audiosmith
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Kleiner Tipp für die Experten hier, die Voltzahl nennt man in der Elektrotechnik Spannung und die Amperezahl Strom, das sollte auch ohne Studium möglich sein, danke.
Multiplex ProControl 125 - Nach 5min gestorben
- Ersteller Ruediger_Goelz
- Erstellt am
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- Schlagworte
- procontrol-125 roxxy-regler
- Status
Ruediger_Goelz
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Das lernt man sogar schon in der Hauptschule!
lastdownxxl
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Das Lastmoment Q vom Propeller ist eine Funktion der Drehzahl, Durchmesser und dem Drehmomentbeiwert Cq.
Simulation eines Propellerantriebes von meinem Starling Pro.
Motor Keda B28-47-15S, 2600 rpm/V, Ri = 0.033 Ohm
Getriebe Maxon 4.4:1
Propeller GM 16x8, n100 = 4365 rpm
Der Propeller nimmt beim Beschleunigen vom Motor erstmal kaum Leistung (P ~ rpm³) auf, der Motor beschleunigt daher sehr schnell auf
die max. Drehzahl. Der Anlauf erfolgt quasi fast wie ohne ein Lastmoment. Daher dürfte man eigentlich nach der Meinung einiger Experten gar keinen Regler zusammen mit einem Motor mit Propeller als Last betreiben, er könnte ja dabei zerstört werden.
Gruss
Micha
swoop
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Interessant in diesem Zusammenhang wäre der Vergleich von Klapp- zu Starrpropeller, Getriebemotor zu Direktantrieb. Die Massen müssen ja in Rotation gebracht werden, das funktioniert sicher nicht ohne Kraftaufwand.
lastdownxxl
User
Hallo Martin,
das Trägheitsmoment vom Maxon Getriebe ist verglichen mit dem vom Rotor des Motors sehr klein. Solche Daten stehen bei Maxon im Katalog.
Das Trägheitsmoment vom Propeller wird mit dem Quadrat der Getriebeübersetzung reduziert, spielt also keine nennenswerte Rolle.
Die mech. Anlaufzeitkonstante der Motoren bewegt sich innerhalb von wenigen Millisekunden. So hat ein 200 Watt BLDC-Motor EC-4pole 30 von
Maxon eine mech. Anlaufzeitkonstante von 1.8 ms, nach 5*1.8 msec hat er theoretisch seine max. Drehzahl ohne Last erreicht.
Gruss
Micha
das Trägheitsmoment vom Maxon Getriebe ist verglichen mit dem vom Rotor des Motors sehr klein. Solche Daten stehen bei Maxon im Katalog.
Das Trägheitsmoment vom Propeller wird mit dem Quadrat der Getriebeübersetzung reduziert, spielt also keine nennenswerte Rolle.
Die mech. Anlaufzeitkonstante der Motoren bewegt sich innerhalb von wenigen Millisekunden. So hat ein 200 Watt BLDC-Motor EC-4pole 30 von
Maxon eine mech. Anlaufzeitkonstante von 1.8 ms, nach 5*1.8 msec hat er theoretisch seine max. Drehzahl ohne Last erreicht.
Gruss
Micha
swoop
User
Wie sieht es bei Direktantrieb und Starrpropeller aus?
Der Threadstarter wollte ja eine Fw-190 damit betreiben. Die wird wohl nicht mit einem Getriebe und Klapplatte ausgerüstet, eher vielleicht mit einem 3 Blatt Propeller, wenn es Scale sein soll.
Mein Verständnis ist, dass Energie nicht verloren geht sondern umgewandelt wird.
Der Threadstarter wollte ja eine Fw-190 damit betreiben. Die wird wohl nicht mit einem Getriebe und Klapplatte ausgerüstet, eher vielleicht mit einem 3 Blatt Propeller, wenn es Scale sein soll.
Mein Verständnis ist, dass Energie nicht verloren geht sondern umgewandelt wird.
lastdownxxl
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Ich wollte eigentlich nur zeigen, dass ein Propeller dynamisch seine Last aufbaut, das Lastmoment mit dem Quadrat der Drehzahl.
