7,5mm 18N20P Ditto

Nachdem der 18N20P-Einfachditto mit dem 4,5mm Stator so gute Werte geliefert hatte, wollte ich die zur Verfügung stehende Magnetlänge von 7,5mm voll ausnutzen.
Also habe ich einen 7,5mm hohen Stator aus 14 Stück 18N Dittoblechen zusammengesetzt.
Das Dicke/Durchmesserverhältnis beträgt jetzt etwa 0,2 gegenüber 0,12 beim 9-Blech-Einfachstator.

Ein Blick in die Glocke.
Sie ist - wie bereits beim 18N16P-Monsterditto ausführlich beschrieben - aus 2 Dittoglocken weich verlötet und wurde mit 20 Magneten 7,5x 6 x2,5 von neodymium bestückt.
Anfänger sollten die Magnete generell um 2-3 Zehntel Milimeter dünner und 2 zehntel schmaler wählen!
Die dicken Magnete erfüllen mehrere Aufgaben:

sie bewirken bei den vorgegebenen Maßen von Stator und Glocke einen sehr engen Luftspalt
sie bringen die für das hohe Drehmoment nötige hohe Magnetkraft
sie bewirken bei der realisierten 100%Abdeckung einen sehr weichen Lauf, weil die Magnetkrftkurve nahezu sinusförmig verläuft

Das ganze ist nur realisierbar, wenn man die vorderen Kanten der Magnete mit einem Wetzstein etwas bricht - sonst passen sie nicht alle in die Glocke.
Die Glocke mit den Magneten wiegt 43g.
Ein paar gramm mehr, wenn man die möglichkeit hat, den Rückschlußring mit einem drehteil auf 1,1-1,2 mm aufzudicken.
Das sind 2,5g mehr, als sie rechnerisch bei optimaler (9 statt der vorhandenen 12mm) Länge wiegen müsste.

Hinsichtlich der Bewicklung habe ich mich für den 1. Versuch zunächst für 14 Wd mit 0,71er Draht entschieden.
Der 14- und der 15-Winder hatten schon beim Einfachditto die besten Leistungsdaten erbracht.
Da der Stator länger ist war es klar, daß die Wahl zunächst auf die 14er Wicklung fallen musste.

Die 2. Phase des AaABbBCcCAaABbBCcC- Schemas ist aufgebracht.
Erst beim Nachrechnen ist mir aufgefallen, daß diese Bewicklung auch einen neuen Füllgradrekord darstellt.
Erstmals ist es gelungen, fast 200mm² Kupferquerschnitt im 18N-Ditto unterzubringen.
Wen es interessiert- genaueres dazu steht unter"Füllgrad..."

Die Bewicklung ist komplett aufgebracht und sieht auch ziemlich gleichmäßig aus.

Vielleicht wäre ja sogar noch eine Windung mehr draufgegangen.

Hier einige Meßwerte vom Prüfstand:

Klapp-Prop	U [V]	I [A]	n [Upm]	P in [W]
15 x 8	10,50	5,43	3040	57,0
16 x 8	10,36	6,33	2900	65,6
16 x 10	10,21	7,61	2720	77,7
18 x 9	10,07	7,76	2660	78,1
18 x 9	10,80	8,64	2830	93,3
Leerlauf	11,26	0,66		7,43

Dieser Motor setzt Eingangsleistungen um die 100W mit einer 18"x 9" Luftschraube noch wesentlich effizienter um als der entsprechende Einfachditto , wie deutlich zu erkennen ist.

Die mit dem Motorrechner daraus ermittelten Motorkennwerte:

MOTORKENNWERTE			eta max	0,77
ke =	0,0279	[Nm/A]	nsid =	342,42	[upm/V]
ke =	2,7887	[Ncm/A]	ns =	336,43	[upm/V]
R =	0,30	[Ohm]	s =	36,68	[upm/Ncm]
n0id =	3766,65	[upm]	Mv0 =	1,80	[Ncm]
n0 =	3700,75	[upm]	I0 =	0,64	[Ncm]

Mehr zur Frage des Energieaufwandes pro Gramm erzeugten Schubs findet sich hier!

Damit ist dieser Motor für Segler mit einem Schubbedarf um die 1200g ein noch besserer Antrieb als der vergleichbare Einfach-18N.
Mit ca. 25g- 30g hält sich der Gewichtszuwachs gegen die 70g des Einfach-18N20P erfreulicherweise in Grenzen.
Insgesamt dreht der Motor schon etwas zu langsam - mit der 18 x 9 Klappluftschraube bestückt arbeitet er zwar deutlich effizienter als der 14Winder mit Einfachstator, erreicht jedoch nicht eine solche Höchstleistung.
Wenn man ihn aber mit 4S befeuert, sieht alles schon wieder ganz anders aus.

Als nächste Vergleichsbewicklung auf dem 7,5mm 18NStator kommen damit 10 und der 12 Windungen mit möglichst dickem Draht in Frage.

Eine Erhöhung der Windungszahl dagegen würde nur bei gleichzeitig deutlicher Steigerung der Versorgungsspannung in Frage kommen.

Schon beim 14-Winder drängt sich die Frage auf, welche Leistungssteigerung bei 4s Li zu erwarten ist.

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