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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Warum überhitzen Regler?



eJet
25.06.2005, 18:30
hallo zusammen,

mich würde aus elektro-technischer sicht detailliert interessieren:

a) wie heutige (brushless) regler funktionieren und

b) warum diese bereits unterhalb von stom/-spannungs-limiten im teillastbereich zur überhitzung neigen?

ich bin gespannt auf deine FUNDIERTE antwort.

besten dank
eJet

Rolf-k
25.06.2005, 20:04
Hallo

@ eJet

Kann es sein das dein Regler nicht gekühlt wird?
Wen ja wird dir fast jeder Regler bei über 30° überhitzen!
Mach mal eine genaue Beschreibung und ein Bild wie du den Regler eingebaut hast.
Manchmal sind die Regler Hersteller etwas sehr Optimistisch was die Angeben der Belastbarkeit angeht.
Da ein Regler im Teillast wesendlich Wärmer wird als bei Volllast ist auch nicht neu, deshalb sollte man den Regler bei einem Modell mit hohem Teillast Anteil immer eine Nummer größer wählen.


Gruß Rolf-K.

eJet
25.06.2005, 21:46
...nein! ich habe keine probleme!

...ich will schlicht und einfach aus ELEKTRO-TECHNISCHER sicht einen regler verstehen und mögliche ursachen für überhitzung herleiten (für einen Artikel)

danke für fachliche beiträge...

gruss
eJet

Robert O.
25.06.2005, 22:03
Ich versuche mal, den Sachverhalt möglichst verständlich zu formulieren...

BL-Steller (Regler ist im Grunde genommen falsch, da ein Regler die Drehzahl auf einem Sollwert konstant halten würde) haben bei Teillast (konkreter: reduzierter Drehzahl, nicht geringere Belastung als Nennwert) höhere Verluste, da die Endstufe per PWM den Durchschnittsstrom begrenzt, und durch die PWM viel höhere Schaltfrequenzen auftreten (während eines Kommutierungszykluses viele PWM-Zyklen), und die Endstufe eine Verlustleistung hat, die auch von der Schaltfrequenz abhängt.

Grund für die Schaltverluste (Im gegensatz zu Leitverlusten I²Ron) ist, dass im Schaltmoment, das ja eine bestimmte Zeit dauert, die Transistroen im linearen Bereich arbeiten, und teilweise, mangels entsprechender Beschaltung (groß+schwer) es noch "shoot trough" gibt, also während dieser Zeit beide FETs einer Brücke leiten und so Strom dürch die Brücke fließt.

Wenn gewünscht, kann ich das ganze noch präziser, länger erklären

eJet
25.06.2005, 23:47
ciao robert o,

deine erklärung klingt sehr interessant. eine detaillierte ausführung wäre sehr wünschenswert.

gruss eJet

Jürgen N.
26.06.2005, 07:33
Wenn gewünscht, kann ich das ganze noch präziser, länger erklären
Robert,
wenn du nur schon "PWM" erklären würdest!
Gruss Jürgen

Sky Walker
26.06.2005, 07:39
Mit einfachen worten, ein Schalter ist am meisten belastet wenn er schalten muß, also wenn er aus geschaltet ist fliest kein strom ,also muss er auch keine verluste tragen,gelle.
Wenn er eingeschaltet ist fliest ein strom über den schalter aber es liegt keine Spannung mehr an (Im idealfall).also auch keine Verluste.
Im Fall daß er gerade ausgeschaltet hat fliest ein strom und eine Spannung liegt schonwieder an,also sehr hohe Verluste, ergo===
der Olle.......

plinse
26.06.2005, 08:20
Moin,

steht ja alles schon im Netz:

Seite von peter Rother zum Speedy BL (http://www.aerodesign.de/peter/2001/LRK350/SPEEDY-BL.html)

Das sechste Bild von oben zeigt die Gate-Signale an den Transistoren bei Vollgas. Sie schalten ein mal an und am Ende des Stromblockes wieder aus, das ist einfach nur die Funktion des Kommutators, ansonsten fließt der Strom, der in den Motor hinein geht.

Im siebten Bild sieht man die Gatesignale bei entsprechender PWM (Puls Weiten Modulation). Da sieht man dann, wie oft die Transistoren bei Teillast schalten müssen, also wie oft sie im Vergleich zu Vollgas die vollen Schaltverluste schlucken müssen.

Auch ansonsten hat sich Peter mit der Seite viel Arbeit gemacht und eine gute Übersicht über die Funktionsweise von Drehzahlstellern ins Netz gebracht, was in der Vollständigkeit in einem Fred nur schwer zu leisten sein dürfte. Nach den Lesen der Seite dürften nur noch wenig bis keine Fragen mehr offen bleiben. Sie ist auch sehr ausführlich mit Oszillogrammen ergänzt, was eine wesendlich bessere Darstellung erlaubt als plain text.

Herbert Stammler
26.06.2005, 08:22
Moin,


wenn du nur schon "PWM" erklären würdest!

