Allgemeine Reglerauslegung

[DJBlue]

Vielleicht ist es ja eine blöde Frage:

Bitte als "Allgemein" verstehen.

Ich hab einen Brushlessmotor der kurzzeitig (1sek.) 60A zieht.
Durchschnittlich sind es ca. 35-40A.
Der Brushlessregler kann 40A Dauer und Spitze 55A (10sek).

Bin ich damit schon vom Regler an der unteren Grenze, oder eher alles im grünen Bereich?:dknow:
Wäre es besser einen Regler mit etwas mehr Ampere zu verwenden?


Extremfall:
gleicher Motor, Regler Dauer 120A: gibts dann Nachteile?

[Heiner K.]

AW: Allgemeine Reglerauslegung

Ich würde da schon einen Regler mit mehr Leistung nehmen.
Der 40A Regler läuft praktisch immer im Grenzbereich, wäre mir persönlich zu knapp.

Einen 120A Regler kannste sicherlich nehmen, ist aber ein ganz schöner Klopper (Größe/Gewicht).

[jguther]

AW: Allgemeine Reglerauslegung

In Deinem Beispiel setzt die Erwärmung des Reglers die Grenze. Es kommt also im wesentlichen auf die Kühlung an. Der 40A-Regler mit Kühlung durch einen im Luftstrom liegenden Kühlkörper hätte eine gute ßberlebenschance.

Der 120A Regler würde im Vergleich weniger Wärme produzieren, und ausserdem könnte er aufgrund der grösseren Abmessungen seiner Kühlung diese Wärme auch noch besser abführen. Ob jedoch die geringeren Verluste (ein paar Watt) das Mehrgewicht ausgleichen, ist fraglich.

Ein ganz wichtiger Faktor, der leider häufig ignoriert wird, ist die Anzahl der Pole und die Induktivität des Motors.

Je mehr Pole ein Motor hat, umso öfter muss der Regler für eine bestimmte Drehzahl auf die jeweils nächste Phase schalten. Da die Verluste im Regler in erster Näherung proportional zur Schaltfrequenz sind, steigt die produzierte Wärme im Regler proportional zur Anzahl der Pole des Motors. Das ist bei den heute verbreiteten vielpoligen Aussenläufern ein Problem.

ßhnliches passiert, wenn man einen niedrig induktiven Motor im Teillastbereich betreibt und der Regler (z.B. Jazz, Jive, oder Kosmik) die Teillastschaltfrequenz automatisch anpasst. Um die Stromwelligkeit zu begrenzen, muss der Regler umso öfter ein- und ausschalten, je niedriger die Induktivität ist. Der niedrig induktive Motor produziert speziell im Teillastbetrieb viel mehr Verluste im Regler. Ganz krass ist das beim Kontronik Tango, der aufgrund seines (effektiv) eisenverlustlosen Rückschlusses eine extrem niedrige Induktivität hat. Deshalb hatten viele im 3D-MP mit dem Standardantrieb bei niedrigen Drehzahlen mit Reglerabschaltungen zu kämpfen.


Die ausführliche Antwort auf die ursprüngliche Frage lautet deshalb:

Der kleine Regler schafft das problemlos, wenn es sich um einen niedrigpoligen Motor mit hoher Induktivität handelt. Er wird mit ziemlicher Sicherheit abrauchen, wenn es sich um einen Motor mit hoher Polzahl und geringer Induktivität handelt.

[Nico]

AW: Allgemeine Reglerauslegung

Das ist eine schöne Erklärung, wieder was gelernt, Danke.
Als Pragmatiker hätte ich jetzt nicht gleich den 120er Regler genommen, sondern
eben einen 60A Regler. Müsste doch auch funktionieren, ohne die Grundlagen genau
zu kennen. Dafür sind ja die Regler Entwickler da, oder? :-)
Grüße,
Nico

Edith: war ja ein Extrembeispiel mit dem 120er, überlesen :-)

[Taumel S.]

AW: Allgemeine Reglerauslegung

Ob jedoch die geringeren Verluste (ein paar Watt) das Mehrgewicht ausgleichen, ist fraglich.

Hat der (viel zu) große Regler wirklich weniger Verluste? Nur weil er nicht so warm wird, heißt das ja nicht, dass er weniger Verluste hat?

[DJBlue]

AW: Allgemeine Reglerauslegung

Was versteht Ihr allgemein mit "hoher" Polzahl und "niedriger" Induktivität?
Sind schon 12 Pole viel? Ab wieviel Ohm ist ein Motor niederinduktiv?

[jguther]

Was versteht Ihr allgemein mit "hoher" Polzahl und "niedriger" Induktivität?
Sind schon 12 Pole viel? Ab wieviel Ohm ist ein Motor niederinduktiv?

Hohe Polzahl in diesem Zusammenhang wäre beispielsweise 10, 12 oder 14. Niedrig wäre 2-6. Wichtig ist, zu verstehen, dass die Verlustleistung im Regler proportional zur Polzahl steigt (bei fester Drehzahl).

Die Induktivität misst man nicht in Ohm sondern in Henry. Absolute Werte kann und will ich hier nicht nennen, aber ein Motor mit 12 Windungen hat etwa die doppelte Induktivität wie einer mit 6 Windungen, wenn sonst alles gleich ist.

Wichtig ist, extrem hochdrehende Motoren sowie solche mit eisenlosen Spulen oder mit rotierendem Rückschluss zu meiden. Den Tango als Negativbeispiel habe ich schon genannt.

Positive Beispiele im Sinne dieser Diskussion sind die für Helis gedachten Innenläufer von Plettenberg. Mit diesen Motoren bleiben die Regler selbst im Teillastbereich fast kalt.

