Hallo Zusammen, Ich mache mir grad Gedanken, wie ich den passenden Querschnitt für die Zuleitung zu einem BLDC berechne. Zum Beispiel die Berechnung für diesen 1000W Motor: https://www.ebay.de/itm/163495499694 Spezifikation: - 48V DC - Rated 1000 Watt, 27.8 amps - Rated 4800 RPM - Chain drive (11 teeth sprocket) T8F Sprocket (8mm pitch) - Type of motor: DC, Brushless (BLDC) Idee: Auslegung nach Nennstrom 27,8A. Problem: Wenn die eingestellte Drehzahl unterhalb der Nenndrehzahl ist, verringert sich die Spannung und dementsprechend erhöht sich der Strom. Dann würde die Auslegung nach Nennstrom ja gar nicht mehr passen... Z. B.: Angenommen ich würde den Motor gern mit 3000rpm drehen wollen, wie würde sich dann der Strom hier verhalten. Müssten hier dann evtl. andere Querschnitte eingesetzt werden oder ist das so vielleicht gar nicht zulässig, die Nenndrehzahl auf Dauer zu verändern? Danke :)
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Alexander M. schrieb: > verringert sich die Spannung und > dementsprechend erhöht sich der Strom. Wieso sollte sich der Strom erhöhen, wenn du die Spannung senkst? Das wäre ein neues physikalisches Prinzip. denn so ein Motor ist ja kein Schaltnetzteil. Du senkst die mittlere Spannung am BLDC, damit er langsamer wird. Da sich im Motor nichts an den Wicklungen ändert, wird auch der Strom geringer. Du legst also deine Zuleitungen nach dem Strom bei Vollast aus.
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Matthias S. schrieb: > Alexander M. schrieb: >> verringert sich die Spannung und >> dementsprechend erhöht sich der Strom. > > Wieso sollte sich der Strom erhöhen, wenn du die Spannung senkst? Das > wäre ein neues physikalisches Prinzip. denn so ein Motor ist ja kein > Schaltnetzteil. Du senkst die mittlere Spannung am BLDC, damit er > langsamer wird. Da sich im Motor nichts an den Wicklungen ändert, wird > auch der Strom geringer. > Du legst also deine Zuleitungen nach dem Strom bei Vollast aus. Ah interessant. Danke. Ich dachte, die Ansteuerelektronik ist ähnlich wie ein Tiefsetzsteller. Und da kann es ja schon sein, dass andere Ströme an der Last sind wie an der Eingangsseite. Vielleicht muss ich mir das Thema dann nochmals genauer anschauen... Volllast /= Nennlast oder? Volllast ist sozusagen die max. Last, die kurzzeitig am Motor anstehen kann, sowas wie "P_max"? 2. Idee: Ich nehme den gleichen Querschnitt wie der Motor hat, evtl. "eine Nummer größer", um Leitungsverluste zu minimieren. Grüße
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Du kannst davon ausgehen, dass der Motor bei (ab) Nenndrehzahl seine maximale Leistung erreicht, d.h. davor sind die Phasenströme limitierend (wie du bereits erkannt hast). In der Regel ist es da (für die Wicklungsauslegung) unsinnig, höhere Ströme zu ermöglichen, d.h. zwischen Stillstand und Nenndrehzahl steigt die Leistung meist linear an. Beim BLDC würde ich auf AC-Seite (d.h. nach dem Inverter/"Treiber") nicht mehr mit Spannungen hantieren, hier sind die Ströme und deren Phasenlage entscheidend. Wenn Du auf DC-Seite die Spannung senkst, wird Dir das nur die max. Leistung (bei begrenztem DC-Strom) und Drehzahl limitieren, bei selber Last hat das auf die Phasenströme keinen Einfluss.
Okay. Angenommen oberes Beispiel. Ansteuerung durch einen passenden Treiber. --> Welchen Leitungsquerschnitt benötige ich für die Zuleitung zum Treiber? --> Welchen Leitungsquerschnitt benötige ich zwischen Treiber und Motor? --> Wie kann ich das berechnen? Das sind eigentlich so die Kernfragen :) Grüße
Alexander M. schrieb: > Wenn die eingestellte Drehzahl unterhalb der Nenndrehzahl ist, > verringert sich die Spannung und dementsprechend erhöht sich der Strom. Wo kommt so ein Unsinn her ? Alexander M. schrieb: > Zum Beispiel die Berechnung für diesen 1000W Motor Merkwürdiger Motor. Obwohl angeblich brushless, hat sein Anschlusskabel nur 2 dicke Leitungen, und er erfordert einen "speziellen Controller", der Controller ist also auch nicht eingebaut. Das ist kein brushless. Zudem hat er schon ein Anschlusskabel, vermitlich 1.5mm2 dünn. Das reicht dann auch. Der rest sind von der Marketingabteilung hinzugelogene Leistungsdaten.