PWM bei Wikipedia.de (http://de.wikipedia.org/wiki/PWM)

;)

cu2all
Herbert

Silentius
27.06.2005, 09:58
Hallo

ein weiterer Grund für Wärme ist, dass die Gegeninduktion über die Backdiode vom FET (0,7V Sperrspannung) kurzgeschlossen wird. Bei einem Regler mit aktivem Freilauf zb Kontronik Jazz wird während der Gegeninduktion der FET durchgschaltet (keine Sperrspannung) somit weniger Wärme

eJet
20.02.2006, 23:36
hallo,

unlängst habe ich diese diskussion vom zaun gerissen, und hier nun das ergebnis:
http://www.s4a.ch/eflight/reglerleistung.pdf

gruss markus

Gerd Giese
21.02.2006, 09:08
... äh - es prangert ja schon seit längerem als Tipp auf meiner Page weil ich es wirklich gut finde. :rolleyes: ... super gemacht und auch schlüssig abgehandelt!

Nur mir ein klein wenig zu speziell auf einen Typ Controller bezogen.
(... bitte nicht falsch verstehen!)


- Was ich vermisse ist der "Activ-Freilauf" der erheblich auf die niedrigere Erwärmung im Teillastbereich Einfluss nimmt (schade) und das ETA des Controllers&Motors anhebt!
-> gute Controller die es auch verstehen das zu nutzen, kenne ich z.Zt. nur einen (alle Jazz und den PIX von Kontronik). Hier wird eben nicht die Leistung über die "Freilauf- oder Inversdioden" der Fet's verbraten sondern gezielt über den Rds-on der Fet's abgeleitet - und der ist erheblich niedriger als der der Dioden! Die zusätzlichen Schaltverluste fallen dabei weniger ins Gewicht.
-> Daraus resultiert auch bei anderen Herstellern die Maßnahme eines Kühlbleches. Deratige Controller haben eben kein Kühlblech nötig - die andern schon!
-> die Hubigrenzen findes ich mit 70% ein wenig zu weit Praxisfremd! Realer wären hier Werte ab 70% die eher bis 85% gehen (so in meinem Umfeld und ich)!
-> im Zweifel für den Controller - gemeint sind Tipps mit 80% Imax oder 80% Umax Nutzung. Im Prinzip richtig, dass empfehle ich auch, aber eben differenzierter!
-> (sorry) die Kontroller von Kontronik sind zu 100% nutzbar!

-> die variablen Timings (abhängig von der Last und Drehzahl im Teillastbereich und und die der PWM-Frequenz (!) habe ich noch garnicht angesprochen ... darüber könnte man jetzt Seitenweise abhandeln wie "kalt" ein techn. aufwendiger Controller UND vor allem dann auch MOTOR gemacht werden kann ...
Was die wenigsten bedenken, nicht nur die Controller auch die Motoren sind teilw. nur Teillastgeeignet!

Ehrlich Markus - die Version "2" von Dir sollte das auch mal näher durchleuchten ... mit Messdiagrammen stehe ich dann gerne zur Verfügung.

PS: Ich hoffe das ich jetzt keinen Stempel verpasst bekomme ... war auch nur als Gedankenstütze gedacht.

eJet
21.02.2006, 09:19
ciao gegie,

besten dank für deine anregung.
gerne hätte ich über die von dir aufgeführten dinge genauer berichtet. Schulze Elektronik hat mich als einziger Reglerhersteller mit Detailwissen unterstützt. Wenn mir jemand Details zum Active-Freilauf liefert und deren auswirkung auf die Reglererwärmung, werde ich das gerne in meinen Artikel aufnehmen...

gruss markus

Motormike
21.02.2006, 11:10
/snip/(alle Jazz und den PIX von Kontronik). /snip/

und alle Suns, Stars und Rondos....

eJet
21.02.2006, 11:21
...also mike, dann sind wir doch an details interessiert!

gruss markus

Motormike
21.02.2006, 12:04
Ich sag immer "Man muß net wissen wie es funktioniert".
Daß es funktioniert ist für den Benutzer wichtig.

eJet
21.02.2006, 12:40
hast eigentlich recht, leider kann man daraus keine regeln ableiten um nicht in die überhitzungsfalle zu tappen :-(

gruss markus

Motormike
21.02.2006, 12:43
Doch, nimm die Daten die wir angeben und lass 1m/s Luft drüber, dann gehts in jedem Bereich oder versuch mal nen Meßstandard an alle Hersteller anzubringen, so dass es vergleichbare Daten gibt.

Dennis Schulte Renger
21.02.2006, 13:28
Tja Mike,

was soll man nun mit so einer Antwort anfangen?

Wie soll ich denn wissen, wieviel Luft über den Regler fließt?

Edit: Unsinnige Frage beseitigt ;)

Armageddon
21.02.2006, 13:32
Wie soll ich denn wissen, wieviel Luft über den Regler fließt?

Hallo Dennis,

Staudruckrohr direkt am Regler montieren und Datenlogger dranhängen. Du kannst Fragen stellen :D

Gruß Kai

Dennis Schulte Renger
21.02.2006, 13:40
Moin Kai!

