Hallo, ich habe mein Mountainbike mit einem DC Motor ausgestattet(Currie Motors, 48V, 1200W, 4700U/min, zul. Dauerstrom 27A). Das Drehzahlsteuergerät habe ich selbst gebaut: atmega8 mit PWM, halbbrücken MOSFET Treiber, Leistungsmosfets. Benutze als Akku einen 12s1p Lipo mit 50V bei voller Ladung. Wenn er entladen ist, hat er jedoch nur noch 36V. Um über den gesamten Kapazitätsbereich auf die Motorspannung zu kommen habe ich mir gedacht noch einen zusätzlichen 6s Akku in Reihe anzuschließen. Hätte dann bei voller Ladung 75V und bei kompletter entladung 54V. Müsste also die PWM Kapazitätsabhängig steuern. Würde das so gehen? Das zweite Problem welches ich habe ist, dass die Drehzahl des Motors für ein 26" Fahrrad zu hoch ist. Konnte über die mechanische Übersetzung nur ein Verhältnis von 1:5 erreichen. Somit hat das Antriebsrad immer noch eine Drehzahl von ca. 1000U/min bei 48V, was ungefähr 120km/h entspricht(wird man mit 1,2KW natürlich nicht erreichen). Da man aber meistens nur 0-40km/h fährt, liegt man, wie bei der Angehängten Motorkennlinie(nur als Beispiel für DC Motoren) zu erkennen im niedrigen Wirkungsgradbereich. Wie sieht die Kennlinie für verschiedene PWM Verhältnisse aus? Wenn ich beim Anfahren Vollgas gebe, habe ich ein hohes Drehmoment und einen schlechten Wirkungsgrad. Wenn ich dann nach erreichen von ca.40km/h vom Gas gehe und z.B. ein Tastverhältnis von 50% habe, verschiebt sich die Kennlinie linear? So das ich anstatt 30% Drehzahl(40*5=2000U/min von 4700U/min) dann ca. 90% Drehzahl (4700*0,5=2350U/min max.) habe und doch im hohen Wirkungsgradbereich liege? Gruß Maik
zu 6s Akku in Reihe: Wenn dein Motor eh schon zu schnell dreht, warum willst du ihn dann mit noch mehr Spannung noch schneller drehen lassen? zu PWM: Über PWM kannst du die am Motor anliegende Spannung einstellen. (natürlich nur niedriger als die Batteriespannung). Alles weitere kannst du dir ausrechnen, indem du mal nach "Gleichstrommotor + Formeln" suchst. Gib deine Motordaten und die Formeln in Excel ein und lass dir die Kennlinien zeichnen.
generell kann man die Kennlinie bzw. den Wikrungsgrad eines Motors bei zu geringer Drehzahl nicht elektronisch verbessern. Es hilft einzig und allein eine weitere Getriebestufe. Man kann so wie jetzt gegeben also auch nur 27A dauerhaft geben, was am Motor aber nur bei einer sehr geringen Spannung (und damit Leistung) möglich ist. Regler hin oder her...
zu dem 6s Akku in Reihe: Eigentlich stimmt das, dass eine Spannungserhöhung zu einer Drehzahlerhöhung führen würde. Da ich aber die PWM immer soweit begrenze, dass durch die Induktivitäten im Motor sich eine Spannung von 48 Volt mittelt, sollte die Drehzahl gleich bleiben. Mal eine andere Frage: Ich nehme an, dass der Hersteller mit 1200W die maximale abgegbene Leistung des Motors meint. Das währe dann im mittleren Drehzahlbereich der Fall. Wenn er jedoch 27A Dauerstrom angiebt, sollte das auch bei der maximalen Leistungsabgabe der Fall sein. Durch P=U*I ergibt sich 48V*27A = 1296W aufgenommene Leistung. Also ein Wirkungsgrad von 92%. Wenn man sich eine Motorkennlinie anguckt halte ich das für sehr unwahrscheinlich. Ein Wirkungsgrad bei maximaler Leistung ist eher im Bereich von 50% zu erwarten. Erst bei 90% Drehzahl vermute ich einen Wirkungsgrad von 80%-90%. Auf dieser Seite findet man zwar alle Berechungsformen für einen DC Motor: http://www.urlaub-und-hobby.de/metallbaukasten/so04dt.html jedoch muß man dazu die Ströme bei zwei unterschiedlichen Drehzahlen habe. Da ich das Datenblatt des Motors nicht gefunden habe und keine Möglichkeit habe hohe Ströme(vermutlich um die 100A bei niedrigen Drehzahlen) zu messen, kann ich die Kennlinie leider nicht berechnen. Gruß Maik
Deine Motorkonstanten sind, abgeleitet aus deinem geposteten Bild(ist das überhaut dein Motor?!): R= 0,053 Ohm (berechnet aus dem Kurzschlussstrom) k1= 135 rpm/Volt (berechnet aus der Leerlaufdrehzahl bei 24V) k2 = 3,3e-3 Nm/A (berechnet bei blockiertem Motor aus Strom und Moment) was fehlt dir noch? Wenn der Hersteller als maximalen Motorstrom 27A angibt, dann gilt dieser unabhängig von der Drehzahl. In erster Näherung sind die Motorverluste durch Strom und Innenwiderstand gegeben. P_r=I²*R Als Folge kannst du bei Halber Drehzahl nur die Halbe Leistung entnehmen bei gleichen Verlusten -> entsprechend schlechter Wirkungsgrad.
