Hallo Forum, es ist vielleicht nicht ganz das Übliche, aber ein besseres Forum kenn ich einfach nicht für solche Dinge ;-) Ich würde gern den Verbrennungsmotor (10PS?) eines Buggys durch einen Elektromotor (Asynchronmotor) ersetzen. Da dies technisch und handwerklich schon genug Aufwand ist, würde ich gern so viel wie möglich "fertig" besorgen. Da der Motor ja nicht immer auf Volllast laufen kann, muss er gesteuert werden, das geht soweit ich weiß über einen Frequenzumrichter. Als Spannungsquelle dienen ausreichend Autobatterien, die könnte ich schalten wie ich mag, um zwischen 12V und 72V. (6Stk) Aber alle haben gemeinsam, dass sie Gleichstrom liefern. Wie bringe ich nun einen Asynchronmotor mit ca 10KW über einen Frequenzumrichter mit Gleichstrom zum Laufen? Die Steuerung des Umrichters über ein Pedal anzusteuern müsste dann ja irgendwie möglich sein. LG Daniel
DanielDuesentrieb schrieb: > Als Spannungsquelle dienen ausreichend Autobatterien, die könnte ich > schalten wie ich mag, um zwischen 12V und 72V. (6Stk) > Aber alle haben gemeinsam, dass sie Gleichstrom liefern. Bei 10KW sind das bei 72V etwa 130A. Wenn man bedenkt daß der notwendige Aufwärtswandler und den Umrichter noch weg geht eher 150A. Was denkst du wie lange du damit fahren kannst 1 Minute, 2 Minuten? Zumal normale KFZ Starter Batterien schon bei 30 -50 Entladungen auf 50%! ihrer Nominalkapazität an ihrem Lebensende sind. Du brauchst mindestens zyklenfeste Akkus in Verbindung mit einem 70V Gleichstrommotor wie er in E Carts, Golf Buggies oder Gabelstapler eingesetzt wird.
Wenn Du keinen eigenen Wandler entwickeln willst/kannst, könntest Du den Gleichspannungsteil eines Wechselrichters nutzen, um von der Akkuspannung auf 325V Gleichspannung zu kommen. Mit diesen könntest Du dann einen herkömmlichen Frequenzumrichter speisen. Dennoch, ein Asynchronmotor für das Drehstromnetz ist nicht unbedingt die erste Wahl für ein akkubetriebenes Fahrzeug. Da eigenen sich 48V oder 72V Synchronmotoren deutlich besser.
Zur Batterie: Das Ganze "hält" bei einer mittleren Leistungsabgabe von 3KW dann etwa 2 Stunden und ist ausreichend. Den Strom werden sie ebenfalls liefern können denke ich. Der Einwand mit der Lebensdauer ist absolut berechtigt, ich werde über Lithium Akkus nachdenken oder eine passende Alternative. Ja, ich dachte auch , dass es 72V Gleichstrommotoren geben müsste. Im Netz finde ich absolut nichts ? Kann ich den mit einer einfachen PWM steuern oder wie funktioniert die Steuerung eines Gleichstrommotors? LG Daniel
DanielDuesentrieb schrieb: > Kann ich den mit einer einfachen PWM steuern oder wie funktioniert die > Steuerung eines Gleichstrommotors? Ja, PWM ist da (Für Motore mit Bürsten) die richtige Wahl. 10kW Motoren benötigen allerdings eine robuste Endstufe - bedenke, das der Anfahr- und Blockierstrom gut und gerne nochmal das doppelte des Nennstromes werden kann. Kommerzielle Motorcontroller für E-Fahrzeuge gibt es beispielsweise von Curtis: http://curtisinstruments.com/ http://www.ebay.com/sch/sis.html?_nkw=Curtis+72+Volt+400+Amp+DC+Motor+Controller Wenn du selberbauen willst (Achtung, der TÜV ist bei Strassenfahrzeugen recht genau) ist evtl. der 'Cougar Controller' (Suchmaschinenbegriff) ein geeignetes Projekt.
