 4000g (die Waage geht nur bis -3966g!)

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Fazit: Propeller ist sehr ruhig im Lauf und hat die richtige Größe!

ABER, bei größer 5s kommt man schnell an das Temperaturlimit (über 100°C) der BL 2.0, deshalb habe ich mal einen Dauerlastlauf an 5s
gemacht, dieser zeigte einen Schub von ca. 3000g bei 25A, die max. Reglertemperatur lag um die 70°C, der Motor wurde nur "Handwarm"
(der BL Regler befand sich zur Kühlung im direkten Luftstrom des Propellers)

3000g Schub pro Motor ist doch ein recht ordentlicher Wert, was will man mehr, außerdem befindet man sich bei der zulässigen Drehzahl
des Propellers, der zulässigen Lipo - Zellenzahl (5) und des zulässigen Stroms (35A) der BL 2.0

Dadurch dass der BL Regler nur 25A bei 5s liefern muss, könnte auch der umgebaute BL 1.2 Regler funktionieren....

Dauerlastlauf mit 3000g Schub

22x12" APC Propellertest, Schub ca. 6000g (die Waage geht nur bis -3966g!)

Fazit: Propeller zu groß!

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22x12" Propellertest, die Spannung beträgt 32V, das MK Tool zeigt jedoch nur 25,4V an! (nur 1 Byte dafür reserviert!)

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22x12" Propellertest, der Teddy "flieht" natürlich, bevor es losgeht...

Testvideo APC SlowFly 14x4.7 SF am KA50-14L bei 22V, Strombegrenzung (16A) des Netzteils kam...
(außerdem wurde der Prop über das doppelte mit der höchst zulässigen Drehzahl betrieben!)

Fazit: der Propeller darf nur mit max. 4642 U/min belastet werden!, nicht geeignet!

Testvideo APC 13 x 4E Thin Electric Propeller am KA50-14L bei 8s

Fazit: der Propeller ist viel zu klein, die Steigung aber nicht schlecht!
(aber fliegen würde der 4Kg Kopter ohne Payload bei 8400g Schub schon erst einmal!)

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hier mal eine Schub - Übersicht am KA50-14L bei 8s...

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hier mal eine U/V - Übersicht, der KA50-14L hat bei 8s in etwa die gleiche Drehzahl wie der MK 3638 bei 4s...

Wie komme ich auf die 6000 Watt?

Wenn man pro Regler einen Strom von 35A annimmt bei einer Spannung von 30V, ergibt das eine Leistung von einem Motor mit 1050W,
bei 4 Motoren ergibt das eine Leistung von 4200 Watt.

Als Energieversorgung dienen 2 Akkus 4800mAh 4S 30C, in Reihe geschaltet, ergeben diese 4800mAh 8s 30C,
da der Akku mit 30C belastbar ist, bei 4,8Ah ergibt das eine maximale Belastung von 30 x 4,8 = 144A bei 29,6V

Also können diese beiden Akkus auf jeden Fall die 140A bei 8s für die 4 Motoren liefern.

Laut der Firma Graupner ist aber der Akku kurzzeitig bis 201A belastbar, dann wären das 201A x 29,6V also knapp 6000W.

Man benötigt also mindestens 50A / 8s Regler um diese maximale Leistung an die Motoren geben zu könnnen!

Wenn man noch leistungsstärkere Akkus nimmt, kann man auch gleich den Regler für den Motor richtig auslegen,
also gleich einen 60A Regler verwenden!

Die KA50-14L dürfen mit 40A Dauer und 60A kurzzeitig belastet werden!

Um auf die 21Kg "Spitzenschub" (4 x 5300g) zu kommen, müssen schon 20x8" Propeller an 50A Reglern bei 8s und 200A
eingesetzt werden, bei einer "Spitzenleistung" von ca. 6000W!

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Antriebsakku für den Quadrokopter, der Akku wiegt ca. 500g, macht 2x 500g = 1000g Energieversorgung

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KA50-14L und KA50-14S

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KA50-14L und KA50-14S

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stellt Euch einfach den AHM 36-6 6mal übereinander vor!

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die neuen Motoren im Vergleich zu den Motoren MK2832/35 an meinem KoaxHexKopter

KA50-14S - 532 kv

KA50-14S

Schub: 2000g - 3500g bei einer empfohlenen Propellergröße bis 14x9 (5S)
(mit einem Klick aufs Bild, kommt man zum Shop, wo es die Motoren gibt)

Leistungsdaten:

U/V: 532
Lipo-Anzahl: 5-7
Normalstrom: 15-40 A
max. Strom: 55 A

Motorabmessungen:

Motorgewicht: 285 g
Motorlänge: 55 mm
Motordurchmesser: 49,2 mm
Wellendurchmesser: 6 mm
Wellenlänge: 20 mm

KA50-18L - 285 kv

KA50-18L

Schub 3000g - 6000g bei einer empfohlenen Propellergröße bis 19x12 (6S), 16x10 (8S)
(mit einem Klick aufs Bild, kommt man zum Shop, wo es die Motoren gibt)

Leistungsdaten:

U/V: 285
Lipo-Anzahl: 6-8
Normalstrom: 18-40 A
max. Strom: 58 A

Motorabmessungen:

Motorgewicht: 389 g
Motorlänge: 65 mm
Motordurchmesser: 49,2 mm
Wellendurchmesser: 6 mm
Wellenlänge: 20 mm

KA50-14L - 366 kv

KA50-14L

Schub 3000g - 6000g bei einer empfohlenen Propellergröße bis 18x10 (5S), 16x10 (6S) und 14x10 (7S)
(mit einem Klick aufs Bild, kommt man zum Shop, wo es die Motoren gibt)

Leistungsdaten:

U/V: 366
Lipo-Anzahl: 5-8
Normalstrom: 18-40 A
max. Strom: 60 A

Motorabmessungen:

Motorgewicht: 389 g
Motorlänge: 65 mm
Motordurchmesser: 49,2 mm
Wellendurchmesser: 6 mm
Wellenlänge: 20 mm

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KA50-14L von unten

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KA50-14L von oben

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Glocke des KA50-14L

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der umgebaute BL 1.2 Regler auf 25A bei 7s



durch den Umbau der Regler auf 25A / 7s, ergeben sich ganz neue Möglichkeiten...