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Studienarbeit Longboard


Marc

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Hallo zusammen,

mit etwas Überredungskunst hat mein Professor zugestimmt, dass ich sowohl Studien- als auch Diplomarbeit in ein ElektroLongboard stecken kann. In der Studienarbeit geht es darum, verschiedene Antriebskonzepte für ein stadttaugliches Longboard zu vergleichen, zu testen und das beste Konzept auszuwählen, um es dann im Anschluss in der Diplomarbeit umzusetzen und aufzubauen. Meine bisherige Suche läuft auf hochtourige Antriebskonzepte (Ein-oder zweiphasen SRM, Brushless DC, ein zwei Exoten) hinaus. Ich hätte aber gerne noch einen Nabenmotor oder ähnliches mit im Vergleich. Gehe aber momentan davon aus, dass es einen solchen in der kleinen Bauform nicht gibt. Wie sieht es da mit euren, umfangreicheren, Erfahrungen auf dem Gebiet aus? Noch andere Ideen für Antriebskonzepte?

Gruß, Marc

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Hey, Radnabenmotoren gibt es durchaus in Geländereifen zu kaufen! Sehr durchzugskräftig ! Ansonsten mit Riemenantrieb und Halterung an der Achse oder Als Einzellradaufhängung im Baja board mit Karanantrieb und Untersetzungsgetriebe. Aber ich denke du brauchst ehr einen Streetantrieb. Achja Gasturbine auf nem Board hab ich auch schon gesehen bei Mythbusters. Eignet sich besonders für dich bevölkerte Gehwege :D.

 

 

gruß sonni

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:-) sonni ... Also wenn du hier ein wenig im Forum schaust Marc, findest du die Infos die du brauchst. Oder du hättest sie schon gefunden. Mach doch für deine Studienarbeit ein Motorregler mit Barney zusammen oder einen für ein 2 wheel offroad board.

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Ich bin mich fleißig duchs Forum am Lesen; echt genial, was so in euren Werkstätten entsteht. Ich wollte auch nicht von euch, dass ihr meine Studienarbeit übernehmt, sondern eher wissen, ob ihr noch andere Ideen im Kopf habt, ob umsetzbar oder nicht, sei mal dahingestellt. Die gasturbine ist schon als festes Konzept in die Studienarbeit aufgenommen!;)

 

Gibt es einen Grund, warum sich meist für den Antrieb einer einzelnen Rolle entschieden wird? Vermutlich Kosten, Gewicht und Aufwand, oder? Hat das Auswirkungen auf´s Fahrverhalten?

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Ich bin mich fleißig duchs Forum am Lesen; echt genial, was so in euren Werkstätten entsteht. Ich wollte auch nicht von euch, dass ihr meine Studienarbeit übernehmt, sondern eher wissen, ob ihr noch andere Ideen im Kopf habt, ob umsetzbar oder nicht, sei mal dahingestellt. Die gasturbine ist schon als festes Konzept in die Studienarbeit aufgenommen!;)

 

Gibt es einen Grund, warum sich meist für den Antrieb einer einzelnen Rolle entschieden wird? Vermutlich Kosten, Gewicht und Aufwand, oder? Hat das Auswirkungen auf´s Fahrverhalten?

 

Hi Marc,

 

Ist im Prinzip leichter zu verbauen mit einer Rolle und hat im Endeffekt fast keinen Einfluß auf das Fahrverhalten, weil in den meissten Fällen die Beschleunigung bei einem E-Board nicht soo groß ist/seien soll.

Also ich merke es nicht, ausser ich fahre auf Grund mit wenig Haftung an (Laub, leicht nasse Strasse etc.) dann dreht die Antriebsrolle schon mal durch und ich frage mich ob dort ein 2- oder 4-fach-Antrieb nicht besser wäre.

Ansonsten wenn man langsam enge Kurven fährt in denen die Motorrolle aussen liegt und leicht abhebt, kommt es zu einem ähnlichen Effekt, die Rolle dreht halt in der Luft.

 

Fazit: Bei Streetmodellen ist Mehrrollenantrieb nicht unbedingt nötig aber auf jeden Fall besser.

 

Viele Grüße

 

LiFe

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Das Bremsproblem wird denke ich mal eine Rolle spielen für deine Studienarbeit bei einer Rolle.

 

Gruß sonni

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  • 2 weeks later...

Ich hab die letzten Wochen mit der Suche nach anderen Antriebskonzepten für das Longboard verbracht. Jetzt geht es an die konkreten Rechnungen.