man kann einem Motor immer und bei jeder noch so niedrigen Spannung dauerhaft nur seinen Nennstrom zuführen. Also in diesem Fall 27A. Bei langsamer Fahrt theoretisch sogar noch weniger, weil der Rotor schlechter gekühlt wird, wenn er sehr langsam dreht...also nichts mit 100A und dergleichen. Wenn Du den Motor nur bis etwa 1/3 seiner Nenndrehzahl fahren kannst, steht Dir maximal 1/3 seiner Leistung zur Verfügung. Der beste Regler kann das nicht ändern. Es ist eine weitere Getriebestufe nötig, mehr gibts dazu eigentlich nicht zu sagen.
ich hatte schon Mal in einem eigenen Thread eine ähnliche Frage gestellt ohne das eine Antwort kam, deshalb hier noch Mal die Frage da ich was ähnliches auch aus der Ursprungsfrage rauslese: Ich habe einen permanenterregten DC-Motor, da weiß ich aus den Kennlinien bei welcher Drehzahl der beste Wirkungsgrad ist. Was passiert aber jetzt bei einer PWM-Modulation, wie kann ich da die Drehzahl mit dem besten Wirkungsgrad bestimmen?
Das Tastverhätlnis der PWM bestimmt die effektive Motorspannung, bei 60V udn 50% pwm hast du effektiv 40V am motor
Hauke Radtki schrieb: > Das Tastverhätlnis der PWM bestimmt die effektive Motorspannung, bei 60V > udn 50% pwm hast du effektiv 40V am motor bestimme ich diese 40V aus 60V*sqrt(1/2)? und kann ich mit den 40 (bzw. 42V) dann in meine Kennlinien gehen um den Wirkungsgrad zu bestimmen?
ARGH ich war gerade auf dem sprung -.- Sorry für die Fehlinformation ich wolte natürlich 30V schreiben. Solange die PWM Frequenz hochgenug ist, dass der Motorstrom nicht 0 wird, dann hast du bei 60V udn 50% Tastverhältnis 30V also genau die Hälfte. SORRY das nächste mal nehm ich mir mehr Zeit zum schreiben der Antworten ;)
Hauke Radtki schrieb: > Solange die PWM Frequenz hochgenug ist, dass der Motorstrom nicht 0 > wird, dann hast du bei 60V udn 50% Tastverhältnis 30V also genau die > Hälfte. also irgendwie verstehe ich das nicht, wenn ich bei 60V und 50% PWM mit 30V rechnen kann, hätte ich also 1/4 Leistung?! Wenn ich aber die Hälfte der Zeit mit 60V fahre, müsste ich doch eigentlich auch die Hälfte der Leistung haben?! Und mit meiner Frage wie es sich dabei mit dem Wirkungsgrad verhält bin ich auch noch nicht weitergekommen ...
Naja die PWM läuft so schnell, dass die Motorinduktivität ausreicht, um die Spannung nicht auf 0 fallen zu lassen. Dadurch ist das Mittel der Spannung eben proportional zum PWM Verhältnis. Wenn du jedoch die hälfte der Zeit mit 60V fähst, dann geht die Leistung dazwischen auf 0 zurück und du musst das Mittel der Leistung nehmen
Könnte aber auch zu Problemen führen die Siebung dem Motor zu überlassen. Gerade GM laufen umso besser, je "glatter" die Spannung ist. Ich würd mindestens eine großzügig dimensionierte Siebung mit anschliessen. Gruß Anselm
Siebung ist nicht ganz leicht denke ich ;)Drosseln, die diese Ströme aushalten und dabei nicht in die Sättigung gehen sind nicht ganz leicht und günstig.
"Siebung" braucht man bei Motoren nicht, das macht der Motor schon alleine durch seine Induktivität. Die Abgabeleistung des Motors ist bei weitem nicht "0" in den Pausen der PWM (die Aufnahmeleistung allerdings schon), denn da fließt der Strom durch die Freilaufdiode ja weiter und M=k*I -> Moment bleibt nahezu konstant. Bez Leistung bei PWM-Betrieb: Die Abgabeleistung hängt nicht direkt von Dutycycle ab. Es gilt weiterhin P=M*n...
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