MaWin schrieb: > Merkwürdiger Motor. Obwohl angeblich brushless, hat sein Anschlusskabel > nur 2 dicke Leitungen, bei genauerem Hinsehen sind es 3 dicke Leitungen. Die 5 dünnen Leitungen lassen vermuten, dass Sensoren für den Controller verbaut sind. > Das ist kein brushless. Mutige Aussage. > Zudem hat er schon ein Anschlusskabel, vermitlich 1.5mm2 dünn. Auch hier hilft Lesen. Die Kabel sind AWG12, das sind etwa 3.3mm².
Vielleicht ist der Motor als Beispiel schlecht gewählt... Es geht aber mir hier nicht speziell, diesen Motor anzuschließen, sondern allgemein den Kabelquerschnitt für einen BLDC zu berechnen. BLDC: 3 Phasen, 3 Hall-Sensoren Ansteuerelektronik: Treiber mit 6 MOSFETs
Na dann - auf DC-Seite ist das trivial, I=P/U. Auf AC-Seite (3 Phasen, üblicherweise) kann Dir das keiner ohne weitere Info sagen, das ist nämlich abhängig vom Aufbau des Motors. 5 Windungen á 5A erzeugen das selbe Moment wie eine Windung mit 5A. Am einfachsten behältst Du einfach den Leitungsquerschnitt der vorhandenen Anschlüsse bei oder machst deine Kabel dicker. Aber langsam driftet das in eine Grundlagenerklärung ab, fang doch mal bitte ganz klein an, bevor Du mit Leistungen im Kilowattbereich (!) hantierst. Das ist lebensgefährlich, selbst bei 48 V.
B. K. schrieb: > Na dann - > auf DC-Seite ist das trivial, I=P/U. > Auf AC-Seite (3 Phasen, üblicherweise) kann Dir das keiner ohne weitere > Info sagen, das ist nämlich abhängig vom Aufbau des Motors. 5 Windungen > á 5A erzeugen das selbe Moment wie eine Windung mit 5A. > Am einfachsten behältst Du einfach den Leitungsquerschnitt der > vorhandenen Anschlüsse bei oder machst deine Kabel dicker. > > Aber langsam driftet das in eine Grundlagenerklärung ab, fang doch mal > bitte ganz klein an, bevor Du mit Leistungen im Kilowattbereich (!) > hantierst. Das ist lebensgefährlich, selbst bei 48 V. Danke! Ja so werde ich das dann wohl machen. Passt. Zusatz: Egal welche Leistungsklasse, mir geht's um die Berechnung der Leistungsquerschnitte bei BLDC Motoren.
Alexander M. schrieb: > Egal welche Leistungsklasse, mir geht's um die Berechnung der > Leistungsquerschnitte bei BLDC Motoren. Ob da ein BLCD-Motor oder ein Toaster oder sontswas dranhängt, ist dem Strom und auch dem Kabel völlig egal. Alexander M. schrieb: > Zum Beispiel die Berechnung für diesen 1000W Motor: > Ebay-Artikel Nr. 163495499694 Nach den üblichen Belastbarkeitstabellen, die man ohne große Mühe überall im Netz findet, brächte es für 48A Dauerstrom 6mm². Das ist aber in diesem Fall dann doch überdimensioniert, denn die Belastbarkeit der Kabel für China-Ampere ist mindestens doppelt so groß, wenn nicht noch mehr. Wenn du dem Motor echte 1KW abverlangst, ist der schneller kaputt als jedes Kabel. MaWin schrieb: > Merkwürdiger Motor. Obwohl angeblich brushless, hat sein Anschlusskabel > nur 2 dicke Leitungen, Das sind schon drei (grün/blau/gelb), das Foto ist nur etwas ungünstig. Oliver
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Okay, also einfach auf Nennstrom auslegen und gut ist, oder? Aber im Prinzip hab ich ja immer nur 2 der 3 Phasen belastet, theoretisch könnte ich ja dann auf Nennstrom * 2/3 auslegen, oder? Zudem nochmal zurück zu der Anmerkung, dass der Eingangsstrom immer gleich dem Ausgangsstrom ausgelegt werden kann: Angenommen ich lass den Motor mit 10U/min laufen, dann hab ich ja auf der Ausgangsseite eine andere Spannung (< 48V) als auf der Eingangsseite (48V) --> bei gleicher Leistung hab ich dann auch unterschiedliche Ströme?! Hab ich da einen Denkfehler?! Danke ;) Grüße
Alexander M. schrieb: > Spezifikation: > - 48V DC > - Rated 1000 Watt, 27.8 amps > - Rated 4800 RPM > - Chain drive (11 teeth sprocket) T8F Sprocket (8mm pitch) > - Type of motor: DC, Brushless (BLDC) Fernost und Specs ... Auf dem einen Foto steht 3000RPM, auf dem anderen 4800 RPM ... 1000W sind verdächtig exakt 27.8A * 36V ... Auch wenn bei Motoren an sich die Abgabeleistung angegeben wird ist das auf Ebay meistens nicht so. Nimm denselben Querschnitt wie die Anschlüsse des Motor sind in Silikonleitung. Zuleitung zum Controller dann 50% mehr Querschnitt. Den Dauerstrom lieber auf 1/2-2/3 des aufgedruckten Wertes begrenzen. Sind oft Phantasiewerte, die einige Sekunden gehen, aber kein Dauerstrom. Bei weniger Spannung darf der Strom auch nicht größer werden. Eher etwas kleiner, da die Kühlung schlechter ist.
