Gangschaltung für BL-Motor!

Hallo Marvin,

so einfach kann man die AC-Ströme nicht auf die DC-Seite rüberrechnen.

... theoretisch kann der Batteriestrom Idc um den Faktor 1.22 über dem Motorphasenstrom Iac liegen: Idc <= 1.22 * Iac
Das ist aber eine ideale Betrachtung für
- sinusförmige Uac, Iac
- cos(phi)=1
- Motor dreht bei Nmax (maximale Drehzahl; Uac also voll ausgenutzt)
- Regler-ETA = 100%

... praktisch wird man diesen Wert natürlich nicht erreichen. Um auf der sicheren Seite zu bleiben kann man über den Daumen annehmen: Idc <= Iac

Du kannst also davon ausgehen, daß der zitierte SinusLeistungSteller auch auf der Batterieseite einen Idc von 110A abkann. Auf der AC-Seite stehen die 110Aac drehzahlunabhängig z.V. - bei sensorlosen Regler/Motor jedoch erst ab einer Minimaldrehzahl.

btw: wir spezifizieren die SLS auf die AC-Ströme, da dies in der Industrie (wohin die Mehrzahl der SLS inzwischen gehen) üblich ist. Mit Hilfe der Motorkonstante kann vom AC-Strom direkt auf das abgegeben Drehmoment geschlossen/geregelt werden. Mit bekanntem DC-Strom kann nur auf die abgegebene Leistung geschlossen werden.

Gruß,
Rolf
www.SinusLeistungsSteller.de

Danke für deine ausführliche Antwort.
 

RoGerZ

User
Hallo Christian,

nochmal O.T. (ich versuch nur zu verstehen, was Du meinst):

Die Leistungssteigerung geht da nur so weit da mit sehr viel Timing gearbeitet wird.Das ist so im Moment mit Sensorlosen Stellern nicht machbar

Ist damit vlt eine Art Feldschwächung gemeint? Ähnlich Deinem Beispiel mit dem verschobenen Rotor (weiter oben) nur eben auf elektronischem Weg?

Wenn ja, dann führt das zwar zu einer Drehzahlerhöhung (größeres Kv) aber im Gegenzug auch zu einer Verkleinereung des Drehmoments ... die abgegebene Maximal-Leistung bleibt dabei nahezu gleich, sie wird nur zu höheren Drehzahlen und kleinerem Dehmomenten verschoben.
Tatsächlich verschlechtert sich der Wirkungsgrad des Motors sogar im Feldschwächbetrieb (ein Teil des Phasenstroms wird zur Schwächung des Permanent-Magnetfelds genutzt und steht nicht mehr als drehmomentbildende Komponente zur Verfügung - erzeugt aber weiterhin Verluste).

Gruß,
Rolf
www.SinusLeistungsSteller.de
 
Hallo Rolf,
nei ich meine natürlich nicht Feldschwächung um die Drehzahl hochzutreiben sondern die notwendige Inteligenz die in einen Steller rein muss ,damit auch noch Strom in die Wicklungen getrieben werden kann wenn die normalen Steller es nicht mehr schaffen.
Ich habe jetzt keine Zeit es hier zu beschreiben ,ich ruf dich aber die Tage an.Hier beschreib ich dann auch noch genauer.
 

FamZim

User
Hallo zusammen

Da ich mit Formeln und so nicht so gut klar komme versuche ich einfach die Technik und die Naturgesetze zu verstehen, und lese aus allem heraus das , egal ob elektronisch oder mechanisch alles schwerer wird.
Den auch Elektronisch , durch den Steller, werden kürzere Stromimpulse durch den Motor geschickt, aber eben zur anderen Zeit wo nicht so hohe EMK herscht und den Stromfluss, durch die dann zu niedrige Akku-Spannung verhindert.
Durch die kürzeren aber höheren Stromimpulse sind die CU Verluste aber höher als bei längeren niedrigen Strömen, und alles geht richtung schlechtem Eta, den die Magnetischen Komponenten stehen für Dremoment auch äusserst ungünstig.
Auch kann ein Motor aus einer Vollgasdrehzahl einen Prop schlecht ohne mehr Leistung (Drehmoment) auf höhere Drehzahl bringen, wenn das Feld geschwächt wird.
Er braucht ja mehr Drehmoment!
Das geht nur wenn der Motor e überdimensioniert (schwerer) ist .

