Wie ermittle ich das ideale Timing für einen Brushless Motor?

Hi,

bisher habe ich - nach von Kollegen überlieferter Faustregel und mangels eigenen Fachwissens - das Timing meiner Brushless Motoren nur nach der Polzahl ausgerichtet, mit ca. 2-2,5x Polzahl. Also für einen 10-Poler 20-25° Timing. Das hat bisher auch gut funktioniert - wurde mir aber im Nachbaruniversum von einem Kontronik Support Mitarbeiter als Unsinn ausgeredet.

Nun stellt sich die Frage - wie ermittle ich das ideale Timing für einen gegebenen Brushless-Motor? Gibt es theoretische oder praktische Rechenmethoden, um das abzuschätzen?

Ebenso: je höher die Induktivität/Windungszahl, wie muß ich das Timing verändern? Logisch würde erscheinen, das Timing zurückzudrehen, da bei höherer Induktivität im Teillastbetrieb immer noch etwas Reststrom in den FETs verbleibt, diese sich dadurch stark aufheizen. Wenn nun per Timing noch früher wieder bestromt wird, wird dieser Effekt noch verstärkt, bzw könnte sich gerade beim Anlauf der Regler "verschlucken" und sich selbst kurzschließen - oder liege ich falsch?


Konkreter Hintergrund der Frage:

Leider habe ich auch gerade 2 identische Steller an einem Motor mit höherer Induktivität als vergleichbare andere mit denselben KV gegrillt - im Genaueren war dies ein 14-Winder (7+7) YY Scorpion HK4225 mit 487KV an einem Roxxy 9120-12. Der Motor stammt von Ralph Okon und lief vorher und auch nachher an anderen Stellern einwandfrei und ohne jegliches Problem, hat keinen Schluß (vermessen), braucht normal viel Leerlaufstrom, läuft nicht heiß, etc.

Ich hatte beim ersten Versuch 20° Timing eingestellt, hier lief der Steller einige Zeit (5 Minuten Einstellschweben, 6 Minuten Rundflug und leichter Kunstflug), und bei der ersten stärkeren Belastung (Vollpitch) ging der Motor aus und der Steller initialisierte danach nicht mehr (hat aber nicht geraucht/gerochen). Beim 2. Versuch hat der Ersatz-Steller (diesmal 22° Timing) sofort beim Andrehen Rauchzeichen gegeben - ebenso ist dasselbe 2 anderen Piloten am selben Wochenende mit demselben Steller passiert, diesmal nur mit 2 neuen Align BL700M, die meines Wissens nach auch etwas mehr Windungen haben als die derzeit gängigen (HK4035, Pyro 30-xx/700-xx), um niedrigere KV zu erreichen und das HZR zu schonen.

Bei beiden Stellern sind die Elkos noch ganz, der erste roch wie gesagt nicht, rauchte auch nicht. Der 2. scheint die FETs auf 2 Motorkabeln gegrillt zu haben, hier ist auch die Platine recht schwarz.

Ich dachte beim ersten Steller an eine eventuelle Fehlkommutierung - war der Ansicht, daß eine solche eher durch zu niedriges als durch zu hohes Timing hervorgerufen wird, daher habe ich nochmals 2° erhöht.

Die Überlegung zwecks Timing und Induktivität habe ich leider erst danach angestellt - bitte um Aufklärung, damit ich das in Zukunft (wickle ja selbst Motoren) korrekt machen kann.

lG,
Simon.

einfach den motor bei verschiedenen timings vermessen.

auch dann ist das optimierungsziel vorzugeben:

den maximalen wirkungsgrad erreicht man nach meinen messungen mit einem deutlich niedrigeren timing als den maximalen leistungsdurchsatz bzw. die maximale drehzahl.

wird das timing gar zu hoch, gibt es fehlkommutierungen.

andersherum kann man einen motor mit wirkungsgradverzicht auch langsamer drehen lassen.

ist in der tat so, wie bei einem auto, wo man den schließwinkel an der zündung noch einstellen kann....

am heinosteller scheinen die 42er bei fixtiming mit 18° wirkungsgradoptimal zu laufen.
in abhängigkeit von der wicklung kann man das timing sogar auf 30° stellen - obs zu viel ist, merkt man an auftretenden fehlkommutierungen im leerlauf.
dabei habe ich schon exorbitante ströme geloggt, die jeden steller umbringen können. auch dazu gibt es einen beitrag.
http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=170848&highlight=fehlkommutierung
allerdings sind die heinoteile verdammt hart im nehmen.

nicht zu unterschätzen ist btw auch, dass 20° beim heinosteller ganz was anderes bedeuten können als am jeti oder cc.
dafür gibt es nämlich keine verbindliche richtlinie.

vg
ralph

Hui,

heißes Log von der Fehlkommutierung - da kann ich gleich noch mehr dran glauben, daß genau das passiert ist bei meinen Stellern, und die wohl kaum so überdimensioniert sind wie die Heinosteller.

Danke, was Du geschrieben hast hilft mir mal weiter. Etwas würde mich dennoch noch interessieren - habe ich einen ansonsten identen Motor, nur einmal eine höher induktive Windung und einmal eine weniger induktive - wo wird generell das Timing liegen? Höher bei höherer Induktivität oder niedriger?

Die Geschichte mit Verschiebung des max. ETA Richtung Hochlast mit höherem Timing habe ich inzwischen soweit verstanden - ebenso, daß ich die Sache durchaus mit Leerlauftests einschätzen kann.

Zum Thema Wirkungsgrad-optimiert haben ein Kollege und ich uns das folgende überlegt: eigentlich müßte jenes Timing Wirkungsgrad-optimal sein, bei dem der Motor grade noch nicht an Drehzahl zulegt, und der Leerlaufstrom am geringsten ist.

Kann man das so sagen oder liegen wir falsch? Hintergrund der Überlegung - durch Timing werden ja Induktivität und ähnliche Effekte, die das Magnetfeld "verbiegen" ausgeglichen. Ist das Timing nun zu niedrig, kann der Steller den Motor nicht gut kommutieren und wird das ETA auch nicht gut passen und in FETs und der Wicklung in Wärme aufgehen, der Stromverbrauch sollte also höher sein, die Drehzahl gleich (oder nicht?). Erhöhe ich nun das Timing bis auf den Wirkungsgrad-idealen Wert, bleibt die Drehzahl gleich, aber der Leerlaufstrom sollte zurück gehen.

Erhöht man nun das Timing weiter, steigt die spezifische Drehzahl des Motors an, ebenso der Stromverbrauch im Leerlauf, und die ETA-Kurve verschiebt sich Richtung Hochlast.

Irgendwann kommt man dann an den Bereich, wo Du im oben verlinkten Log warst, und es kommt zu Fehlkommutierungen mit den resultierenden riesigen Amperepeaks (und bei den meisten Stellern gibt's wohl wie bei mir Rauchzeichen).

Sollte hoffentlich möglich sein, da ein wiederholbares Procedere zu finden

lG,
Simon.