Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

[Spacemarine]

Man hört ja immer, dass man Regler nicht zu wenig öffnen soll, da durch den Teilastbetrieb viel Wärme entsteht, was den Regler schädigen kann.

Was ist aber, wenn der Regler einen Aktiven Freilauf hat, d.h. unbegrenzt Teillastfest ist? Kann ich dann z.B. statt mit 6S mit 10S fliegen und den Regler einfach weniger öffnen? Würde es dann von dem Flugzeit und der Temperatur keinen Unterschied mehr machen, ob ich 6S2P oder 12S fliege beim gleichem Gesamtgewicht?

[andre77]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

Hi,

wenn Du von 6 auf 10S gehen willst wird das schon recht schwierig den gleichen Motor und gleiche ßbersetzung beizubehalten. Klar kann man den Heli irgendwo so abstimmen das man mit 6S noch fliegen kann und 10S auch geht... aber das ist immer ein Kompromiss.
Willst Du denn von Flug zu Flug wechseln können oder nur einmal auf 10S umstellen und danach nicht mehr mit 6S fliegen?

6S2P oder 12S kann man so auch Pauschal nicht sagen, wobei bei gleicher Leistung und weniger Spannung der Strom höher ist (sein muss) und damit vermutlich auch die ßbergangs- und Wärmeverluste. Wenn der Heli allerdings von der ßbersetzung her überhaupt nicht zu 12S passt, dann kann es gut sein das Du mit 6S2P besser fliegst.

Erzähl mal ein wenig mehr worum es geht, welcher Heli, welcher Einsatzzweck usw.

Viele Grüsse

Andre

[Spacemarine]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

Es ist eigentlich eine eher theoretische Frage, die meinem technischen Verständnis dienen soll.

Angenommen ich habe eine Setup, bestehend aus Motor und Ritzel, welches z.B. perfekt zu 6S passt. Kann ich dann einfach eine größere Zellenzahl verwenden und den Regler einfach weniger öffnen, so dass immer noch die gleiche Drehzahl entsteht? Also z.B. 12S statt 6S und dann den Regler einfach nur halb so weit öffnen, um die gleiche Drehzahl zu bekommen?

Theoretisch müsste das dann doch immer noch ein optimales Setup sein und die Flugzeiten und Effizienzen müssen auch gleich sein, egal ob ich 6S2P oder 12S fliege? Gleiches Akkugesamtgewicht und einen unbegrenzt teillastfähigen Regler vorausgesetzt natürlich.

[mukenukem]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

Nur weil der Regler teillastfest ist heißt das nicht daß der Wirkungsgrad auch gut ist. Je weniger Regleröffnung, desto mehr müssen die Mosfets ein- und ausschalten (PWM), und dabei entstehen Verluste (Wärme). Außerdem ist ein Motor (gerade Helimotor) auf einen gewissen Drehzahlbereich optimiert. gehst du sehr drunter hast du auch weniger Wirkungsgrad...

[Nikom Nam Un]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

Außerdem ist ein Motor (gerade Helimotor) auf einen gewissen Drehzahlbereich optimiert. gehst du sehr drunter hast du auch weniger Wirkungsgrad...

Die Motordrehzahl bleibt ja gleich.

[mukenukem]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

Okay, das schon. Trotzdem ist der Wirkungsgrad schlechter weil mehr PWM Schaltverluste. Und wenn du den Motor versehentlich mit zuviel Regleröffnung betreibst.....

[garth]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

mukenukem hat schon Recht. Rein technisch ist es so dass bei standard(passivem) Freilauf der Rückstrom über Dioden geleitet wird. Der Strom * 0,8V ( ca. Wert) ist die Wärme die entsteht.

Der aktive freilauf macht das über Mosfets, da ist die Spannung die dabei im Mosfet abfällt nahe Null, => Strom * 0V = fast keine Wärme.

Der Wirkungsgrad ist dann zwar etwas besser, aber Betrieb im falschen/schlechten Regleröffnungsbereich ist immer mit erhöhten Verlusten verbunden - in Regler und Motor !

[phiphi]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

Hallo

Um das Problem der Schaltverluste zu umgehen, gibts auch Motoren mit 2 Wicklungen, die man mit einem Stecker zwischen 2 Lipospannungen umschalten kann.

So kann die Regleröffnung da bleiben wo sie ist.
Ob es aber in der Praxis doch Nachteile gibt, kann ich dir nicht genau sagen, ich hab für jeden Heli eine fixe Zellenzahl.

index_23

Ev. währe das eine Lösung für dich

Grx Phi

[Diablol]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

desto mehr müssen die Mosfets ein- und ausschalten

für mein VErständnis schalten die immer gleich viel, da die PWM Frequenz gleich ist, nur die An/Aus Dauer ist unterschiedlich.

Nur das bei niedriger Regleröffnung, wenn die Fets grad schalten immer mehr Strom (zurück) fließt (Spule usw..). Der einzigste Unterschied ist, dass bei einem aktiven Freilauf die Verluste generell WENIGER sind.

Also generell kannst du das mit einem Freilauf ESC machen! Aber ob und wie gut das im Gesamten funktioniert musst testen.
Wird der ESC vllt doch (zu) warm <- Verluste
der Motor (zu) warm <- Verluste
Kommutaionsfehler ...
usw

Wie schon erwähnt würde man im konkreten ein Setup so von vorne herein wohl nicht auslegen, aber prinzipiell ja.