Alexander M. schrieb: > Angenommen ich lass den Motor mit 10U/min laufen, dann hab ich ja auf > der Ausgangsseite eine andere Spannung (< 48V) als auf der Eingangsseite > (48V) --> bei gleicher Leistung hab ich dann auch unterschiedliche > Ströme?! Ausgehend von 4800rpm an 48V ... müsste der Controller die Phasenspannung auf 0,1V runtersetzen. Mehr als 20A gehen dann sicher nicht. Also < 2W Leistung (elektrisch). Rein theoretisch, weil die Reibung alle Theorie zunichte macht.
Alexander M. schrieb: > Okay, also einfach auf Nennstrom auslegen und gut ist, oder? Nein. Zunächst ist festzulegen wie hoch der Stromkreis abgesichert werden muß. Der Leiterquerschnitt richtet sich dann nach der Sicherungsgröße. Eigentlich... Wenn es allerdings um Spielzeug- und Chinatechnik geht, fehlt die Sicherung öfter ganz und die anzuwendenden Regeln werden flexibel vom Erbauer selbst festgelegt. In letztere Kategorie fallen offensichtlich auch die hier bisher gegebenen Ratschläge...
Alexander M. schrieb: > Aber im Prinzip hab ich ja immer nur 2 der 3 Phasen belastet, > theoretisch könnte ich ja dann auf Nennstrom * 2/3 auslegen, oder? Um welche Kabel geht es denn überhaupt? Die von der Batterie zum Controller, oder die vom Controller zum Motor? Die vorhandenen Kabel am Motor haben AWG 12, das sind 3,3mm². Mehr brauchst du da auch nicht zu nehmen. drehstrom schrieb: > Der Leiterquerschnitt richtet sich dann nach der Sicherungsgröße. Kann man allerdings auch umgekehrt machen. Oliver
Oliver S. schrieb: > Alexander M. schrieb: >> Aber im Prinzip hab ich ja immer nur 2 der 3 Phasen belastet, >> theoretisch könnte ich ja dann auf Nennstrom * 2/3 auslegen, oder? > > Um welche Kabel geht es denn überhaupt? Die von der Batterie zum > Controller, oder die vom Controller zum Motor? > > Die vorhandenen Kabel am Motor haben AWG 12, das sind 3,3mm². Mehr > brauchst du da auch nicht zu nehmen. > > drehstrom schrieb: >> Der Leiterquerschnitt richtet sich dann nach der Sicherungsgröße. > > Kann man allerdings auch umgekehrt machen. > > Oliver Ich meinte die Kabelauslegung zwischen Controller zum Motor. Aber nochmal: mir gehts nicht um diesen Motor speziell, sondern mir gehts allgemein um die richtige Auslegung von Kabeln beim BLDC Motoren. Also auch kein China Produkt, sondern einfach ein ganz normaler guter & richtiger Motor mit richtigen Spezifikationen. Angenommen ich hab nicht Nenndrehzahl, sondern eine dauerhafte Drehzahl < Nenndrehzahl, dann würde sich ja bei Nennleistung der Strom erhöhen. Also: bei Nenndrehzahl 4800rpm & 1000W => Controllerseitig: 48V & 27,8A, Akkuseitig: 48V & 27,8A bei Drehzahl 2400rpm & 1000W => Controllerseitig: 24V & 2*27,8A=55,6A, Akkuseitig: 48V & 27,8A Stimmt die Rechnung? Die 55,6A wären dann natürlich zu viel, es gelten (so wie vorhin schon erklärt) trotzdem nur die 27,8A als Nennstrom --> die max. Dauerleistung bei 2400rpm wäre dann 500W. Hab ich da Recht? Vielleicht bin ich da auch komplett auf dem Holzweg... Danke nochmal ;) Grüße
Alexander M. schrieb: > ngenommen ich hab nicht Nenndrehzahl, sondern eine dauerhafte Drehzahl > < Nenndrehzahl, dann würde sich ja bei Nennleistung der Strom erhöhen. Du hast es immer noch nicht ganz verstanden. Die Nennleistung bringt der Motor bei Nenndrehzahl. Drunter ist es weniger. Das kannst du nicht einfach durch mehr Strom kompensieren (kannst du schon, aber nur einmal). Wenn die Nenndrehzahl des Motors für deine Anwendung nicht passt, brauchst du einen anderen Motor. Du wirst dann aber schnell feststellen, daß kleine Nenndrehzahl, große Leistung, kleine Größe, und geringer Preis sich alle gegenseitig ausschließen. Oliver