Mach das mal im Voodoo :D :D :D

matt
21.02.2006, 13:50
Ich sag immer "Man muß net wissen wie es funktioniert".
Daß es funktioniert ist für den Benutzer wichtig.

Ich finde schon dass man fragen darf wie es funktioniert, dieses Recht sollte sich jeder technisch Interessierte herausnehmen dürfen. Wenn ein Hersteller die Funktion seiner Regler (besser Steller) der Öffentlichkeit etwas näher bringt, dann birgt das doch keine wirkliche Gefahr für den Hersteller selbst. Wer verfügt als Hobbyist schon über das Know How einen Mikrocontroller adäquat zu programmieren und dies alles auch hardwaretechnisch in einen Steller umzusetzen. Zum Glück wird überall nur mit Wasser gekocht und grundlegende Funktionen der Antriebstechnik existieren schon seit Jahren und nicht erst in Jazz-Reglern!

Motormike
21.02.2006, 13:55
Natürlich darf man fragen, aber ich würde unseren aktiven Freilauf net als grundlegende Funktion der Antriebstechnik ansehen ;)

schwaabbel
21.02.2006, 14:11
Klar darf man fragen, ob man ne zufriedenstellende Antwort bekommt ist dann ne andere Geschichte ;)


Zum Glück wird überall nur mit Wasser gekocht und grundlegende Funktionen der Antriebstechnik existieren schon seit Jahren und nicht erst in Jazz-Reglern!

Und genau das ist nicht der Fall. Im Heli gibt nichts besseres als Jazz. Es gibt genug hersteller , die eine gescheite Heliregelung nicht hinbekommen.
Auch die Drehzahlgrenzen, z.B. mit hochdrehenden Aussenläufern, sind beim Jazz deutlich höher.
Gruß frank

matt
21.02.2006, 17:44
@Frank

Klar sind die Jazz-Steller super, ich fliege ja selbst einen!

Wenn du meine Zeilen richtig gelesen hättest, würdest du mir sicher zustimmen. Mit Antriebstechnik wurde von mir der Horizont auf die industrielle Antriebstechnik überhaupt erweitert und da sind die Frequenzumrichter mittlerweile so weit entwickelt, dass die Rechenleistungen um vieles höher sind als in unseren kleinen Modellbaustellern. Auch Dinge wie der aktive Freilauf sind ein alter Hut.

Snoopy
21.02.2006, 22:16
@Frank
Mit Antriebstechnik wurde von mir der Horizont auf die industrielle Antriebstechnik überhaupt erweitert und da sind die Frequenzumrichter mittlerweile so weit entwickelt, dass die Rechenleistungen um vieles höher sind als in unseren kleinen Modellbaustellern.


Kannst Du da konkrete Produkte nennen? Das würde mich echt interessieren. Wenn man sich so manche Patentanträge und Anträge auf Gebrauchsmusterschutz liest dann werden da Features genannt, die wir im Modellflug schon seit 10 Jahren kennen. Ich bin bislang eher der Ansicht, dass der Technologietransfer von den Modellbauanwendungen zu den Industrieanwendungen geht.

Was den Jazz angeht kann man nur orakeln, er kann definitiv mehr als alle anderen käuflichen Modellbauprodukte, mich würden da auch mehr Details interessieren. Ausser, dass da wohl ein DSP (vermutlich von TI) werkelt weiss ich auch nix genaues...

matt
21.02.2006, 22:47
@Snoopy

Es gibt viele industrielle Hersteller sehr guter Frequenzumrichter, die dann meist auch als wirkliche Regler betrieben werden, weil der angetriebene Motor zu 99% aller Fälle über einen Drehzahlgeber verfügt. Zum Beispiel ist die neue Simotion Reihe von Siemens zu nennen oder eben Prudukte anderer Firmen wie Fanuc, Heidenhain etc...
Die meisten Reglereinschübe verfügen über sehr leistungsfähige Rechner, welche unsere einfachen Steller natürlich nicht brauchen. Unsere Steller sollen ja "nur" für sanften Anlauf, richtigen Kommuntierungswinkel etc. sorgen. In der Industrie werden per Software z.b. 100 Motoren in einer Papiermaschine in Drehzahl und Drehmoment synchronisiert, weil sonst das Papier eben reißen würde. Oder denke mal an die ganzen CNC-gesteuerten Werkzeugmaschinen und deren Achsantriebe, das will alles koordiniert werden.

Elektroralf
23.02.2006, 11:28
...also mike, dann sind wir doch an details interessiert!

gruss markus

Detailiert sieht es so aus dass es funzt!
Warum willst du darüber mehr erfahren?

eJet
23.02.2006, 13:03
...wenn ich die funktionsweise verstehe, kann ich besser massnahmen gegen die überhitzung ableiten.

Elektroralf
23.02.2006, 16:50
Und welche Maßnahmen triffst du jetzt :D

eJet
23.02.2006, 18:17
...ich bleib bei meiner 80-20 Regel!!

Elektroralf
24.02.2006, 08:28
Genau :D
Bei Kontronik kannst du aber dichter ran.
80 A Regler belaste ich mit 70A und der max Spannung.
Kein Problem.