 

hier hat bestimmt schonmal jemand eine komplette Motorauslegung durchgerechnet, oder? (kann es leider nicht im Forum finden). Prinzipiell ja auch kein Ding. Dennoch sind ein paar Fragen aufgekommen!

 

Sind 70mm Rollen für "Stadtbrett" angebracht?

 

Für welche Steigung würdet ihr das Board auslegen?

 

Ich habe eine Geschwindigkeit von 30 km/h vorgegeben, das sollte für die Stadt genug sein. Auf welche Beschleunigung kommt ihr mit euren Brettern, bzw. was haltet ihr für realistisch und fahr- brauchbar?

 

Danke. Und ein schönes Wochenende.

Edited by Marc
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Ich hab die letzten Wochen mit der Suche nach anderen Antriebskonzepten für das Longboard verbracht. Jetzt geht es an die konkreten Rechnungen.

 

hier hat bestimmt schonmal jemand eine komplette Motorauslegung durchgerechnet, oder? (kann es leider nicht im Forum finden). Prinzipiell ja auch kein Ding. Dennoch sind ein paar Fragen aufgekommen!

 

Sind 70mm Rollen für "Stadtbrett" angebracht?

 

Für welche Steigung würdet ihr das Board auslegen?

 

Ich habe eine Geschwindigkeit von 30 km/h vorgegeben, das sollte für die Stadt genug sein. Auf welche Beschleunigung kommt ihr mit euren Brettern, bzw. was haltet ihr für realistisch und fahr- brauchbar?

 

Danke. Und ein schönes Wochenende.

 

Hallo Marc,

 

einige Kommentare meinerseits.

 

Geschwindigkeit:

30 Km/h sind ausreichend, lege den Wert aber nicht als Spitzengeschwindigkeit aus! Durch den Luftwiderstandsrechner kannst du in der Tabelle sehr leicht sehen, was passiert, wenn die Spannung um 10% einbricht. Du solltest die 30 Km/h als Max. Wert bei Min. Spannung auslegen (Akku fast leer, Steigung und Spannungsabfall durch hohe Ströme).

 

Steigung / Beschleunigung:

Für ein Stattbrett würde ich zum Gunsten der leichten Bauweise auf ('große') Steigungen verzichten. Einer aus Wuppertal wird sowieso nie zufrieden sein. Hier würde ich dich bitten den Luftwiderstandsrechner um die Berechnung von Gewicht und Steigung zu erweitern. Ich habe einige Kurven über mehrere Stadtfahren hier im Forum abgelegt. Aus den Kurven kannst du ermitteln, welche Ströme typisch für eine Stadtfahrt sind. Ich selber fahre mit bis zu 1200W (Spitze) in der Stadt und Umland herum. Aus den 1200W kannst du über das Fahrergewicht die Beschleunigung ermitteln. Chrizz fährt mit bis zum 500W mit seinem Pockedboard herum und hat aus meiner Sicht die größte Stadterfahrung.

 

Rollengröße:

70mm halte ich persönlich für unterdimensioniert. Selber habe ich 85mm Rollen drunter und mein erstes Board hatte sogar ü95mm Rollen. Gerade in der Stadt mit Kopfsteinanteile auf dem Gehwegen oder schlecht verlegten Gehwegsplatten möchte ich persönlich nicht mit Spielzeugrädern durch die Gegen fahren.

 

Motorauslegung:

Was verstehst Du darunter?

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Ich habe mir eine Exceltabelle "gebastelt", in der man verschiede Szenarien durchspielen kann (Fahren mit konst. Geschwindigkeit, bergauf fahren, Beschleunigen aus dem Stand,...). Die Werte kommen mir aber noch etwas übertrieben hoch vor.

 

Für die Studienarbeit muss ich halt später eine Rechnung haben in der ersichtlich ist, wie ich auf die Motorenwerte komme. Mit allen nötigen Eingaben komme ich auf Werte für die anliegenden Kräfte an Motor und Rad, die mir noch vernünftig erscheinen. Danach habe ich vermutlich noch einen Denkfehler. Hast du mal ausgerechnet, was du für ein Drehmoment am Reifen hast?

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Hallo Marc,

 

ich habe mal den Luftwiderstandsrechner um die Schräge erweitert. Ich bin mir nicht sicher, ob ich was übersehen habe, aber die Werte scheinen zu passen.

 

Drehmoment habe ich nicht berechnet, da die Motoren eh keine Datenblätter darüber aufweisen.

 

Wenn du die Excel Tabelle nicht veröffentlichst, kann keiner auch was dazu sagen.

 

VG

 

Barney

Luftwiderstand 17.04.2014.zip

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  • 1 month later...