Daher ist der Anlauf vom Motor mit Propeller nicht mit einer konstanten Last wie z. B. dem Heben einer Last an einer Rolle vergleichbar.
Die Energie im Rotor ist ½*Jr*(rpm*pi/30)², merkt der Regler beim Einsatz der Bremse, da fließt Impulsförmig kurz viel Strom.
Im Direktantrieb geht das Trägheitsmoment vom Propeller natürlich direkt auf den Motor, das kostet Energie beim Beschleunigen. Daher sind
schwere Verbrennerlatten ungünstig bei E-Antrieben. Bei Verbrennermotoren sorgt die Schwungmasse dagegen für einen ruhigeren Motorlauf.
Der Anlaufstrom vom Motor steigt mit wachsendem Trägheitsmoment vom Propeller und nähert sich dem Maximalwert U/Ri.
Gruss
Micha
Daher ist der Anlauf vom Motor mit Propeller nicht mit einer konstanten Last wie z. B. dem Heben einer Last an einer Rolle vergleichbar.
Die Energie im Rotor ist ½*Jr*(rpm*pi/30)², merkt der Regler beim Einsatz der Bremse, da fließt Impulsförmig kurz viel Strom.
Im Direktantrieb geht das Trägheitsmoment vom Propeller natürlich direkt auf den Motor, das kostet Energie beim Beschleunigen. Daher sind
schwere Verbrennerlatten ungünstig bei E-Antrieben. Bei Verbrennermotoren sorgt die Schwungmasse dagegen für einen ruhigeren Motorlauf.
Der Anlaufstrom vom Motor steigt mit wachsendem Trägheitsmoment vom Propeller und nähert sich dem Maximalwert U/Ri.
Gruss
Micha
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swoop
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Ich muss jetzt in dieser Diskussion eines vorausschicken, ich bin, sowohl was Physik als auch Technik in diesem Bereich betrifft, Laie.
Wenn Energie nicht verloren geht sondern umgewandelt wird muß die dem Akku entnommene Energie irgendwo hin kommen, wenn der Motor praktisch lastfrei betrieben wird. Es erscheint mir daher logisch, dass sich der Regler erhitzt, die Energie muss sich ja umwandeln. Zusätzlich gibt es bei der vom Threadstarter geschilderten Vorgehensweise keine Kühlung des Reglers. Also mich, als Laie, wundert es nicht, wenn der Regler den Überhitzungstod stirbt.
Wenn Energie nicht verloren geht sondern umgewandelt wird muß die dem Akku entnommene Energie irgendwo hin kommen, wenn der Motor praktisch lastfrei betrieben wird. Es erscheint mir daher logisch, dass sich der Regler erhitzt, die Energie muss sich ja umwandeln. Zusätzlich gibt es bei der vom Threadstarter geschilderten Vorgehensweise keine Kühlung des Reglers. Also mich, als Laie, wundert es nicht, wenn der Regler den Überhitzungstod stirbt.
Ruediger_Goelz
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bei der Berechnung stimmt etwas nicht ... Ich habe zwar aus versehen die Motorvariante mit der sehr langen Welle erwischt, aber der Motor ist der selbe. ... Der Strom nimmt zu. Der Strom bricht nur bei Strömungsabriss am Propeller ein! Das ist aber bei einem 3 Blatt 16x8 noch nicht der Fall. Hier die eCalc Bechenung:
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lastdownxxl
User
In einem MOSFET Transistor wird im durchgeschalteten Zustand die Verlustleistung Im² * Rds(on) verbraten.
Ein BUZ 11 N-Kanal MOSFET als Beispiel hat ein Rds(on) von typisch 0.03 Ohm. Der kann bei guter Kühlung 30 A dauer. Der BUZ11 wurde früher gerne in selbstbau Bürstenreglern verwendet, auch in meinen Reglern.
Angenommen ein kleiner Motor benötigt im Leerlauf 0.5 A, dann macht das 7.5 mW an Verlustleistung im BUZ11.
Benötigt der Motor mit Propeller jetzt bei Vollgas 10 A, dann steigt die Verlustleistung auf 100*0.03 (3) Watt an. Das sind das 400 fache an Verlusten im FET. Das sind die Relationen zwischen dem Betrieb ohne Propeller und dem Vollgasbetrieb mit Propeller.