Oliver S. schrieb: > Alexander M. schrieb: >> ngenommen ich hab nicht Nenndrehzahl, sondern eine dauerhafte Drehzahl >> < Nenndrehzahl, dann würde sich ja bei Nennleistung der Strom erhöhen. > > Du hast es immer noch nicht ganz verstanden. Die Nennleistung bringt der > Motor bei Nenndrehzahl. Drunter ist es weniger. Das kannst du nicht > einfach durch mehr Strom kompensieren (kannst du schon, aber nur > einmal). > > Wenn die Nenndrehzahl des Motors für deine Anwendung nicht passt, > brauchst du einen anderen Motor. > > Du wirst dann aber schnell feststellen, daß kleine Nenndrehzahl, große > Leistung, kleine Größe, und geringer Preis sich alle gegenseitig > ausschließen. > > Oliver Ah, dann hab ich es jetzt (ein bisschen mehr) verstanden :) Beispiel: Spannung wird verringert --> geringere Drehzahl --> geringere Leistungsabgabe --> geringerer Strom Last wird mit Absicht konstant gehalten (z. B. durch eine 1000W Last) & Spannung wird gesenkt --> der Motor hat einen höheren Strom --> Motor wird heiß & dreht sich langsamer Stimmt das so? Zudem noch: - bei 10rpm & hoher Last --> hoher Strom (max. 27,8A) - bei 10rpm & geringer Last --> geringer Strom Die Ströme können dann Eingangsseitig & Ausgangsseitig schon unterschiedlich sein oder? Ist das dann eine Gerade, mit der die Leistung abnimmt bei geringerer Spannung? Bzw. nach welchen Stichwörtern muss hier gesucht werden im WWW, um das sich selbst nochmal genauer anzuschauen? Danke. Grüße
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Alexander M. schrieb: > > Die 55,6A wären dann natürlich zu viel, es gelten (so wie vorhin schon > erklärt) trotzdem nur die 27,8A als Nennstrom --> die max. Dauerleistung > bei 2400rpm wäre dann 500W. Hab ich da Recht? > Korrekt. Das abgeforderte Drehmoment verursacht dann sen benötigten Strom. Am Nennstrom kannst Du nicht vorbei weil die Kraft der Magnete im Läufer Endlich ist und der Motor bei Überlastung kippt. Allerdings wirkt dann aber fast nur noch der ohmsche Widerstand weswegen man einen Controller für diesen Fall abschalten muss.
Alexander M. schrieb: > Ich dachte, die Ansteuerelektronik ist ähnlich wie ein Tiefsetzsteller. Prinzipiell schon - Motor ist aber Induktivität + Last. Deshalb: Beim Motor an Controller(-Endstufe) wäre die Ausgangslage 100% Tastgrad (volle U_B) und spezifizierte Nennwerte an Nennbelastung. Geringere Belastung und Drehzahl erfordert Tastgradverringerung. (Was den Strom natürlich verringert - ausgehend vom Nennstrom...) Wenn, dann würde ich einen BLDC Controller eher mit der Variante "Stromgeregelter Tiefsetzsteller" vergleichen wollen. (Auch dabei ist ein C_out oft unnötig, eben weil es nicht um "glatte U_aus" geht dabei.) Beim Tiefsetzsteller als Spannungswandler ist doch vieles anders: Der "Normalfall" (Ausgangslage) ist 50% (idealisiert, ohne Totzeit) Tastgrad, und bei kontinuierlichem Strom durch die Speicherdrossel. Ergibt eine Spannungstransformation von 2:1 ("U_ein mal 1/2") und dabei eine Stromtransformation von 1:2 ("I_ein mal 2"), also bei angenommen 100% Effizienz. Transformationsverhältnis = Tastgrad. > Und da kann es ja schon sein, dass andere Ströme an der Last sind wie an > der Eingangsseite. Vielleicht muss ich mir das Thema dann nochmals > genauer anschauen... Vielleicht reicht Dir aber auch meine kleine Erläuterung schon.
