ESC regenerative braking - wie funktioniert es ?

[verlierer]

So einige Regler sollen das können. Hier gezeigt (eagletree logger zeichnet negative amps positiv):

Auf Seite 4 jenes Threads wird der Effekt aber über die body-dioden der mosfets erklärt:

Zu deutsch, die Mosfets schließen den Motor mit sagen wir 100 kHz kurz und die in den Wicklungen induizierte Spannung erzeugt einen Gegenstrom der über die Bodydioden der Mosfets in den Akku zurückfließt. Das Prinzip eines jeden Aufwärtswandlers.

Mit dem Nachteil dass die Bodydioden wohl noch nicht mal Shotkydioden sind, sprich zweimal 0,7 Volt Spannungsabfall, was bei 20+ Ampére schnell heiß werden könnte.

Nun könnte man die 6 Mosfets aber doch auch als aktiven-Gleichrichter nutzen ???
3 Mosfets lassen von Plus den Strom rein auf die drei Phasen des Motors, und 3 Mosfets lassen den Strom nach Minus von den drei Phasen raus. Umgekehrt geht es dann eben nur über die Bodydioden :-(
Aber man müsste die Mosfets auch so schalten können, dass "plus und minus vertauscht" der ESC zu einem 20 Euro 500+Watt aktiven Gleichrichter wird über den alle Windradbauer ein Halelujah singen würden
Und ich für mein kleines Solarauto auch.

Fast alle HV-Regler haben kein BEC. Ausnahmen kosten viel Geld.
Bei Opto-Reglern muss die Elektronikseite separat mit Spannung (woher auch immer <7V) versorgt werden, dafür ist es halt zur Lastseite hin entkoppelt.

Und Opto wäre dann Pflicht. Dann sollte dem Regler nämlich Egal sein, dass die Spannung an der Lastseite verpolt wird:
http://www.channel-e.de/nachrichten/article/optisch-gekoppelter-mosfet.html

Kleine Frage von mir, der Afro HV 20A hat kein BEC, aber ist er dann auch zur Lastseite optisch enkoppelt ? Könnte ja sein dass nur der pwm-eingang optisch entkoppelt ist, die reglerelektronik aber immer noch über die Lastseite versorgt wird. Dann nicht gut wenn Lastseite umgepolt wird.

das Roland,
Ideen immer zu mir :-)
Ausreden woanders hin :-(

 

[SpeedFlap]

Nunja, das Bremsprinzip ist bei unseren Brushlessreglern nicht unbedingt für Dauerbetrieb geeignet. Kurzzeitig ist es nicht so dramatisch, daß der Strom durch die Freilaufdioden fliesst. Für einen permanent betriebenen Generator ist das vereinfachte Prinzip nicht geeignet.

Beim Bremsen muss der Regler garnicht mehr kommutieren, das macht die Sache einfach.
Er schaltet mit PWM einfach alle 3 minus-seitigen Transistoren gleichzeitig ein, schliesst damit die 3 Motor-Pole kurz und lässt den Strom im Motor ansteigen, egal in welcher Phase er gerade fliesst. Eingeschaltete Transistoren lassen den Strom in beide Richtungen durch ohne die Diodenspannung.
Jetzt werden alle Transistoren ausgeschaltet. Der Strom versucht weiterzufliessen und baut induzierte Spannung auf, die größer werden will als die Batteriespannung. Aber an keinem Pol kann die Spannung negativer werden als -0.7V, und auch nicht größer als VBat + 0.7V. Das regeln die Dioden unter sich. Die Spannung zwischen 2 beliebigen Phasen wird nun gleichgerichtet, wie ein 3-Phasen Brückengleichrichter, und es fliesst PWM-gepulster Rückstrom in die Batterie.

Umpolung von was? Die Spannung zwischen den 3 Motorpolen kann sein wie sie will. Das ist eh Wechselspannung im Normalbetrieb. Sie wird aber niemals den Gleichspannungs-Eingangskreis umpolen können.

Man kann jetzt natürlich noch die Kommutierung weiterführen, wenn die Software das schafft. Das gibt die Möglichkeit, in der Rückspeisephase die richtigen Transistoren durchzuschalten, um den Spannungsabfall an den Dioden zu vermeiden.

Gruß, Claus

 

[FamZim]

Hallo

Ich denke das ein im Generatorbetrieb laufender Motor nicht in der Lage ist durch seine induzierte Spannung einen Strom in die Akkus zu speisen, da diese Spannung IMMER niedriger ist als die Akkuspannung, wie sollte sonst der Steller einen Strom IN den Motor schicken können, das geht nur mit Spannungsgefälle oder ?
Rückspeisung geht nur mit aktivem hochtransformieren.
Die Leistung dabei liegt bei halber Lehrlaufspannung mal 60 % vom Kurzschlußstrom.

Gruß Aloys.

 

[verlierer]

Man kann jetzt natürlich noch die Kommutierung weiterführen, wenn die Software das schafft. Das gibt die Möglichkeit, in der Rückspeisephase die richtigen Transistoren durchzuschalten, um den Spannungsabfall an den Dioden zu vermeiden.

