Hallo zusammen, ich bin Neuling im Bereich von BLDC-Motoren und befasse mich erstmals im Rahmen einer Projektarbeit damit. Ich habe mir schon viele Infos ergoogelt, habe aber noch ein paar Verständnisschwierigkeiten bezüglich der genauen Funktionsweise der Steuerungen (ESCs) und der Leistungsregelung. Um ein konkretes Beispiel zu haben - folgende Hardware soll verwendet werden: - Motor: E50-XL 3D kv700, Innenläufer, ca. 135A bei 51,8V unter Last laut Beschreibung - ESC: SPIN 200 Pro OPTO (Modellbauregler) - Spannungsversorgung: 16S LiFePo4 Akku ... 52,8V Nennspannung Meine Fragen - ich hoffe, ihr könnt mir etwas auf die Sprünge helfen: 1. Man gibt den Sollwert den der ESC umsetzt, im Modellbarbereich ja als „Servosignal“ rein (also diese 1 bis 2ms alle 20ms). Welchen Sollwert regeln typische Modellbau-ESCs? Ist das ein Drehzahl-Sollwert? Oder etwa ein Drehmomentwert? 2. Meine zweite Frage bezieht sich vor allem darauf, wie sich die elektrische Leistung eingestellt, die im Motor umgesetzt wird. Die sechs MOSFETs der (3-Phasen) ESCs werden ja intern per PWM angesteuert. Bei unterschiedlichen Lasten sind ja unterschiedliche Drehmomente notwendig, um eine bestimmte Drehzahl zu erreichen. Heißt das, das der ESC ständig die aktuelle Drehzahl überwacht und dementsprechend das PWM-Verhältnis nachregelt? 3. Angenommen der ESC betreibt seine Leistungshalbleiter mit Vollast (PWM 100%, also Drehfeld vollständig) – der Motor hätte aber fast keine Last (z.B. nur sehr kleiner Propeller). Würde der Motor dann trotzdem die volle elektrische Leistung ziehen (135A bei 51,8V = ca. 7kW) oder würde er sich ähnlich wie ein bürstenbehafteter Motor verhalten und einen geringeren Strom ziehen, trotz anliegender 51,8V? Sorry für die eventuell doofen Fragen. Ich freu mich über jeden Hinweis :-)
Es gibt unterschiedliche ESC. Bei einigen gibst du mit dem Servosignal das PWM Verhältnis vor. Es gibt aber auch welche, bei dehnen du die Drehzahl vorgibst und der ESC versucht die Drehzahl konstant zu halten. Dies kenne ich im Modellbau vom Heli. Es gibt z.B. einen Schalter mit dem du zwischen 3 Drehzahlen wählen kannst und der ESC versuch die Drehzahl in der entsprechenden Stufe konstant zu halten. Raphael Z. schrieb: > Würde der Motor dann trotzdem die volle elektrische Leistung ziehen nein
Schau Dir mal die Bedienungsanleitung des "SPIN 200 Pro OPTO" an: Das Ding lässt sich programmieren. Der Normalfall für solche Regler ist, dass das Steuersignal nur das PWM-Verhältnis verändert. Das wäre eine reine Steuerung (keine Regelung). Die Drehzahl des Motors bleibt damit abhängig von der Belastung. Lt. Bedienungsanleitung kann an an diesem Regler aber auch einige "Heli-Modi" aktivieren, bei denen dann das Steuersignal dann offenbar den Sollwert für die Drehzahl vorgibt. D.h. im Regler arbeitet eine Regelung, die man dann auch normalerweise mit einigen Parametern an das ganze Antriebssystem anpassen muss.
Raphael Z. schrieb: > Ist das ein Drehzahl-Sollwert Ja. Bei Modellbau beliebig schlecht. Raphael Z. schrieb: > das der ESC ständig die aktuelle Drehzahl überwacht und dementsprechend > das PWM-Verhältnis nachregelt? Ja. Raphael Z. schrieb: > würde er sich ähnlich wie ein bürstenbehafteter Motor verhalten Nein, er würde immer weiter beschleunigen, bis der Strom in den Wicklungen wegen der hohen Kommutationsgeschwindigkeit gegen die Wicklungsinduktivitât nicht weiter ansteigen kann bis das dann schwächer gewordene Drehmoment zum Lastmoment passt. Siehe: https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.10.1
Michael B. schrieb: > Nein, er würde immer weiter beschleunigen, bis der Strom in den > Wicklungen wegen der hohen Kommutationsgeschwindigkeit gegen die > Wicklungsinduktivitât nicht weiter ansteigen kann bis das dann schwächer > gewordene Drehmoment zum Lastmoment passt. Nein. Maximal geht es bis zum KV-Wert des Motors. Sobald die durch die Drehung generierte Spannung der Betriebsspannung entspricht fließt kein Strom mehr und es kann auch nicht schneller werden. Praktisch passiert das schon vorher wegen der Verluste.