Der Regler Multiplex ROXXY PROcontrol 125A kann einen Dauerstrom von 125 A. Der Hacker A50-10L hat einen Leerlaufstrom von 1.9 A @ 8.4 Volt, bei 6S ca. 4 A - 5 A. Darum geht es hier.
Im Modellflug werden viele Regler mit wenig oder gar keiner Kühlluftzufuhr betrieben. Siehe #79 vom Steve.
Gruss
Micha
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Vielleicht kann mal einer was zu den Schaltverlusten schreiben. Der Rds(on) ist in dem Fall m.E. nicht entscheidend. Interessant ist der Widerstand im Schaltvorgang - allerdings auch nur dann, wenn der Nulldurchgang verpasst wird.
Weiter oben stand das ja schonmal.
Deshalb würde mich interessieren, was die Erkennung der Phasenlage durcheinanderbringen könnte. Ist der Motor z.B. besonders unruhig gelaufen während dieser 5 Minuten? Waren oder sind Kabel oder Wicklungen beschädigt oder lose u.s.w.
Schalten in so einem Fall die Regler nicht üblicherweise einfach ab nach ein paar Sekunden. Die Software entdeckt doch solche Unregelmäßigkeiten, vor allem die in teuren Geräten (würde ich wenigstens erwarten).
Weiter oben stand das ja schonmal.
Deshalb würde mich interessieren, was die Erkennung der Phasenlage durcheinanderbringen könnte. Ist der Motor z.B. besonders unruhig gelaufen während dieser 5 Minuten? Waren oder sind Kabel oder Wicklungen beschädigt oder lose u.s.w.
Schalten in so einem Fall die Regler nicht üblicherweise einfach ab nach ein paar Sekunden. Die Software entdeckt doch solche Unregelmäßigkeiten, vor allem die in teuren Geräten (würde ich wenigstens erwarten).
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Ruediger_Goelz
User
ich habe den Motor danach auch mit den BL-Control 755 S-BEC laufen lassen, um zu prüfen, ob der Motor oder der Regler den Geist aufgegeben hat ... Da sind keine Probleme aufgetaucht.
lastdownxxl
User
Hallo Rüdiger,
was hat es mit der Berechnung in eCalc auf sich??? Besteht da ein Zusammenhang zu einem Post #Nummer ? Zu eCalc und den Propellertypen würde ich übrigens mal <<hier>> lesen.
@HaWo
Beim idealen FET (off) ist die Verlustleistung Null da
theoretisch kein Strom fließt. Im geschlossenen Zustand ist Pv wieder Null da RDs(on) theoretisch Null ist.
Beim Schalten durchwandert der reale FET die beiden Zustande mit einem RDs deutlich höher als der RDs(on) und deutlich kleiner als
RDs(off), allerdings nur für wenige Nanosekunden.
In den Datenblättern mit tr (rise time) und tf (fall time) beschrieben. Es entstehen daher sehr kurze hohe Impulsverluste in den FETs.
Der Zusammenhang Im²*Rds bleibt trotzdem bestehen, der Regler schaltet auch ohne Propeller die Phasen für das Drehfeld, allerdings
mit weniger hohen Impulsverlusten in den FETs.
@madmao
Oh je, der Wirkungsgrad vom Motor ist im Leerlauf immer Null. Pmech ist Winkelgeschwindigkeit (rpm*pi/30)*Drehmoment.
Die Verlustleistung ist und bleibt Im²*Ri vom Motor.
Im Leerlauf ohne Propeller ist der Motorstrom Io << (Im mit Propeller) !!!!! Daher sind die Joule'schen Verluste Io²*Ri
sehr gering, und das trotz dem miserablen Wirkungsgrad.