Mit den "richtigen Transistoren" meinst Du wohl die "richtigen Mosfets" ? Das geht aber doch nicht. Die Mosfets kann man nicht in Gegenrichtung durchschalten. Die Gegenrichtung geht nur über die bodydioden.
Aber! man könnte die 6 Mosfets mit der entsprechenden Kommuntierung als "aktiver Gleichrichter", sprich 3phasen Brückengleichrichter schalten. Dann kommt wieder der Strom bei "-" raus und geht bei "+" rein. Nur dass nun der Motor die Energiequelle ist. Also Muss man + und - vertrauschen um damit die Batterie zu laden.
Könnte bei optischer Entkopplung der sechs Mosfets doch funktionieren.

 

[SpeedFlap]

Ich denke das ein im Generatorbetrieb laufender Motor nicht in der Lage ist durch seine induzierte Spannung einen Strom in die Akkus zu speisen, da diese Spannung IMMER niedriger ist als die Akkuspannung, wie sollte sonst der Steller einen Strom IN den Motor schicken können, das geht nur mit Spannungsgefälle oder ?
Rückspeisung geht nur mit aktivem hochtransformieren.

Deshalb wird das Aufwärtswandler Prinzip verwendet.
Ungetaktet hast du Recht, der Motor wird nie mehr Spannung erzeugen als die Batterie, es sei denn er hätte höhere Drehzahl als die Leerlaufdrehzahl selbst.

Nun wird aber die Induktivität des Motors bzw. sein Feld durch die Kurzschlusstaktung aufgeladen. Im Kurzschlussfall steigt der Strom richtig hoch, in einer Rampe über seine Induktivität. Wie wenn man eine Drossel "auflädt". Öffnet man jetzt die Schalter, erzeugt die Indukltivität eine höhere Spannung als die der Batterie, so ergiesst sich die Energie aus dem Feld zurück in die Quelle. Natürlich nur sehr kurz, bis der Strom abgebaut ist. Dann wird wieder kurzgeschlossen...

 

[SpeedFlap]

Mit den "richtigen Transistoren" meinst Du wohl die "richtigen Mosfets" ?

Mit den "richtigen Transistoren" meinte ich die FETs zum richtigen Zeitpunkt zu schalten, also in Phase mit der Motordrehung.

Das geht aber doch nicht. Die Mosfets kann man nicht in Gegenrichtung durchschalten. Die Gegenrichtung geht nur über die bodydioden.

Doch. Wenn das Gate positiv aufgeladen ist, wird der FET Kanal niederohmig. Das R_DS_on wirkt bidirektional, d.h. auch wenn Drain gegen Source negative Spannung hat (also Rückwärtsrichtung), fliesst der Strom dann über den Source-Drain Übergang, und nicht über die Diode. Bildlich gesprochen, denn eigentlich ist die Diode Teil des FET selbst. D.h. wenn Gate aufgeladen ist, bricht die S-D Diodenspannung zusammen.

Das ist auch die Eigenschaft, die sich Regler mit "active Freewheeling" (aktiver Freilauf) zunutze machen. FETs werden zusätzlich zu Zeiten angetaktet, wo eigentlich ein Rückwärtsstrom durch die Diode fliesst. Das spart die Leistungsverluste an den Dioden.

 

[verlierer]

Aha :-)

Aha :-)

Das ist auch die Eigenschaft, die sich Regler mit "active Freewheeling" (aktiver Freilauf) zunutze machen. FETs werden zusätzlich zu Zeiten angetaktet, wo eigentlich ein Rückwärtsstrom durch die Diode fliesst. Das spart die Leistungsverluste an den Dioden.

Aha, man nennt es also active freewheeling und nicht regenrative braking
Und ja könnte wirklich sein. Die Richtugung im Mosfet ist egal, nur beim n-fet muss die gate-spannung so 5 volt über der Source sein, während beim p-fet die gate-spannung so 5 volt unter der Drain-spannung sein muss.
Hier mal ein Schaltplan eines ESC:

Wenn an der Source des p-fet eine höhere Spannung als am Drain liegt, dann kann die Elektronik den fet trotzdem mit der Spannung V-Drain - 5.0 öffnen, ja ?

Mir würde das nutzen, weil ich den ESC fast immer mit "Vollgas" treiben will, und stattdessen mit meinen 14A 97% Wirkungsgrad LTC3780 step-up/down-reglern die Eingangsspannung des ESC über einen Bereich von 410% regeln möchte. (Mehr dazu in meinem Solarauto-Thread)
Beim Bremsen regel ich dann einfach den LTC3780 runter und regel einen zweiten LTC3780 hoch der nun die die Energie aus dem Motor über den ESC zurück in den Akku pumpt.
Hab Euch Bild gemalt:


Hat die simonk-firmware solches "active Freewheeling" ?
Wenn nicht dann ein anderes für den Afro HV ??

Ideen immer zu mir

 

[GC]

Was soll eigentlich hiermit erreicht werden? Ganz kurz wird der Akku zwischendurch geladen und die Flugzeit wohl nur um 2% erhöht. Oder sehe ich hier etwas falsch?

 

[FamZim]

Hallo

Das soll in ein Solarauto zum Bremsen (bergab und so).

Gruß Aloys.

 

[GC]

Hallo

Das soll in ein Solarauto zum Bremsen (bergab und so).

Gruß Aloys.

Okay, dann ist es etwas sehr vernünftiges!