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Matthias Sch. schrieb: > DanielDuesentrieb schrieb: >> Kann ich den mit einer einfachen PWM steuern oder wie funktioniert die >> Steuerung eines Gleichstrommotors? > > Ja, PWM ist da (Für Motore mit Bürsten) die richtige Wahl. 10kW Motoren > benötigen allerdings eine robuste Endstufe - bedenke, das der Anfahr- Hallo Matthias, Vielen Dank für die Info. Ja der hohe Start Strom ist mir bewusst. Da werde ich alles ausreichend dimensionieren . Nur würde ich sagen sind bürstenlose Motoren Stand der Technik, so wie ich das lese? Du hattest so explizit auf die Bürsten hin gewiesen, da besteht die Frage, ob bürstenlose auch über eine PWM steuerbar sind oder ob das anders gemacht wird ? LG Daniel
DanielDuesentrieb schrieb: > Ja der hohe Start Strom ist mir bewusst. Da > werde ich alles ausreichend dimensionieren . Dafuer gibt es eine Stromregelung im Umrichter, die begrenzt den Motorstrom. DanielDuesentrieb schrieb: > da > besteht die Frage, ob bürstenlose auch über eine PWM steuerbar sind oder > ob das anders gemacht wird ? Da must du selber fuer die Kommutierung sorgen anhand der Winkelstellung des Rotors oder eine Sensorloskommutierung anhand der EMK.
Einfacher wird es mit einem Universalmotor (Bürstenmotor). Mit einem Schalter kannst Du dann die Akkuzellen parallel und seriell schalten. Ist halt vom Wirkungsgrad nicht ganz so gut wie ein Synchronmotor. Dafür ist das Drehmoment bei Drehzahl 0 am höchsten. Und sicherleich im Einzelfall einfacher. Als Akkus würde ich LiFe Akku empfehlen. Die sind eigensicher.
Helmut Lenzen schrieb: > Sensorloskommutierung anhand der EMK In der 'grossen' Fahrzeugtechnik sind sensorlose BLDC so gut wie unbekannt, da sie nicht richtig anfahren. Deswegen werden hier immer Hallsensoren benutzt, die dafür sorgen, das der Motor mit Blockkommutierung gestartet werden kann und dann z.B. auf FOR umgeschaltet wird. Einfachere Steuerungen wie z.B. für Elektroroller bleiben dann bei der Blockkommutierung. DanielDuesentrieb schrieb: > Nur würde ich sagen sind bürstenlose Motoren Stand der Technik, so wie > ich das lese? Du hattest so explizit auf die Bürsten hin gewiesen, da > besteht die Frage, ob bürstenlose auch über eine PWM steuerbar sind oder > ob das anders gemacht wird ? Nee, natürlich werden auch bürstenlose Motoren über PWM gesteuert, es ist die energiesparendste und zeitgemässe Lösung, da die Geschwindigkeit direkt über die Pulsbreite gesteuert wird. Nur sind hier eben 3 Endstufen (Halbbrücken) bei 3-Phasen Motoren nötig. Bei Bürstenmotoren hingegen ist es sogar üblich, den Strom durch die Feldwicklung bei hohen Drehzahlen abzusenken, um den Abbrand am Kollektor und den Kohlen zu verringern. Wenn du deine eigene 3-Phasen Steuerung entwickeln willst, ist die Application Note AVR447 von Atmel ein guter Einstieg. Sinusbetrieb mit Hallsensoren.
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Ein Selbstbau kommt denke ich vorerst nicht in Frage. Ich verfüge zwar über recht umfangreiche Programmierkenntnisse auch im Mikrokontrollerbereich und eine PWM habe ich schon oft programmiert, aber die gesamte Regeltechnik wie Strombegrenzung etc sowie die imensen Stromstärken und der damit verbundene Aufwand schrecken mich etwas ab. Wenn ich das jetzt richtig sehe : Asynchronmotor & DC Frequenzumrichter wie von Hitachi wäre eine Möglichkeit die "normale" Lösung ist ein 48V Synchronmotor mit einem Motorcontroller wie zb die von Curtis. Den Frequenzumrichter bzw den Motorcontroller könnte ich direkt an die Spannungsquelle anschließen und würde als "Gaspedal" dienen oder sind noch mehr Bauteile nötig? LG Daniel
Und ein 48V DC Motor kann doch keine 3 Phasen haben, oder? 3 Phasen sind doch eher die 480V 3 Phasen AC Motoren ?