Stephan schrieb: > Nein. Doch > Maximal geht es bis zum KV-Wert des Motors. Der KV Wert ist die Leerlaufdrehzahl, der Punkt an dem das wegen steigender Drehzahl nachlassende Drehmoment des Motors es gegen das Lastmoment (nur im Leerlauffall 0) nicht mehr schafft kommt früher, bei geringerer Drehzahl.
Raphael Z. schrieb: > Welchen Sollwert > regeln typische Modellbau-ESCs? Ist das ein Drehzahl-Sollwert? Oder etwa > ein Drehmomentwert? Gar nix. Das ist eine prozentuale Reduzierung der verfügbaren Leistung. Also "Hebel in der Mitte" = keine Leistung, "Hebel am angelernten Endpunkt" = Volle Leistung, im Sinne einer 100%-PWM. Dazwischen wird einfach die PWM verstellt, eine reine Stellung, keine Regelung. Manche "Regler" (die nennen das alle so obwohl 99% keine Regler sind) erlauben Gaskurven, um das an die Finger und die Hebel anzupassen, aber das Prinzip ist einfach. Heli-ESCs können einen Governor haben, das ist dann tatsächlich ein Drehzahlregler, dessen Sollwert per Servosignal reinkommt. Raphael Z. schrieb: > Heißt das, das der ESC ständig > die aktuelle Drehzahl überwacht und dementsprechend das PWM-Verhältnis > nachregelt? Ohne Governor: Nein. Mit Gov: Ja, genau das. Beschäftige dich mit einem ESC, was er kann und wie man ihn programmiert. Denke beim Rest deiner Maschine dran, das du eine Möglichkeit brauchst, den ESC auf das Servosignal anzulernen, und das er eine bestimmte Signalsequenz braucht um den Motor scharf zu schalten. Probiere vorher aus, ob man beliebige Servowerte anlernen kann: manche ESCs mögen nur eine Richtung und/oder für die Rück/Stop/Vor-Position nur bestimmte Wertefenster.
Servus, vielen Dank für eure Beiträge. Jetzt bin ich schon ein Stück schlauer. @Jens M: Weist du genaueres über diese Signalsequenz, die die ESC braucht um den Motor "freizugeben"? ich habe im Handbuch des Jeti SPIN 200 Pro nichts dazu gefunden... Kann es sein, dass manche Regler auch ohne diese Sequenz anlaufen? @ Chris: Ah ja, habe eben gesehen, dass der SPIN 200 Pro nen Heli Modus hat, welcher auch als "Constand RPM" Modus bezeichnet wird.
:
Bearbeitet durch User
Jens M. schrieb: > Manche "Regler" (die nennen das alle so obwohl 99% keine Regler sind) > erlauben Gaskurven Der vollständige Begriff lautet im Modellbau "Fahrtenregler" und nicht Drehzahlregler ;) Raphael Z. schrieb: > @Jens M: Weist du genaueres über diese Signalsequenz, die die ESC > braucht um den Motor "freizugeben"? Ich denke er meint damit die Nullung. Beim Einschalten kalibriert sich ein ESC auf die Nullposition. Ist der Gashebel zu weit auserhalb dieser Position wird die Kalibrierung nicht durchgeführt und der Motor läuft nicht an. Manche ESC quittieren die Kalibrierung auch mit Piepsern die durch den Motor generiert werden. Die Nullposition kann an der Fernsteuerung entweder ganz hinten (nur eine Fahrtrichtung) oder Mitte (Vor- und Rückwärts) sein.
