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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 12 V-Motor mit 24 V und PWM


Autor: Bernhard Gebert (Gast)
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Hallo allerseits,

für den Antrieb eines U-Boots verwende ich zwei Motore, die 6 - 14 V
vertragen und je 15 A Nennstrom bei 7,6 V haben.

Um die Übertragungsverluste zu reduzieren möchte ich das Gesamtsystem
mit 24 V betreiben und einfach den Fahrtregler (H-Brücke mit MOSFETs)
nicht ganz aufdrehen.

Somit habe ich bis zum Steller nur den halben Durchschnittsstrom und
die halben thermischen Verluste. Was haltet ihr davon?

MfG,
Bernhard
Was haltet ihr davon?

Autor: Jens D. (jens) Benutzerseite
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?????

Glaubst du ein herkoemmlicher Fahrregler (LRP etc) verbraett die
restliche Leistung??
Die arbeiten auch mit PWM

Autor: Bernhard Gebert (Gast)
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>>Glaubst du ein herkoemmlicher Fahrregler (LRP etc) verbraett die
restliche Leistung?? Die arbeiten auch mit PWM

Wenn du das auf "Übertragungsverluste" beziehst, damit meine ich
"Übertragungsverluste"; also die Verluste bis zum Regler auf den
Leitungen u.s.w.

Autor: Jens D. (jens) Benutzerseite
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ahh nun verstehe ich..

ich glaube nur nicht, dass der motor das lannge mit macht..
die verluste hast du so und so, da du bei der anderen variante einen
viel höhreren strom (kurzzeitig)..

am besten einfach dickere kabel was sich eh schon sehr in grenzen
haellt..

oder einen anderen motor suchen..

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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> für den Antrieb eines U-Boots verwende ich zwei Motore, die 6 - 14
> V vertragen und je 15 A Nennstrom bei 7,6 V haben.
>
> Um die Übertragungsverluste zu reduzieren möchte ich das
> Gesamtsystem mit 24 V betreiben und einfach den Fahrtregler
> (H-Brücke mit MOSFETs) nicht ganz aufdrehen.
>
> Somit habe ich bis zum Steller nur den halben Durchschnittsstrom
> und die halben thermischen Verluste. Was haltet ihr davon?

Werden die Motoren getrennt oder immer gleich gesteuert? In letzterem
Fall kannst du sie auch einfach in Reihe schalten.
Ansonsten würde ich versuchen, das Kabel möglichst kurz zu halten.

> Wenn du das auf "Übertragungsverluste" beziehst, damit meine ich
> "Übertragungsverluste"; also die Verluste bis zum Regler auf den
> Leitungen u.s.w.

Ach so, du meinst Leitungsverluste :)
Hast du dir mal ausgerechnet, wieviel das überhaupt ist und ob das für
dich signifikant ist?

Autor: Bernhard Gebert (Gast)
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Hallo Rolf,
Die Motore müssen getrennt ansteuerbar sein, sonst wäre das natürlich
die perfekte Lösung.
Die Verluste in Leitungen, Steckverbindern, Sicherungen,... , also
Übertragungsverluste, sind relevant.

Autor: Hubert.G (Gast)
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@ Rolf Magnus
Gleichstrommotore in Serie schalten ohne mech. Verbindung musst du mir
mal zeigen.

Hubert

Autor: Bernhard Gebert (Gast)
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Hallo Hubert,
stimmt.
Sie wären aber im selben Medium. Wenn also ein Motor schneller wird,
dann steigt seine Belastung (Drehmoment) quadratisch.
Müsste also doch klappen, oder?
MfG,
Bernhard

Autor: Olaf (Gast)
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Kann mir mal einer erklaeren warum in eurem Universum die
Leitungsversluste bei 12V und 100% ED nicht gleich sind wie bei 24V und
50%ED?

Olaf

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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> @ Rolf Magnus
> Gleichstrommotore in Serie schalten ohne mech. Verbindung musst du
> mir mal zeigen.

Wieso? Das wird bei mehrmotorigen Modellflugzeugen auch ab und zu
gemacht, damit man dünnere Kabel verlegen kann und somit Gewicht spart.
Die Last ist ja bei beiden Motoren immer ungefähr gleich. Wo siehst du
ein Problem?

> Kann mir mal einer erklaeren warum in eurem Universum die
> Leitungsversluste bei 12V und 100% ED nicht gleich sind wie bei
> 24V und 50%ED?

Die Taktung wird im Regler normalerweise durch einen eingangsseitigen
Kondensator einigermaßen ausgeglichen. Dadurch fließt dort nicht nur 0
und maximaler Strom.