Sehe ich auch so. Das mit der PWM stimmt. Nur brauchst Du dafür einen "Schalter". Die Frage ist, ob die das Rückspeisen von Energie wichtig ist? Der Frequenzumrichter musst du so programmieren, dass er ein Drehmoment liefert (Entspricht dem Gaspedal vom Auto). Wie du dem FU das Drehmoment beibringst (Poti, Gaspedal Schalter,....) ist deine konstruktive Sache. So Kleinigkeiten wie Spannungsanzeige für die Batterie Notschalter,... solltest du auch noch vorsehen.
Klar, einen riesigen roten Notaus-Knopf bring ich als aller erstes an ^^ Eine Rückspeisung der Energie wäre ja erstmal nur mit Asynchronmotoren umsetzbar denke ich, aber auch dann würde ich klar sagen nein, denn ich glaube nicht, dass die verwendeten Akkus sich über einen Ladestrom von 100A aufwärts freuen würden. und : wer weniger bremst fährt länger schnell. Spaß beiseite, eine Bremsenergierückgewinnung ist nicht vorgesehen. Die Frage bleibt, ob ich mit den Komponenten fertig bin Sychronmotor + Controller bzw Asynchronmotor + FU (abgesehen von der Peripherie) LG Daniel
DanielDuesentrieb schrieb: > Die Frage bleibt, ob ich mit den Komponenten fertig bin > Sychronmotor + Controller bzw Asynchronmotor + FU Wenn der FU eine Drehzahl vorgibt die kleiner als die momentane Drehzahl des Motors ist wirkt der Motor als Generator. Das heist entweder speist dein FU zurueck oder du vernichtest die Energie in einem Bremswiderstand.
Ich müsste ausrechnen, wie stark der Ladestrom dann für die Batterie wäre, denn das meiste würde ja eigentlich in den Bremsen vernichtet werden. Hat ein Asynchronmotor denn automatisch bei einer Drehzahl n die Bremsleistung, die er selbiger Drehzahl maximal abgeben würde? Kann ich mir kaum vorstellen. Bei einem Synchronmotor würde dieser Effekt nicht auftreten, oder ? Der arbeitet ja nicht als Generator. Das Problem muss ja auch irgendwie umgangen werden können, in dem man die Drehzahl anpasst, sonst würde simples vom Gas gehen ja eine "Vollbremsung" bedeuten. Ich denke das lässt sich alles in den Griff kriegen. Bremsenergiegewinnung ist nur in dem Maße vorgesehen, wie es das Akkupack nicht schädigt. wie entscheide ich mich jetzt zwischen Synchronmotor und Asynchronmotor ?
Suche mal nach elektrischen Gabelstapler-Antrieben. 24-80V sind gebräuchlich, und es gibt zusammenpassende Motoren und Inverter von ca. 1kW - ca. 40kW.
DanielDuesentrieb schrieb: > Bei einem Synchronmotor würde dieser Effekt nicht auftreten, oder ? Der > arbeitet ja nicht als Generator. Der ist sogar noch ein besserer Generator. Du liest dir am besten mal die Eigenschaften der verschiedenen Motoren durch.
Inverter Beispiel: http://www.aliexpress.com/item/GENUINE-CURTIS-1230-2402-24V-200A-MULTIMODE-AC-MOTOR-CONTROLLERS-FOR-ELECTRIC-FORKLIFT-STACKER-PALLET-GOLF/624573379.html
Deswegen mein Hinweis auf das Drehmoment. Da kommt es nicht zum bremsen, bzw rückspeisen. Machens bei den KFZ Invertern auch nicht anders. Rückspeisen bedeutet negatives Drehmoment. Ich denke mit einer Drehzahlvorgabe wird das Fahren nicht einfach. Auch die Italiener haben ihre Loks mit drehzahlgesteuerten Synchronmotoren ausgemustert.
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