Innen- und Außenläufer. Gesteuert werden diese Motoren über sogenannte Brushless Regler bzw. ESCs. Hinter dieser Bezeichnung steht die englische Abkürzung für electronic speed control. Worauf du beim Kauf solcher Regler achten solltest, erfährst du in diesem Ratgeber.
Funktionsweise eines Brushless Motor Reglers
Wie bereits erwähnt, werden im Modellbau Brushless-Motor-Regler für die Steuerung von bürstenlosen Elektromotoren verwendet. Hierbei handelt es sich um Gleichstrommotoren mit drei Phasen-Anschlüssen. Diese werden über einen LiPo oder einen NiMh-Akku mit Strom versorgt. Die verwendeten Motoren verfügen über eine Leistung zwischen 100 W und 2 kW und vertragen eine Spannung zwischen 7 und 50 Volt. Die Ströme sind für 5 bis 120 A ausgelegt.
Ein Brushless ESC sorgen dafür, dass der passende Strom vom Akku zum Motor weitergeleitet wird. Dabei erreichen diese ein zur Drehzahl passendes Drehfeld. Mithilfe eines Frequenzumrichters erkennt der Brushless-Regler die Motordrehzahl über das anliegende Magnetfeld. Auf diese Weise kannst du die Spannung und Kraft des Elektromotors, aber auch die Geschwindigkeit, die Flugrichtung vorwärts und rückwärts, die Beschleunigung und das Abbremsen steuern. Es handelt sich dabei um eine sehr effiziente Drehzahlregelung.
Anzumerken ist, dass ein Brushless-Regler erst nach der Anlaufphase des Motors die richtige Drehzahl ermitteln kann [1]. Beim Drohnenflug ist es wichtig, dass die Motoren bzw. Rotoren immer mit konstanter Drehzahl laufen. Hier kann dir ein guter Regler mehr Sicherheit bieten.
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Welcher Regler für Brushless Motoren: Richtige Auswahl
Beim Kauf solltest du darauf achten, dass der Regler über eine ausreichende Strombelastbarkeit verfügt. Hier gibt es auf dem Markt viele unterschiedliche Modelle. Gerade bei Drohnen solltest du auf eine kompakte Ausführung achten. Der Regler sollte beim Anlegen einer Spannung sowie dem fließenden Strom insgesamt nur zu 80 % belastet werden. Wenn du etwa einen Regler für 100 A verwendest, der für insgesamt 6S-LiPos (also sechs Akkuzellen) ausgelegt ist, sollte dieser sicherheitshalber nur mit 5S-LiPos (also fünf Akkuzellen) betrieben werden. Dann werden nur 80 A erreicht.
Eine Überlastung ist auf alle Fälle zu vermeiden. Die 80-Prozent-Regel solltest du gerade bei LiPos mit hoher C-Rate einhalten, da diese über einen niedrigen Innenwiderstand verfügen und dennoch eine ausreichend hohe Spannung liefern. Der richtige Regler hängt natürlich auch vom verwendeten Motor oder den Motoren ab. Hier spielen unter anderem die Umdrehungsgeschwindigkeit und der KV-Wert eine wichtige Rolle.
Vielleicht fragst du dich, wie viel Ampere man nun wirklich benötigt. Hierzu habe ich dir beispielhaft eine kleine Auflistung vorbereitet:
- DC 5-36V – 15A für 2-3S LiPo
- DC 4-16V – 30A für 2-3S LiPo
- DC 5V – 40A für 2-4S LiPo
- DC 5,8V – 60A für 2-3S LiPo
- DC 5,5V – 70A für 2-6S LiPo
- DC 5,8V – 80A für 2-4S LiPo
- DC 5,8V – 120A für 2-4S LiPo
Die meisten Brushless-Regler befinden sich wasserdicht in einem Schrumpfschlauch. Top-Modelle sind zudem wassergekühlt, da während der Stromabgabe eine hohe Hitze zu erwarten ist. Damit wird einer möglichen Brandgefahr entgegengewirkt. Wichtig zu wissen ist, dass du für jeden Brushless-Motor einen Regler benötigst. Lediglich bei Verwendung der traditionellen Bürstenmotoren kommst du insgesamt mit einem Regler aus.
Etwas verwirrend sind in den Produktbezeichnungen die Abkürzungen BEC, SBEC, UBEC und Opto. Hinter BEC steht Battery Elimination Circuit. Dies bedeutet, dass in einem Modell ein Akku als Hauptstromquelle für die Motorsteuerung und ein weiterer Akku für die Empfängereinheit verwendet wird. Der Regler mit BEC kann den zweiten Akku ausblenden (eliminieren) und die benötigte Leistung für den Empfänger aus dem Hauptakku bereitstellen.
Eine Weiterentwicklung stellen die schaltbaren BECs (SBECs) dar. Sie erreichen keine Verlustleistung und heizen sich auch nicht so stark auf, wie die einfachen BECs. Bei den Ultimate BECs (UBECs) handelt es sich um Standalone-Spannungsregler, die für große Ströme konzipiert sind und einen noch besseren Wirkungsgrad erzielen. Sie gelten als sehr zuverlässig. Schließlich gibt es noch die Optokoppler oder kurz Opto. Diese vertragen ebenfalls hohe Spannungen, können aber den Regler von der übrigen Elektronik vollständig isolieren. Optos werden zum Teil in Drohnen eingesetzt.