qsc schrieb: > Beim Motor an Controller(-Endstufe) wäre die Ausgangslage 100% > Tastgrad (volle U_B) und spezifizierte Nennwerte an Nennbelastung. (...das stimmt eigentlich fast nie, weil meist die Versorgung etwas höher ist, als daß der Controller bis "an den Anschlag" hochtasten müßte. Sollte nur das Ganze etwas vom Buck-Spannungsregler abheben. Hoffentlich krieg' ich jetzt keine Haue.)
Je nach Intelligenz der Steuerung ist der Blockierstrom noch wichtig, damit es nicht raucht... (also reiner Ohmscher Widerstand)
qsc schrieb: > Alexander M. schrieb: >> Ich dachte, die Ansteuerelektronik ist ähnlich wie ein Tiefsetzsteller. > > Prinzipiell schon - Motor ist aber Induktivität + Last. Deshalb: > > Beim Motor an Controller(-Endstufe) wäre die Ausgangslage 100% > Tastgrad (volle U_B) und spezifizierte Nennwerte an Nennbelastung. > > Geringere Belastung und Drehzahl erfordert Tastgradverringerung. > (Was den Strom natürlich verringert - ausgehend vom Nennstrom...) > > Wenn, dann würde ich einen BLDC Controller eher mit der Variante > "Stromgeregelter Tiefsetzsteller" vergleichen wollen. (Auch dabei > ist ein C_out oft unnötig, eben weil es nicht um "glatte U_aus" > geht dabei.) > > Beim Tiefsetzsteller als Spannungswandler ist doch vieles anders: > > Der "Normalfall" (Ausgangslage) ist 50% (idealisiert, ohne Totzeit) > Tastgrad, und bei kontinuierlichem Strom durch die Speicherdrossel. > > Ergibt eine Spannungstransformation von 2:1 ("U_ein mal 1/2") und > dabei eine Stromtransformation von 1:2 ("I_ein mal 2"), also bei > angenommen 100% Effizienz. Transformationsverhältnis = Tastgrad. > >> Und da kann es ja schon sein, dass andere Ströme an der Last sind wie an >> der Eingangsseite. Vielleicht muss ich mir das Thema dann nochmals >> genauer anschauen... > > Vielleicht reicht Dir aber auch meine kleine Erläuterung schon. Danke. Muss ich mir die nächsten Tage nochmals alles genauer anschauen... Wenn jemand dazu passende Lektüre hat, gerne her mit der Empfehlung (nicht zu theoretisch, nicht zu einfach...) --> Scheint mir so, als ob ein BLDC selten von dieser Richtung betrachtet wird, sondern eher immer als "normaler Motor, schade eigentlich... Grüße
Beitrag #6778651 wurde vom Autor gelöscht.
Alexander M. schrieb: > --> Scheint mir so, als ob ein BLDC selten von dieser Richtung > betrachtet wird, sondern eher immer als "normaler Motor, schade > eigentlich... Mögl. bist du in einer Filterblase gefangen. Sicher ist für den Anwender ein BLDC ein 'normaler' Motor, was auch immer das sein mag, aber es gibt genug Grundlagenliteratur, die sich mit der Konstruktion und Ansteuerung auseinandersetzt, wenn man etwas sucht. Für den Anfänger ist sicher AN8010/AVR447 von Microchip ein nicht zu tief gehender Einstieg in BLDC Ansteuerung und das gleich mit FOC: http://aem-origin.microchip.com/en-us/application-notes/an8010 Überhaupt sind die Appnotes recht interessant: http://aem-origin.microchip.com/en-us/application-notes Sucht man dort z.B. nach 'Brushless' erhält man eine Fülle von Appnotes. Hol dir einen Arduino, baue dir eine 3 Phasen Endstufe und schliesse dort einen nicht zu grossen BLDC an.
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