Um es dem Motor und Steller nicht unnötig schwer zu machen kann ja auch noch der Akku verschaltet werden.
Bei Bürstis hab ich 2 Motoren in reie und parallel betrieben ! das in reie reichte grad noch um die Höhe zu halten!
Man kann auch Akkus schalten zb 2 dicke in reie und parallel 2 mit halber Kapazität. Die beiden können dann für hohe Leistung parallel mit den Dicken in reie, aber wieder nur mechanisch !
Dann ist die Spannung 50 % höher, wenn die Steller das wärend des Betriebs machen ??

Ich glaub mit V Props wäre alles einfacher !
Mit einer Anzapfung nach ein paar Windungen sehe ich auch noch als Kompromiss!

Gruß Aloys.
 
Hi Aloys,
ja die Akkus lassen sich auch noch verschalten ,das habe ich in Zeiten ,als es noch keine Steller gegeben hat die richtige Ströme aushalten konnten so gemacht ,bei mir in meinen Rekord Hydroplane habe ich die 30 Sanyo 1,5 Ah Serie/Parallel gefahren .Das ist schon ein gewaltiger Ruck beim Umschalten aber es war die Stromsparendste ,denn die Alternativen waren Wassergekühlte Wiederstandsdrähte oder viel zu große Transistorendstufen Steller mit Transistoren aus Gabelstapplern von Thomson CSF BUV 18 ,davon hatte ich zwei die je 80 Ampere als Darlingtonendstufe geschaltet halbwegs den Strom tragen konnten.Einen Sauriertransistor habe ich noch.Das brauchte noch Speedschalter um den Spannungsabfall noch zu Überbrücken.Dann hatte ich noch ganz exotische Germanium Transistoren ,die aber sehr empfindlich waren und sehr schnell gestorben sind.Na ja heute gibt es Elektronik und die kann auch noch Strom in den Motor treiben wenns keiner mehr für möglich hält.Nicht ohne Ende aber schon noch ein Stück weiter.Meinen besagten 3N2P Motor als Beispiel: Der kam auf einem Prüfstand eines Motorenherstellers mit einem der zur Zeit besten Modellbausteller so mit ach und krach auf 1,6 kw bei 18000 U/min und 65-70 Ampere.Um zu sehen wie weit der Motor noch gehen kann muss man ihn mit einem anderen Motor antreiben und alle Phasen kurzschliesen .Dann den Motor antreiben und den Kurzschlußstrom in den Phasen Messen.
Und dabei soweit die Drehzahl erhöhen bis der Kurzschlußstrom(Blindstrom) nicht mehr ansteigt.Das war bei besagtem Motor bei 140 Ampere.Aus Spannung ,32 Volt durch Wurzel 3 durch Blindstrom x Winkelgeschwindigkeit errechnet man die Iduktivität der Spule unter diesen bedingungen ,das sind 47 µH .Das setzt man nun in die Alles sagende Formel ,Pstb = Spannung(KV)x Spannung (V) / Faktor (14,51) x Leerlaufdrehfrequenz (kHz) x Indutivität (mH) ein.Das sieht dann so aus 0,032 KV x 32 V / 14,51 x 0,450 kHz x 0,047 mH = 3,3 KW .
Ok das ist schon recht weit ausgesteuert ,aber 2,8 bis 3 KW sollten gehen ,bei uns tun die Motoren das .Der besagte 3N2P Motor hatte schon mit den 1,6 KW keinen Schlechten Drehschub von 5 Newton pro cm² erreicht aber er könnte auch 9 - 10 Newton erreichen mit einer anderen Wicklung noch etwas mehr. Übrigends hat bislang nur der Ralph Okon mit einem Scorpion Motor einen Drehschub von 8 Newton pro cm² erreicht ,daraus ersieht man das dieser Wert keine Utopi darstellt sondern machbar ist und das dabei sogar noch mit einem Modellbausteller .Kann sich einer selbst Denken was da noch möglich wäre.Das nennt sich dann Elektronisches Getriebe ,Stufenlose Gangschaltung ,nur leicht off topic ,meine ich.
 
Bilder zum 3N2P.

@Rolf,
wie du den Strom in die Wicklung bekommst und was du dazu tun must weist du ja.
 

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Hier noch ein Bild von dem Motor mit dem ich meine Motoren in den Elektrischen Wahnsinn treibe .Da löten sich schon mal die Verbindungen auf und das zu vermessende Mötörchen wird Hölle heis.
 

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RoGerZ

User
Hallo Christian,

wenn ich Deinen Test richtig verstehe, dann zeigt er eigentlich nur die Grenzen des Überlastfaktors für den untersuchten Motor auf.