Pin = U*Io
Pmech = 0 da der Motor kein Drehmoment abgibt.
eta_motor= Pmech/Pin
Ohne ein grundsätzliches Verständnis der Elektrotechnik und der el. Antriebstechnik wird das nichts.
eta_motor = 1 + Io/Ik - Imotor/Ik - Io/Imotor
mit Ik = U/Ri
Ri...Anschlusswiderstand vom Motor
Io... Leerlaufstrom
Im Leerlauf ist der Motorstrom gleich dem Leerlaufstrom. Die Copper losses (Joule'schen Verluste) betragen 100 mW, in meinem Programm
auf Null abgerundet. Die Copper losses heizen den Motor auf.
Weshalb der MPX Regler gestorben ist kann an vielen Ursachen liegen, höchstwahrscheinlich ein vorgeschädigtes Bauteil. Thema Badenwannenkurve und Ausfallrate in der Früh-Phase von Bauteilen.
Gruss
Micha
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Ruediger_Goelz
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Hallo Micha, mit eCalc fährt man in erster Linie nicht schlecht, um eine Abschätzung zu machen und ich bin bisher immer gut damit gefahren.
Ich habe in der Regel die Tendenz Modelle etwas über zu motorisieren. Und wenn ich ein gutes Grundsetup gefunden habe, greif ich in der Regel erst mal auf dieses zurück. Das galt auch für dieses Setup. Auch wenn ich diesmal eben keinen YGE-Regler genommen habe.
Motoren sind mir bisher nur beim Orignialsetup der Funray und der Heron abgeraucht. Mit den Hacker Motoren habe ich auch nur gute Erfahrungen
LG Rüdiger
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lastdownxxl
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Hallo,
noch eine Bemerkung zu den YGE-Reglern. Diese sind keine Sinus-Steller, sie verwenden die Blockkommutierung wie sie bei den BLDC-Motoren üblich ist. Für einen sehr langsamen und smoothen Motoranlauf können die YGE im Sinus Mode den Motor anlaufen lassen.
Die Motorwelle folgt langsam dem Sinus, welcher in den drei Phasen jeweils um 120° versetzt den Motor antreibt.
Das ganze hat jedoch nichts mit der Verlustleistung im Regler im normalen Motorbetrieb mit Blockkommutierung zu tun, egal ob mit oder ohne Propeller.
Im folgenden Bild ist der Hochlauf ohne Last von einem BLDC-Motor mit Sinuskommutierung zu sehen, ist aus meiner Dipolmarbeit von 1992.
Die bürstenlosen permanenterregten Motoren mit einem sinusförmigen Verlauf der Gegen-EMK sind eigentlich permanenterregte Synchronmotoren (PMSM) und werden daher mit der Sinuskommutierung betrieben.
Der Plot wurden mit PSPICE (DOS-Version) erzeugt, das Differentialgleichungssystem vom Motormodell (Parktransformation und ihrer Inversen) wurde von mir mit der Nachbildung von Analogrechnermethoden zur numerischen Berechnung
der Differentialgleichungen gelöst, daher ist der Plot Drehzahl, Motorstrom und Drehmoment als Spannung dargestellt.
Der Sinus wird jedoch vom Regler aus einer Gleichspannung über eine geignete PWM-Modulation generiert, daher wurden die Motoren früher auch als bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) bezeichnet.
Gruss
Micha
Eisvogel
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stimmt, war mein Fehler.
Ich hab den link aus #29 fälschlicherweise YGE zugeordnet, ist aber von SLS. So einen Regler hab ich noch nie gesehen.
Aber YGE wirbt mit aktiven Freilauf (was immer das auch ist) und dadurch unbegrenzter Teillastfähigkeit.
Die angeblich veralterten oder nie wirklich richtigen Angaben zum laufenlassen ohne Prop beziehen sich wohl auf den Motor und die Gefahr des Überdrehens. Platzende Magnete oder aufgegangene Armierungen bei Innenläufern und aufschwingende Glocken bei Außenläufern gabs ja.
Lange Teillast scheint, so weit ich das jetzt verstanden hab, bei manchen oder vielen Stellern ein Problem im Flug mit Prop zu sein. Je höher der Strom und je höher die Teillast, desto mehr heizt sich der Steller auf.