Auf dem Markt findest du letztlich noch Brushless-Motoren mit integriertem Regler. Damit kannst du Platz im Modell sparen. Ebenfalls interessant sind die Brushless-Motor-Regler-Kombinationen, die im Set angeboten werden. Hiermit kannst du nicht nur etwas sparen, sondern kannst sicherstellen, dass die Komponenten genau aufeinander abgestimmt sind.
Regler für Drohnen
- Elektronischer Drehzahlregler mit BEC
- Drehrichtung des Motors ist programmierbar
- Unterspannungsschutz / Überhitzungsschutz / Drosselschutz
- Alarmfunktion erleichtert das Suchen der Drohne
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Regler für RC Flugzeuge
- Verschiedene Ausführungen: 20A, 30A, 40A, 60A & 80A
- Sichere Einschaltfunktion
- umfassende Schutzfunktion
- Komplett Programmierbar
Regler für RC Autos
- Fahrtregler Belastbarkeit (max. A): 760A
Preis: € 8,95 Preis prüfen*
Preis: € 64,80 Preis prüfen*
Regler für RC Boote
- Regler mit 200 A Wasserkühlung
- Empfohlene Batterie: Lithium-Ionen / Lithium-Polymer 2-7S
- Drosselklappeneinstellung, Bremse, Richtung, Cut Off
Preis: € 29,14 Preis prüfen*
Preis: € 55,39 Preis prüfen*
Universal Programmierkarte für Brushless Regler: Was ist das?
Wenn du dir einen hochwertigen RC Fahrtenregler kaufst, ist es meist möglich, diesen individuell zu programmieren. Es bietet viele Vorteile, einen Brushless Regler programmieren zu können. Normalerweise kann man einen Regler auch durch Drücken bestimmter Drucktasten manuell programmieren. Dies ist jedoch sehr umständlich. Einfacher geht es mit einer Universal-Programmierkarte, die es optional zu kaufen gibt.
Damit kannst du die richtigen Timing-Einstellungen, die Schaltfrequenz, die Abschaltspannung für die LiPos als Tiefentladeschutz und vieles mehr einstellen. Beim Brushless Regler anlernen lässt sich auch der Softanlauf der Motoren sowie die Drehrichtung festlegen. Wichtig zu wissen ist, dass die Programmierkarte* auch wirklich zum entsprechenden Regler passt. Insgesamt lassen sich hierüber der Brushless Motor und Regler abstimmen.
Universal Programmierer
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Häufige Fragen & Antworten
Im Modellbau werden heute größtenteils nur noch Brushless-Motoren eingesetzt. Daher benötigen diese einen entsprechenden Brushless-Regler. Eingesetzt werden diese daher in allen bekannten RC-Modellen, wie zum Beispiel…
– RC-Autos,
– RC-Boote,
– RC-Flugzeuge,
– RC-Multicopter sowie
– Drohnen.
Der Regler verfügt über drei Anschlusslitzen für den Brushless-Motor. Meist sind diese mit den Buchstaben A, B und C oder farbig gekennzeichnet. Diese drei Kabel werden mit den drei Anschlüssen des Motors verbunden. Falls hierbei die Drehrichtung nicht stimmen sollte, kann man zwei dieser Kabel vertauschen, sodass eine Umpolung stattfindet.
Auf der anderen Seite des Reglers befinden sich ebenfalls drei Litzen, wobei die mittlere mehradrig ausgeführt ist und einen Stecker besitzt. Hierbei handelt es sich um den BEC Ausgang mit entsprechender Volt-Leistung, welcher zugleich eine Signalleitung für die Ansteuerung enthält. Ansonsten gibt es ein schwarzes Kabel für den LiPo-Minuspol und ein rotes Kabel für den LiPo-Pluspol. Wer auf Nummer sicher gehen möchte, der lötet zwischen dem roten Pluskabel noch eine sogenannte Schottky-Diode. Diese kann den Empfänger auch dann noch mit Strom versorgen, wenn der Regler zum Beispiel durch eine Überhitzung Schaden nimmt.
LiPos dienen als Stromquelle und werden mit mehreren Akkuzellen angeboten. Erkennbar ist dies an der S-Zahl. Ein 2S-LiPo besitzt zwei Akkuzellen, ein 4S-LiPo dagegen vier Zellen. Hier möchte ich nochmals auf 80-Prozent-Auslastung verweisen. Beim Kauf eines neuen Reglers werden dort zwei wichtige Zahlenwerte angegeben. Hierbei handelt es sich um die zu verkraftende Voltzahl und die Anzahl der unterstützten Zellen. Ganz ausreizen sollte man die Zellenanzahl jedoch nicht, um eine Überlastung zu vermeiden. Ist ein Regler für 6S LiPos ausgelegt, dann sollte man lieber 5S LiPos verwenden.
Brushless Regler: Fazit
Der Brushless-Regler übernimmt wichtige Aufgaben für eine perfekte Motorsteuerung. In aller Regel lassen sich moderne Regler über Programmierkarten individuell anpassen und optimieren. Diese Bauteile werden zwischen LiPos und Brushless-Motoren gesetzt. Wichtig zu wissen ist, dass du sämtliche Komponenten genau aufeinander abstimmen musst, damit es nicht zu Beschädigungen kommen kann.
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Quellen & Einzelnachweise:
[1] https://betaflight.de/docs/knowledge-base/bauplanung-und-baufehler/esc-motor-propeller-auswahl/