Motorisch erreicht man diesen Arbeitspunkt, indem die Last (Drehmoment, AC-Strom) immer weiter gesteigert wird. Dabei knickt wg. des Innenwiderstands des Motors die Drehzahl ein ... somit also keine Leistungssteigerung oder gar Verdopplung!

Der bei Dir fließende hohe Strom ist im Prinzip der Motorstrom, der nötig ist, um das Eisen in die Sättigung zu treiben... also kein Betriebspunkt des Motors, der von Belang wäre. Bedenke mal den Wirkungsgrad ...

P.S. ... danke für die PN *diehändereib* :)

Gruß,
Rolf
www.SinusLeistungsSteller.de
 

steve

User
Hallo,
super das es hier mal zu ein Brainstorming zwischen Christian Lukkas und den Leuten bei den Sinusstellern beginnt. Ich sitzt hier schon und träum von völlig neuen Motor-Steller Kombinationen.

Ich hoffe ihr macht weiter, evtl einen eigenen Tread dazu auf und es finden sich noch ein paar Leute, damit dieses Thema weiter geführt wird.

Die E-Antriebe haben in den letzten 2 Jahren einen richtigen Satz nach vorn gemacht. Da sind Grenzen eingerissen worden, soweit konnte man vorher noch nie schauen. Und ich bin echt happy, dass ich das ein wenig aus der Nähe mit verfolgen konnte.

Viel Erfolg weiterhin und Grüsse
 

FamZim

User
Hallo

Das sind ja interessante Messmetoden die vorgestellt werden.
Zu den Auswertungen habe ich aber eine eigene Meinung und will mal versuchen sie zu erklären.

Generator-Betrieb:
In den Spulen der Wicklung wird die EMK erzeugt wenn von einem zum anderen Magnet gewechselt wird.
Somit sind 2 verschiedene Magneten im Spiel.
Ist die Spule kurz geschlossen hat die erzeugte Spannung einen Strom zur Folge.
Dadurch kommt ein zusätzlicher Elektromagnet mit ins Spiel.
Er wird um so stärker je grösser die EMK ist.
Aber die Stärke der anderen Magnete ist begrenzt.:D
Die arbeiten normal in reie hintereinander und brauchen zur Entfaltung die Stege für die leitung des Feldes.
Auf dem Steg sitzt nun der E Magnet, der immer stärker wird, und dagegenan geht drauf.
So werden die Mags der Glocke zunehmend gehindert den Steg zu nutzen.
Der wird nicht in die Sätigung getrieben sonder immer weniger magnetisiert!
Das Feld verlagert sich verstärkt in den Luftspallt und die Hammerköpfe.
Bei weiter steigender Drehzahl wird ein Punkt erreicht an dem die EMK nicht mehr steigt und der Kurzschlussstrom auch nicht.
Darüber hinaus wird das Drehmoment sogar wieder sinken.
Das ist mir bei einem Experiment aufgefallen.

Motor-Betrieb:
Es sind ebenfals die N und S pol Magnete zwischen denen sich der E Mgnet entscheiden muss.
Drehmoment entsteht beim abstossen des einen und gleichzeitigem anziehen des anderen Magneten.
Auch dabei benutzt der E Magnet den Steg, den er manipoliert.
Da aber die Motorströme von aussen beeinflusst werden, mit einer Spannungsquelle die auch stärker als die eigene EMK sein kann, kann auch grösseres Drehmoment erzeugt werden als im Generatorbetrieb.
Da verstärkt ja der E Magnet jeweils den angezogenen Magnet, und schaltet sich in reie mit Ihm.
Ob ein Steller das dann noch komutieren kann ist eine andere Sache.

Weitere Überlegungen:
Ist der Steg nicht schon durch die Mags in der Sätigung, kann der E Magnet da "nach helfen", und dadurch sinkt die Drehzahl der Motors.
So gesehen sinkt dabei nichtmal das Eta ? ! ? er ist nur elastischer.
Das wäre ja auch ne Gangschaltung oder ??????

Gruß Aloys.
 