Hi Marc,

 

hast dir die Sprache verschlagen, oder hast du das Thema in der Studienarbeit gewechselt? Ich hätte mich schon für deine Berechnung interessiert! Du wärst hier der erste, der wissenschaftlich an die Thematik ran gegangen wäre....

 

VG

 

Barney

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!!! Achtung !!!

 

Der Luftwiderstandsrechner hat hier einen Tabellenfehler im Strom. Die korrigierte Fassung wird wie immer im Ritzelrechner geposted.

 

Sorry

 

Barney

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Hey Barney,

Bist du an ein paar verbesserungsvorschlägen für den ritzelrechner interessiert?

 

- die beziehung von drehmoment, leistung und rpm könnte das spektrum an berechnungen erweitern:

Externe Links nur für Mitglieder sichtbar
(so kann man auch motoren einbeziehen, die entweder nur eine angabe für drehmoment und leistung haben oder das drehmoment berechnen wenn nur kv und co. angegeben sind).

 

- bei gleichbleibenden zahnabstand (glaub hier im forum benutzt jeder den gleichen), kann man doch von der Anzahl der Zähne am Reifen ziemlich genau auf den Durchmesser des Ritzels schließen. diesen Wert könnte man zum einen anzeigen lassen und zum anderen in Verhältniß setzen zur ersten Angabe; dem Reifendurchmesser (Das Ritzel am Reifen kann ja schlecht größer werden als der Reifen an sich).

 

Das wäre was mir noch einfallen würde. Der Ritzelrechner ist echt ein geiles Tool, leider kann ich bei excel gerade mal ne summenfunktion programmieren . .:skep:

 

lg:peace:

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Hi LiFePO,

Sehe ich mir bei Gelegenheit genauer an. Mal sehen was ich da einbaue.

 

Danke

 

Barney

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  • 2 months later...

Hallo zusammen,

 

sorry, dass ich so lange Zeit verschwunden war. Thema und die Studienarbeit selbst sind noch aktuell, oder viel mehr aktueller den je. Ich schreibe sie gerade zusammen. Literurrecherche und Modell sind so weit fertig. Es läuft auf einen Vergleich von konventionellem Konzept (Modellbaumotor) und alternativen Ansätzen, wie 3~SYN, permanentmagneterregtem BLDC oder Switched Reluktanzmotor aus der Werkzeugmaschinenindustrie hinaus. Desweiteren habe ich eine Recherche beim IEEE und dem Patentamt nach neuen Ansätzen gemacht.

 

Seit letzter Woche liegt der Turnigy 6374 SK3 im Labor rum und wird gerade zerlegt...

 

So weit, so gut...

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Der 6374 ist echt zu stark für ein Streetboard, hab selbst den 6354, 6364 am Streetboard und den 6374 (6384) der ist länger zu Hause liegen.

Es kommt ja darauf an mit welcher Spannung das Ganze betrieben wird, 6s und 7s sind angenehm. Fahre gerade mit 9s (37V) und ordentlich Strom, das ist zu viel.

Die günstige Lösung ist ein normales 6s Akkupack, dazu gibt es auch preiswerte Ladegeräte.

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Hallo zusammen,

 

sorry, dass ich so lange Zeit verschwunden war. Thema und die Studienarbeit selbst sind noch aktuell, oder viel mehr aktueller den je. Ich schreibe sie gerade zusammen. Literurrecherche und Modell sind so weit fertig. Es läuft auf einen Vergleich von konventionellem Konzept (Modellbaumotor) und alternativen Ansätzen, wie 3~SYN, permanentmagneterregtem BLDC oder Switched Reluktanzmotor aus der Werkzeugmaschinenindustrie hinaus. Desweiteren habe ich eine Recherche beim IEEE und dem Patentamt nach neuen Ansätzen gemacht.

 

Seit letzter Woche liegt der Turnigy 6374 SK3 im Labor rum und wird gerade zerlegt...

 

So weit, so gut...

 

Hi Marc,

 

sehr gut, dass es weitergeht. Hast du einen Motorprüfstand zur Verfügung?. Vor einigen Wochen war ich bei der TU-Berlin und konnte in Erfahrung bringen, dass dort ein Motorprüfstand ist, für E-Motoren bis 3kW. (Den größeren benötigen wir hier nicht). Leider bekomme ich keinen Kontakt zur TU hin. Ich hätte gerne einige Kennlinien der 63xx Reihe in Bezug auf verschiedene Motorsteller. Also Block-, Trapez- und Sinus- Kommutierung als Kennlinie. Ist dort wirklich ein signifikanter Unterschied in Bezug auf Drehmoment und Wirkungsgrad auszumachen?