Meine Erkenntnis daraus: Als Nichtfachmann schadet es nicht wenn man die alten "Regeln" befolgt,
lastdownxxl
User
Hallo Eisvogel,
bei Betrieb mit viel Teillastbetrieb sollte der Regler ausreichend dimensioniert werden. Benötigt mein Antrieb bei Vollgas mit Propeller
z. B. 100 A, dann sollte der Regler einen Dauerstrom von 150 A können, dann bin ich auch im Teillastbetrieb gut aufgestellt.
Im E-Segler mit Schalterbetrieb auf 100 % kann man eher an die Grenze gehen.
Mit der Verlustleistung steigt die Bauteiltemperatur, eine Erhöhung der Bauteiltemperatur eines FETs von +10 K bedeutet eine Verdoppelung der Ausfallrate vom MOSFET im Regler. Bekannt als das Gesetz von Arrhenius in der Zuverlässigkeitstechnik.
Betreibe ich einen Regler der 6S LiPo als Spannung kann, die 2 Elkos am Reglereingang sind jedoch nur fur 25V ausgelegt,
dann ist das Murks. Die Wahrscheinlichkeit für einen Kurzschluss der Elkos steigt drastisch an. Bei manch älteren Regler gab es so etwas.
Normal sind 35 Volt Elkos am Eingang von 6S Reglern.
In der Hardwareentwicklung werden bei guten Herstellern entsprechende Derating Rules angewendet.
Die alten Regeln sind oftmals nutzlos, mitunter sind Ratschläge mancher sogenannter
Experten nur Müll und beruhen nicht auf soliden Fachkenntnissen.
Gruss
Micha
Ich check's trotzdem nicht, warum Teillast ein Problem sein soll.
Die Grundfunktion des Reglers ist doch immer die selbe, er macht ein mehr oder weniger schnell rotierendes Drehfeld, dem der Läufer je nach Last mehr oder weniger eng hinterher läuft. Da die FETs nahezu stromlos geschalten werden, sollte ihnen die Schaltfrequenz ja auch ziemlich egal sein, zumal bei Teillast eh alles langsamer läuft. Daß die Hauptbelastung durch den 'Arbeitsstrom' bei langsamem oder ganz fehlendem Propeller geringer als bei Vollgas ist, ist denk ich auch gesetzt.
Also warum sollte ich nicht ganze Akkuladungen mit Teillast/Halbgas verfliegen können? Theoretisch wenigstens.
Die Grundfunktion des Reglers ist doch immer die selbe, er macht ein mehr oder weniger schnell rotierendes Drehfeld, dem der Läufer je nach Last mehr oder weniger eng hinterher läuft. Da die FETs nahezu stromlos geschalten werden, sollte ihnen die Schaltfrequenz ja auch ziemlich egal sein, zumal bei Teillast eh alles langsamer läuft. Daß die Hauptbelastung durch den 'Arbeitsstrom' bei langsamem oder ganz fehlendem Propeller geringer als bei Vollgas ist, ist denk ich auch gesetzt.
Also warum sollte ich nicht ganze Akkuladungen mit Teillast/Halbgas verfliegen können? Theoretisch wenigstens.
lastdownxxl
User
Mit dem PWM Betrieb wird die Stromversorgung an den Phasen (2 von 3) mit 8 kHz (16..32) Ein-und Ausgeschaltet, die Motorwicklung ist jedoch auch eine Induktivität welche den Stromfluß aufrecht erhält. Der FET durchfährt beim Ein-und Auschalten eine Widerstandskennline bei hohem Motorstrom und hat daher im Nanosekunden-Bereich hohe Schaltverluste. Die Transistoren sind im Bild als ideale Schalter dargestellt.
Im folgenden die vereinfachte Darstellung eines Bürsten Reglers welcher eine Motorwicklung mit 8 kHz PWM schaltet. Ist so auch prinzipiell beim brushless Regler. Der Strom hat einen deutlichen Rippelstrom, welcher mit höherer PWM Frequenz kleiner wird.
PS: Jetzt bin ich aber endgültig raus hier. Das Thema ist sehr komplex und nicht so leicht zu verstehen. Ich hab selber auch schon fast alles vergessen, mit dem Thema hab ich mich beruflich mit Diplomarbeit zusammen nur kurz von 1992 -1995 beschäftigt.
Gruss
Micha
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