Hallo Rolf,
im Prinzip hast du Recht.Nur ist es halt so ,dass wir den Motoren im Maximalfall ,dann wenn der Wirkungsgrad nicht mehr so Toll ist bis zu 20 Ncm² rauskitzeln und bei 10-12 Ncm²
mit ganz ansehnlichen Wirkungsgraden über 85% herumfahren und das muss so sein ,den sonst reicht auch keine Flüssigkühlung mehr aus ,die Motoren müssen das im Dauerbetrieb können.Es geht und man kann auch einen Motor so auslegen das er dort oben einen ansehnlichen Wirkungsgrad erreicht,die Patente sind abgelaufen..... .
Aber ganz Ehrlich ,richtig Schlau wird man daraus beim Lesen auch nicht .Über die Online Suche habe ich die alten Patente auch nicht gefunden bzw.sind bislang nicht verfügbar.
Dies art Leistungserhöung ist schon real und kein Wunschdenken und die Messung zeigt bis wohin der Motor getrieben werden kann.Der Modellmotor mit dem Zylindermagnet und den 3 Spulen könnte eben nicht nur die 1,6 KW sondern 2,8 - 3 KW bei über 80% ETA,mit einer anderen Wicklung auch über 85% aber auch höherer Drehzahl.
 

Gerd Giese

Moderator
Teammitglied
Moin,

Christian hast Du mal Versuche gefahren in wie weit "fremd erregte (Spulen)" (nicht permanent, Magneten) Synchronmotoren
nicht effektiver zum Steuern des Drehfeldes bzw. Drehmoment (-> Gangschaltung) wären?

War es nur die elektr. Händelbarkeit und niedrigste Gewicht was uns dazu bewog Permanentmagnete zu verarbeiten?

Die Industrie macht es uns doch vor wie effizient dort fremd erregte Synchronmaschinen sind! ... und das beginnt schon bei
z.B. Radnabenmotoren.

Warum sind unsere LRK alle von Anfang auf permanent erregt abgestimmt worden.
 
Zuletzt bearbeitet:

RoGerZ

User
Moin,

Christian hast Du mal Versuche gefahren in wie weit "fremd erregte (Spulen)" (nicht permanent, Magneten) Synchronmotoren
nicht effektiver zum Steuern des Drehfeldes bzw. Drehmoment (-> Gangschaltung) wären?

War es nur die elektr. Händelbarkeit und niedrigste Gewicht was uns dazu bewog Permanentmagnete zu verarbeiten?

Die Industrie macht es uns doch vor wie effizient dort fremd erregte Synchronmaschinen sind! ... und das beginnt schon bei
z.B. Radnabenmotoren.

Warum sind unsere LRK alle von Anfang auf permanent erregt abgestimmt worden.

Hallo Gerd,

bei fremderregten Synchronmaschinen braucht es Schleifringe, um den Strom auf den Rotor zu bringen... das Kv wäre dadurch aber tatsächlich einstellbar!

Meinst Du evtl. Asynchronmaschinen?

Gruß,
Rolf
www.SinusLeistungsSteller.de
 

Gerd Giese

Moderator
Teammitglied
... nein meine ich nicht (mir sind die Motorentypen bekannt ;) ).

Klar bedarf es Schleifringe aber die Vorteile eines geregelten Feldes sollten überwiegen (und nur darum geht's mir eigentlich).
Diese Feld braucht noch nicht einmal statisch zu sein, was wieder Vorteile eines nicht vorhandenen Rastmomentes mit sich zieht... usw.
(... es entstehen dadurch derart viele Möglichkeiten gezielt auf das Feld einzuwirken ...)

Auch sollten Schleifringe nicht so kritisch sein wie der bekannte Kollektor eines Brush-Motors.

Hat das jemand schon mal probiert bzw. sogar ausgereizt?
 

RoGerZ

User
... nein meine ich nicht (mir sind die Motorentypen bekannt ;) ).

Klar bedarf es Schleifringe aber die Vorteile eines geregelten Feldes sollten überwiegen (und nur darum geht's mir eigentlich).
Diese Feld braucht noch nicht einmal statisch zu sein, was wieder Vorteile eines nicht vorhandenen Rastmomentes mit sich zieht... usw.
(... es entstehen dadurch derart viele Möglichkeiten gezielt auf das Feld einzuwirken ...)

Auch sollten Schleifringe nicht so kritisch sein wie der bekannte Kollektor eines Brush-Motors.

Hat das jemand schon mal probiert bzw. sogar ausgereizt?

Hallo Gerd,

das ist von der Regelungstechnik her leider etwas komliziert, da das Rotorfeld auf das Erregerfeld rückwirkt/induziert. Die Erregerfeldwicklung muß also relativ steif (=große Induktivität) ausgeführt werden, um die Kopplung zu unterdrücken. Schnelle Änderungen des Erregerfelds sind dadurch schwierig.