Autor: Lucky Fu (Gast)
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ich bin selbst modellbauer und habe ein modelluboot aber auf die idee,
mir 24V akkus einzubauen bin ich noch nicht gekommen. ich fahre mit
meinen 6V blei gel akkus doch schon recht lange. nochzumal ich unter
wasser automatisch von parallel auf reihenschaltung umstelle was a
weniger strom verbraucht und b vorbildgetreuer ist. also imho ist das
eher unsinn. um 24V zu erzeugen musst du ja mehr kleinere akkus
einbauen, was am ende weniger leistung zur verfügung stellt, da du
schon allein deshalb mehr luft hast zwischen den zellen die nicht
genutzt wird. ist imho alse eher kontraproduktiv. im flugzeugbau macht
man sowas um gewicht zu sparen und nicht um die fahrzeit zu verlängern!
ich glaub, da haste was falsch verstanden

Autor: Bernhard Gebert (Gast)
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Also erstmal danke an alle für die vielen Antworten.

@ Lucky Fu
Ich habe mehrere (4) 12 V-Akkus an Bord und frage ob ich so die
Verlustleistung reduzieren kann. Also weder suche ich weder
Interpretationen noch Vergleiche oder sonstiges.

Um die Frage mal anders anzugehen:
Betrieb im Nennarbeitspunkt: Der Regler macht eine Zeit lang auf, bis
der Strom z.B. auf 40 A angestiegen ist; dann macht er eine Pause, so
dass der Durchschnittstrom auf 15 A bleibt. ( PWM, z.B. 5 kHz)
Da so viel mehr Energie im Magnetfeld des Motors gespeichert wurde,
fließt länger (als bei 12 V) ein Strom über die Freilaufdiode, der zwar
den Motor antreibt, aber das Versorgungssystem vor dem Regler nicht
belastet.
Die thermische Belastung für den Motor ist gleich wie bei 12 V, da er
aufgrund seiner therm. Zeitkonstanten die Impulse nicht mitbekommt.
Der Motorstrom ist also eine steigende und eine abklingende
e-Funktion.
Im Versorgungssystem ist die Belastung geringer, da die abfallende
e-Funktion ja nicht dort fließt.

-> Bringt's das? (Wirklich nur der halbe Durchschnittsstrom?)

MfG,
Bernhard

Autor: Lucky Fu (Gast)
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wieso soll denn der strom über die freilaufdiode den motor antreiben?
imho bremst er eher denn er wird doch aus dem magnetfeld nach dem
abriss der versorgungsspannung induziert oder hab ich da was falsch
verstanden bei den elektrischen antrieben?

Autor: Bernhard Gebert (Gast)
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Bei mir ist "elektrische Maschinen" auch schon ne Weile her.
Deshalb ganz einfach gedacht: Wenn ich einen Strom durch die
Ankerwicklung fließen lasse, dann dreht sich der Motor. Wenn ich die
Spannungsversorgung trenne, dann entlädt sich die gespeicherte Energie
und lässt den Strom weiterfließen -> Magnetische Energie in Mechanische
Energie.

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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> Deshalb ganz einfach gedacht: Wenn ich einen Strom durch die
> Ankerwicklung fließen lasse, dann dreht sich der Motor. Wenn ich
> die Spannungsversorgung trenne, dann entlädt sich die gespeicherte
> Energie und lässt den Strom weiterfließen -> Magnetische Energie
> in Mechanische Energie.

Strom ist aber keine mechanische Energie sondern elektrische.

Autor: Lucky Fu (Gast)
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ja, aber dieser strom treibt ja nun den motor nicht an sondern bremst
ihn, in abhängigkeit des widerstandes. im ungünstigsten fall, dem
kurzschluss bzw einem sehr geringen widerstand hast du eine
wirbelstrombremse gebaut und der motor bleibt sofort ode rmit kurzer
verzögerung stehen. in keinem fall jedoch treibt dieser strom den motor
an (von der physikalisch gesehenen, negativen beschleunigung mal
abgesehen) oder ich hab im studium was gänzlich falsch verstanden

Autor: Bernhard Gebert (Gast)
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Stimmt, das mit der Bremswirkung habe ich falsch gesehen.
Der Motor arbeitet als Generator und wird somit mechanisch gebremst und
nicht beschleunigt.
Am Regler müste also ein ausreichend großer und impulsfester
Kondensator sitzen, der die Rückleitung zum Akku entlastet.

Also kommerzielle Regler haben soetwas so weit ich weiß nicht.

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