[andre77]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

Hi,

um mal ein evtl. vorhandenes Missverständnis auszuräumen. Der Regler regelt nicht die Spannung, also 6S voll offen und 12S halb offen beutetet nicht das beim Motor die gleiche Spannung ankommt!
Wenn man das komplett verstehen will ist ein wenig Einarbeitung in die Arbeitsweise von Brushlessmotoren und Reglern nötig. Hier gabs irgendwo mein nen guten Link, nur find ich den gerade nicht, kann da jemand aushelfen?

Viele Grüsse

Andre

[Proto]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

Diese Diskussion gabs doch schon 100-Fach :-)
Wens also etwas genauer Interessiert nochmal als kleine Zusammenfassung des Kenntnisstands den ich als "nicht Entwickler" von Reglern besitze:
Wie schon beschrieben sind bei ansteuerungen von Brushless-Motoren über PWM die ausgegeben Spitzenspannungen immer gleich. Der Regler regelt also schon die Spannung, aber eben nur einen gewünschten Mittelwert.
Ich habe bei einer fixen PWM Frequenz (das sind die bla bla KHz die ihr bei manchen Reglern einstellt) einen gewissen Tastgrad. Dieser wird von 0-100% dargestellt. Will ich im Schnitt 50% der anliegenden Spannung durschalten öffne ich 50% der Zeit und schließe 50% der Zeit. Da das ganze bei bis zu 20kHz passiert kann ich an jeder Phase auch bei hohen Drehzahlen immer einen Sinus abbilden.
Das gleiche Funktionsprinzip hat man wenn man einen Drehstrommotor an eine Drehstromsteckdose anschließt, nur das dieser Sinus eben fix auf der Netzleitung liegt und nicht über diese Krücke gebildet wird.
Da der Strom für ein magnetisches Feld, das direkt für das mögliche Drehmoment verantwortlich ist, entscheident ist, ist die Spannung in dem Fall zwar das einzige Mittel mit dem der Regler arbeiten kann, aber trotzdem nur nebensächlich.
Wenn ichs also ganz kritisch sehe kann ein für 5s ausgelegter Motor bei einer Spitzenspannung von 50V zwischen den Wicklungen durchschlagen, da ich nicht weiß wie stark ich die Isolierung belasten kann, da diese ja vielleicht nur für 25V ausgelegt ist. Da wird höhstwahrscheinlich deutlich mehr Toleranz drin sein oder die Hersteller werden wohl bei den 5s Motoren rein aus Lagertechnischer sicht trotzdem die gleichen Wicklungen nutzen wie bei 12s aber ausschließen kann ichs nicht.

Ein aktiver Freilauf ist lediglich ein Ersatz der Freilaufdioden oder parasitären Diodenwirkung der Ansteuerelektronik (FETs) die diese eben mit sich bringen durch einen aktiven FET der in die andere Richtung öffnet. Da an diesen Dioden (Passives Bauelement = Passiver Freilauf) immer eine hohe Spannung abfällt wird auch sehr viel Leistung verheizt (diese Leistung fällt nun mal in Wärme an). Schalte ich jetzt genau entgegensetzt einen weiteren Leistungsschalter in dem Moment durch, in dem die Rückspannung vom Motor induziert wird führe ich diese Last nicht über diese Diode ab sondern über einen annährend widerstandslosen Schalter (Aktives Bauelement = Aktiver Freilauf). Somit fällt keine Last an diesen Bauteilen ab. Also auch keine Wärmeentwicklung.
Einzig die Software ist deutlich aufwändiger, da ich, sollte ich im falschen Moment die aktiven Freiläufe durchschalten einen nahezu widerstandslosen Kurzschluss erzeuge. Das dann blöd :-)

[Spacemarine]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

Um das Problem der Schaltverluste zu umgehen, gibts auch Motoren mit 2 Wicklungen, die man mit einem Stecker zwischen 2 Lipospannungen umschalten kann.

index_23

Ev. währe das eine Lösung für dich

Interessant, aber es scheint mir so zu sein, dass immer die gleichen Wicklungen bestromt werden, lediglich die Beschaltung wird von Stern nach Dreieck geändert. Zumindest würde das Drehzahlverhältnis von Wurzel(3) genau passen.

Bis auf die Spannungsfestigkeit wurden hier also noch keine technischen Argumente genannt, die dagegensprechen, den Motor mit einer beliebigen Spannung zu betrieben und einfach entsprechend abzuregeln. Der Vorteil wäre halt, dass man beliebige Akkus in beliebigen Modellen fliegen kann, solange das Gesamtgewicht passt.

Ein Argument, welches noch dagegenspricht, (hier aber noch nicht genannt wurde) ist, dass bei höherer Spannung und gleichzeitig kürzeren Strompulsen natürlich die Ohmschen Verluste ansteigen, da die Ohmschen Verluste mit I^2 gehen. In wie weit das in der Praxis wirklich relevant ist, steht natürlich auf einem anderen Blatt.

[mukenukem]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

Die Spannungsfestigkeit gegen durchschlagen ist über 1kV. Ich hab mal kleine Motoren mit normalem Kupferlackdraht gewickelt und mit dem Isotester geprüft. 1kV ist überhaupt kein Thema, bei 1.4kV hats dann geschnalzt. So eine niedrige Spannungsfestigkeit gibts gar nicht

[ThomasC]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

Aus meiner Sicht sollte dem nichts im Wege stehen - wenn man mit der Einschränkung klarkommt, daß man bei 12S halt nur 50% des möglichen Drehmoments hat, auf die mit 12S erreichbare Leistungssteigerung also komplett verzichtet...

[Spacemarine]

AW: Eingangsspannung unwichtig bei unbegrenzt Teillastfähigem Regler?

Aber man hat doch das gleiche Drehmoment, wie wenn man direkt mit 6s fliegt? Von daher kein Nachteil im Sinne der Fragestellung.