Der Controller für einen fremderregten Synchronmotor würde komplexer und schwerer werden und der Wirkungsgrad wird idR auch zurückgehen, da ja zusätzliche Energie für das Erregerfeld aufgewendet werden muß.

Zweifellos ist das alles machbar (und wird in irgenwelchen speziellen Anwendungen in der Industrie sicher auch gemacht) aber für den Modellbau wg. des Aufwands ehr ungeeignet (leider!).

Gruß,
Rolf
www.SinusLeistungsSteller.de
 

FamZim

User
Erregerfeld

Erregerfeld

Moin

Das Problem bei Elektrischer Erregung sehe ich einfach in der " Kleinheit " unserer Motoren.
Um beim Luftspallt von 1 mm ein Feld mit 1 Teslar aufzubauen braucht man eine Spule die grob 800 Windungen mit 1 A gespeist wird oder ein anderes Verhältnis mit 800 AW Amper mal Windungen.
Die Neodyms haben bei einer Magnetlänge von 1cm schon 5000 und mehr.
Da sind zwar meist nur 2 Stück mal 2 mm drin, aber das ist schon mächtig.

Es ist egal ob diese Spule um 1cm² oder um 100cm ² gewickelt ist die Feldstärke wär immer 800 AW.
Hat man viele einzelne Pole braucht man auch viele Spulen !!!

Beim aufkommen der Drehstrom Lichtmaschienen wurde dann ein Trick angewendet in dem nur eine Spule für alle Magneten gewickelt wurde.
Das ist eine zentrale Ringspule um einen Kern auf der Welle der sich dann achsial in N und S Pole aufteilt.
So braucht man allerdingst dort einen Querschnitt für ALLE Pole parallel.
Daraus ergibt sich dann ein bestimmtes günstiges Verhältnis zwischen Kerndurchmesser und der Fläche im Luftspallt.
Diese eine Spule muss aber die geforderte Feldstärke aufbringen für Luftspallt Rückschluss Stege und das Gegenfelddes Stators.
Ab einer bestimmten " Baugrösse " geht es sicher zu machen.
Grosser Durchmesser und kurzer Stator ist dabei die Regel !!

Bei einem "geregelten" BL Motor wäre die Erregerspule dann im RR der dann die Klauen der Magnete trägt.
Bei Motoren ab 1 oder 2 kg würde es schon gehen (von mir geschätzt) :D

Je grösser der Motor um so unbedeutender wird dann das Gewicht der Erregerspule.

Gruß Aloys.
 

Gerd Giese

Moderator
Teammitglied
... danke - im Grunde bestätigt ihr meine Vermutung und Befürchtung!

Es lohnt erst ab einem gewissen Leistungsgewicht. Ich finde es schade,
gerade weil hier wirklich Potential vorhanden wäre zu optimieren.

Elektronik dürfte heute nicht mehr das Hindernis darstellen.
Leider geht eine Minituarisierung in "Sachen" Spulen und Co. nicht proportional
mit einher ( doch Null Grad Kelvin :D) !:cry:

Hat einer von Euch weiterführende Links ...?
 

FamZim

User
Hi

Hab mir die Sache noch mal durch den Kopf gehen lassen :D dabei kommt dann raus das ein Stator von "NUR" 10mm Länge, schon eine Klauendicke von 5 mm benötigt und das wird einfach zu schwer .
Noch etwas viel mir ein !!!
Ein RR mit kurzen gefrästen Stegen innen.
Um die Stege kommen dann doch wieder Einzelspulen.
Auf die Stege kommen dünne Mags, für die Grundmagnetisierung.
Die Spulen können für niedrige Drehzahl diese verstärken.
Der 2 te Gang ist dann = Spulen aus !!
Der dritte Gang dann die Spulen gegen die Mags, zur Feldschwächung :D

Gruß Aloys.
 

Nice

User
Ich sage nur
Transrapid
Die Technik ist im wesentlichen die gleiche.

Das, statt Magnet eine Spule verwendet wird, hatte ich auch schon lange im Kopf, aber habe keine Lösung gefunden vom Schleifring weg zu kommen.
Zweitüberlegung ist eine Zweitglocke, die wiederum mit einem Regler gespeist wird, der aber eine Konstante erzeugt, mehr ein Schaltmodul, die zwischen Stator und Glocke ein Zwischenfeld erzeugt um von z.B. 18P auf 12 zu gehen.
Aber das wird nicht so einfach werden.
 
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