Nur weil er nicht so warm wird, heißt das ja nicht, dass er weniger Verluste hat?

Doch, genau das heisst es. Reglerverluste werden komplett in Form von Wärme abgegeben. Welche Energieform sollte der Regler sonst daraus machen? Alles was der Regler nicht an den Motor weitergibt, setzt er in Wärme um. Jedenfalls, so lange er nicht so heiss ist, dass er leuchtet ;-)

[claus-juergen]

AW: Allgemeine Reglerauslegung

Hallo zusammen,

der zusammenhang zwischen schaltverlusten und polzahl des motors ist - mit verlaub - völliger quatsch!!!
der regler schaltet mit einer pwm-frequenz von mehreren kH - d.h. viele tausend mal pro sekunde.
das weiterschalten von einer phase auf die nächste führt da zu keiner zusätzlichen Schalthandlung!!! und somit auch zu keinen zusätzlichen schaltverlusten.
der einzige Betriebspunkt wo es doch einen Unterschied macht, ist 100% regleröffnung - da macht der regler vollblocktaktung ... d.h. die pwm ist quasi aus und der regler schaltet nur mehr von einer phase zur nächsten weiter.
da sind die schaltverluste aber sowieso nur mehr ein bruchteil vom teillastbetrieb - also auch schon egal ob das nun mehr oder weniger pole am motor sind.

lg
c-j

[Taumel S.]

AW: Allgemeine Reglerauslegung

Welche Energieform sollte der Regler sonst daraus machen?

Der Regler soll den Strom möglichst verlustfrei durch sich durchbringen. Wie gut er das tut, sieht man nicht unbedingt an seiner Temperatur. Denn der oben genannte viel zu dicke Regler wird zwar kaum warm, aber nicht weil er so gut ist, sondern weil er so groß ist und sich die Verluste nicht so stark in Wärme bemerkbar machen.

Er wird also bei z.B. gleichen Verlusten weniger warm, weil er mehr Kühlfläche hat und so.

[claus-juergen]

aja ... noch eins... nur weil beim tango der eisenrückschlussring mitdrehend ist und somit wenig eisenverluste produziert werden, heißt das nicht, dass der motor automatisch wenig induktivität hat ... eisen ist ja da.

der motor hätte die gleiche induktivität wenn er baugleich mit stehendem eisenrückschluss wäre.

lg
c-j

taumel hat recht ... nur weil ein größerer regler weniger warm wird, heißt es nicht direkt, dass er auch weniger verluste hat ... er hat ja viel mehr kühlfläche.

realistisch gesehen wird aber der große regler weniger verluste haben ...
er hat sicher einen kleiner innenwiderstand - nur durch mehr kühlfläche wird er nicht zum dreifachen dauerstrom kommen.
immerhinn wäre der dreifache strom das neunfache an leitverlusten und das dreifache an schaltverlusten ... was das im endefekt an x-facher verlustleistung ergibt, hängt von der aufteilung leit- und schaltverluste ab. das nur durch mehr kühlung abzufangen geht nicht.

also kann man davon ausgehen, wenn alles halbwegs normal abläuft, dann hat der größere regler auch weniger verluste als ein kleinerer.

lg
c-j

[jguther]

AW: Allgemeine Reglerauslegung

der zusammenhang zwischen schaltverlusten und polzahl des motors ist - mit verlaub - völliger quatsch!!!

Durchaus nicht. Die Schaltverluste im Teillastbetrieb haben zwei Komponenten - die durch die Schaltvorgänge der PWM erzeugten, und die durch die Kommutierung erzeugten. Die ersten sind umgekehrt proportional zur Induktivität des Motors und die zweiten sind proportional zur Polzahl (bei gegebener Drehzahl).

Du bist anscheinend der Ansicht, dass die zweite Komponente vernachlässigbar sei.

Dies ist aber zu kurz gedacht, denn obwohl diese zweite Art von Schaltvorgängen in der Tat seltener auftritt, dauert jeder Schaltvorgang länger, denn bei der PWM muss ich beispielsweise nur von 21A auf 20A, bei der Kommutierung muss ich beispielsweise von 40A auf 0A und wieder auf 40A (wir schalten hier ja keine ohm'schen Lasten, sondern fast reine Induktivitäten).

Die Kommutierung trägt deshalb einen spürbaren Anteil zu den Verlusten im Regler bei! Und genau dieser Anteil ist proportional zur Polzahl.

Wenn Du recht hättest, dürften unsere ESCs bei Vollgas gar nicht warm werden. Sie werden aber warm - wenn auch nicht so warm wie im Teillastbetrieb. So als Faustregel für den Teillastbetrieb (mit aktivem Freilauf) würde ich sagen, ca. ein Viertel der Verluste kommt durch die Kommutierung und ist von der Polzahl abhängig. Drei Viertel kommen durch die PWM und sind von der Teillastschaltfrequenz (und damit indirekt von der Induktivität) abhängig.

Ich finde es übrigens unhöflich, wenn Du meine ßusserungen hier als "völligen Quatsch" bezeichnest. Etwas mehr Diskussionskultur wäre angebracht.

[PetJumper]

AW: Allgemeine Reglerauslegung

Ich finde es übrigens unhöflich, wenn Du meine ßusserungen hier als "völligen Quatsch" bezeichnest. Etwas mehr Diskussionskultur wäre angebracht.

Solche ßußerungen sind m.E. nicht nur unhöflich, sondern sie zeugen von einer grundsätzlich ignoranten Haltung gegenüber Anderen und anderen Meinungen. Menschen, die regelmäßig auf diese Art kommunizieren, zeigen nach meinem Verständnis, dass sie nicht mehr lernen wollen - oder können?

Herzliche Grüße,
Peter