Michael H. schrieb: > Fahrtenregler Noch schlimmer. Ja ich weiß, ich treibe mich auch in der Modellbauwelt rum, und mir klappts jedesmal die Zehennägel hoch wenn einer "Fahrtenregler" sagt. Einfach nur "Regler" stellt nur noch Nackenhaare auf. Manchmal werf ich dann auch ein das nur Heli-ESCs mit eingeschaltetem Governor und seit kurzem sog. FOC-ESCs tatsächlich Regler sind. Selbst die sog. Tempomaten von den Truckern sind nur "PWM-Hold". Michael H. schrieb: > Ich denke er meint damit die Nullung. Beim Einschalten kalibriert sich > ein ESC auf die Nullposition. Ist der Gashebel zu weit auserhalb dieser > Position wird die Kalibrierung nicht durchgeführt und der Motor läuft > nicht an. Manche ESC quittieren die Kalibrierung auch mit Piepsern die > durch den Motor generiert werden. Da wird nix genullt oder kalibriert aber ansonsten hast du Recht. Der ESC "schaltet nicht scharf", d.h. die Motorendstufe wird nicht aktiviert, wenn der Gashebel nicht im Nullbereich steht, damit die Kiste nicht beim Akkuanstecken unvermittelt mit Vollgas losbraust. Und das wird auch üblicherweise mittels Motorpiepser angezeigt, meist erst die erkannte Zellenzahl, dann eine "Melodie" die anzeigt "Vorsicht, jetzt gilts". Paradox: um den Motor piepsen zu lassen muss die Motorendstufe aktiv sein. Ist also nur ein Softwareproblem... Die Kalibrierung auf das Servosignal sollte man normal manuell machen müssen, sog. Selbstlerner die bei jedem Einschalten einfach voraussetzen das der Gashebel in Nullstellung steht und den Wertebereich und die Signalrichtung nicht lernen können sind ein Garant für Schrott und Müll. Michael H. schrieb: > Die Nullposition kann an der Fernsteuerung entweder ganz hinten (nur > eine Fahrtrichtung) oder Mitte (Vor- und Rückwärts) sein. Das eine ist Flugzeug/Hubi/Boot, das andere Auto (und auch Boot, wenn es rückwärts fahren kann/darf). Auch da muss man aufpassen, welches Signal man generiert. Die meisten Sender erzeugen 1ms für hinten (Bremse/Rückwärtsgas) und 2ms für vorne (Vorwärtsgas), 1,5ms ist dann die selbstrückstellende Mitte/"Stop". Im Flugzeugmodus ist immer noch hinten 1ms, vorne 2ms, aber es gibt keine Selbstrückstellung, hier ist hinten = "Aus", vorne = "Vollgas". Manche strecken aber im Flugzeugmodus auch einfach den Hebelweg, d.h. ganz hinten = 1,5ms = Stop, vorne = 2ms = Vollgas vor. Damit kann man mit der Hebelei eines Flugzeugs arbeiten, aber "alle" ESCs benutzen. Beachte: die Werte 1ms und 2ms sind hier nicht fix, es gibt keine Vorschrift welcher Wert "vorne" ist, und es gibt auch keine Vorgabe, was "100% Hebelweg" erzeugt, das kann 1,8, 2 oder 2,2ms sein, bis zu 2,5ms sind üblich, und in der anderen Richtung ist das dann 0,5, 0,8, 1 oder 1,2ms für vollen Hebelweg. Raphael Z. schrieb: > ich habe im Handbuch des Jeti SPIN > 200 Pro nichts dazu gefunden... Ich auch nicht. Wäre für mich ein Grund, auf keinen Fall die 450€ für den Schrott zu bezahlen, und dazu brauchts ja auch noch die Progbox, ansonsten tuts auch ein anderer ESC. So ist das leider im Modellbau, die Benutzer sind meist elektronisch völlig unbegabt, und die Hersteller der Klamotten machen sich dann halt auch keinen Kopp. Mundpropaganda ist alles, "du musst Hacker-Akkus und Jeti Sender und EScs nutzen, das ist das beste was man kaufen kann!!!" und woanders bekommt man gleiche oder bessere Qualität für weniger Geld. Aber ich würde davon ausgehen das ein ESC für 200A bei 50V einen Anlaufschutz hat, denn im Fehlstartfall sind dann auch direkt die Stecker kaputt, und vor Schreck die Finger ab noch dazu. Was mir übrigens noch eingegangen ist: 16S Lipo haben gepflegte 67V, nur geringfügig über den 59 für den Jeti erlaubten, da steht auch "bis 14S". Du musst dir also eh vernünftige Hardware suchen, oder andere Akkus nutzen (oder nur leere).
:
Bearbeitet durch User
@micha22: Danke für die Antwort. Ah, wenn der Regler beim Einschalten die Nullposition checkt und danach anläuft, wenn sich das Servosignal verändern, dann sollte ich das hinbekommen. @schuchkleisser: Danke für den kritischen Beitrag ;-) Ich werde das mit dem Anlaufen wohl ausprobieren müssen. Zur Not schließ ich irgendnen Empfänger an, mit dem es funktioniert und zapfe das Signal per Oszi an. Ich verwende 16x LiFePo4-Zellen - die haben ja ne geringere Nennspannung/Ladeschlussspannung. Das absolute Maximum sind hier 3,6V pro Zelle - also 57,6V.
Raphael Z. schrieb: > Ich verwende 16x LiFePo4-Zellen - die haben ja ne geringere > Nennspannung/Ladeschlussspannung. Das absolute Maximum sind hier 3,6V > pro Zelle - also 57,6V. Ah, sorry, hatte ich übersehen. Auch wenn mir 58 statt 59 etwas knapp wären, andersrum ist die Angabe "59V erlaubt" eh gelogen weil einfach aufgerundet aus 14*4,2=58,8...
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.