 

Ich schließe mich Chrizz an, dass der Motor, den Du ausgesucht hast mehr als eine Nummer zu groß ist. Gestern habe ich Videos vom Tesla gesehen und 600Nm sind im Sitzen recht ordentlich. Aber mit einem Skateboard ist deine Motorgröße etwas übertrieben (zu mindestens im Flachland).

 

Berichte mal auszugsweise aus deinen Erkenntnissen.

 

VG

 

Barney

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Danke, für die schnelle Rückmeldung. Das Problem ist, das der Lehrstuhl das Thema nur absegnen wollte, weil wir es etwas anders verpackt haben. Das Longboard ist quasi nur noch Anwendungsbeispiel für kleine, hochtourige Synchronmaschinen. Dennoch geb ich euch natürlich recht, das der Motor überdimensioniert ist. Es besteht aber ein reges Interesse an der großen Leistung, die aus dem "kleinen" Motor zu ziehen ist. Momentan wird er gerade komplett zerlegt, um sich den Aufbau nochmal genauer anzusehen; im Anschluss wieder zusammengebaut und ein Prüfstand (daher auch erstmal noch nicht so wichtig, welcher Akku) damit aufgebaut. Sinus- oder Blockstromkommutierung ist teil meiner Studienarbeit und wird sicher auch in der ein oder anderen Messreihe abgefahren. Mal sehen, was noch so kommt...

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JO die Leistung dieser Motoren sind ziehmlich übel.

Ich hatte den 6374 an meinem Streetboard mit 7s Akku ca. 30A.

Begrenzung lag hier am Akku, max speed war ca 35 km/H. Reicht!

Jetzt habeich den 6364 mit 9s und ca 90A am Board. Bissle krank. Speed ca 54km/H nur weil die Übersetzung "so klein ist" Beschleunigung .... übel.

Nicht zu empfehlen für Leute die nicht sicher skaten / e-boarden.

 

Für welche Geschwindigkeiten wollt ihr das Board auslegen? (max 40 langt völlig laut meinen Jahrelangen Eboardfahrten, ok das 9s Board ist schon ein wenig Adrenalinhaltig :cornut: aber auch etwas anstrengend zu fahren, da man immer sehr angespannt draufsteht :-)

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Im Modell und der Prozessbeschreibung hab ich die Vorgaben auf 30 km/h gesetzt, da es sich laut Thema, um ein "Stadtbrett" handelt. Ich bin wirklich mal gespannt, wenn der Motor die nächsten Tage am Prüfstand hängt. Ich muss aber erstmal noch eine geeignete Gleichstromquelle auftreiben.

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Ich muss aber erstmal noch eine geeignete Gleichstromquelle auftreiben.

 

Nimm doch zwei bis drei Autobatterien! Keinen Konstanter, ich habe damit meinen durchgebrannt!

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Ich muss aber erstmal noch eine geeignete Gleichstromquelle auftreiben.
Nimm doch zwei bis drei Autobatterien! Keinen Konstanter, ich habe damit meinen durchgebrannt!

Auf jeden Fall Akkus! Die können am besten mit ihrem niedrigen Innenwiderstand die Spannungsüberhöhungen am Reglereingang plätten.

Die meisten Netzteile werden hier versagen. Kann im Extremfall auch den Regler kosten.

 

Wobei bei 2-3 Autobatterien wirds schon energiereich ;) passende Sicherung nicht vergessen.

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Ich dachte die Sicherung hier eher als Personenschutz und nicht als Geräteschutz. Ein Kurzschluss an zwei bis drei in Reihe geschalteten Autobatterien kann schon ne Menge flüssiges Metall durch die Gegend spritzen lassen...

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Ich dachte die Sicherung hier eher als Personenschutz und nicht als Geräteschutz. Ein Kurzschluss an zwei bis drei in Reihe geschalteten Autobatterien kann schon ne Menge flüssiges Metall durch die Gegend spritzen lassen...

 

Hi Beatbuzzer,

eine Sicherung für den Personenschutz? Nenne mich veraltet, aber eine Sicherung ist eher ein Leitungsschutzelement. Ein Personenschutz wird in der Niedespannung mit einem RCM oder RCD (FI) erreicht. Da es sich hier eindeutig um Schutzkleinspannung handelt, sehe ich hier keine Gefahr. Ich gebe dir recht, im Bezug auf die Ströme, die auftreten können, dass eine Schutzbrille (rotierende Teile gibt es ja auch) nicht von Nachteil wäre.

 

Drücken wir Marc die Daumen, dass er bei der Messung eines Motors nicht sein Leben lässt. :skep:

 

VG

 

Barney

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