Hallo zusammen,
bei Elektromotoren ist es ja im allgemeinen so, dass sie einen sehr
hohen Strom saugen, wenn sie mehr oder weniger blockiert werden. Ich
vermute, das hängt mit der fehlenden Gegeninduktion zusammen. Beim
Anfahren von Fahrrädern mit Radnabenmotoren wird ja quasi auch mehr oder
weniger Blockiert. Ziehen die dann auch so hohe Ströme?
Was wäre, wenn man ein Fahrrad mit Brushless-Motoren aus dem Modellbau
antreiben würde? Würden die Motoren beim Anfahren weit überhöhte
Stromstärken ziehen?
Danke und VG
Karl
Bei BLDC wird der Strom der Spule geregelt.
Man kann also vorgeben, wie hoch der Strom beim Anfahren ist,
im Gegenzug sinkt das Drehmoment.
Die prinzipielle Überlastungsgrenze erreicht ein Motor ja wenn er zu
warm wird, kurze Überlastung beim Anfahren ist also zu Gunsten
schnelleren Beschleunigens (oder kleineren und leichteren Motors)
erwünscht.
Karli schrieb:> bei Elektromotoren ist es ja im allgemeinen so, dass sie einen sehr> hohen Strom saugen
Das gilt nicht zwangsläufig und bei den elektronisch geregelten
Radnabenmotoren garnicht. Die zwei typischen Motortypen mit Anlaufrums
sind Asynchronmaschine direkt am Netz und bei den recht ähnlich
aufgebauten Gleichstrom- und Universalmotoren.
Die Daumenregel heißt Drehmoment hängt direkt mit der Stromaufnahme
zusammen und bei allen elektronisch geregelten Motoren hängt somit der
Anlaufstrom nur von der Elektronik ab.
Die einzige Ausnahme die mir dazu einfällt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schweranlauf
Ernestus Pastell schrieb:> Die Daumenregel heißt Drehmoment hängt direkt mit der Stromaufnahme> zusammen...
Genau dies trifft bei der (Kurzschlussläufer-) Asynchronmaschine nicht
zu. Sie ziehen einen hohen Einschaltstrom, haben aber allgemein ein eher
kleines Anlaufmoment, was Du womöglich mit der Ausnahme "Schweranlauf"
sagen wolltest.
Das hängt mit der Strom- und Spannungsverteilung in der Maschine
zusammen.
Im Einschaltmoment ist der Schlupf = 1. Der induktive Blindwiderstand
des Läuferkreises ist schlupfabhängig. Im Einschaltmoment ist er am
höchsten, da die Frequenz der induzierten Spannungen im Rotor in diesem
Moment am grössten ist. Dadurch ist die Stromverteilung im Rotor
gegenüber der Spannungsverteilung phasenverschoben. Würde man den
ohmschen Anteil vernachlässigen wären es 90°.
Das führt nun dazu, dass sich zwar Lorentzkräfte und damit
Teildrehmomente ausbilden, aber sich gegenseitig aufheben, da sie in
entgegengesetzte Richtungen wirken. Da die Maschine einen ohmschen und
induktiven Anteil hat, entsteht ein kleines Anlauffmoment, das den Rotor
in Bewegung versetzt.
Das Problem kann gemildert werden, indem man einen
Stromverdrängungsläufer einsetzt, wie z.B. den Keilstabläufer. Dabei
wird die Stromverteilung in ein verjüngtes Gebiet gedrängt, was zu einem
höheren ohmschen Anteil beim Anlaufen und damit zu kleinerer
Phasenverschiebung führt. Bei Nenndrehzahl steht dem Strom wieder (fast)
der gesamte Querschnitt zur Verfügung.
Nach dem Anlaufen gilt dann Deine Daumenregel. Aber hier ging es ja ums
Anlaufen.
Daniel
Hallo
Die meisten grösseren Brushlessmotoren aus dem Modellbau sind sensorlos
somit ist ein Anfahren aus dem Stillstand mit normalen Reglern ein
Problem.
Ich habe allerdings gehört, dass neue aufwendige Regler mit 32Bit uC und
DSP Funktionen es möglich den Motor belastet aus dem Stillstand
anzufahren.
Wie dies genau funktioniert weiss ich nicht. Vielleicht kann mir dies
Jemand erklären.
Allgemein kann man bei Elektromotoren den Anfahrstrom mit relativ
einfachen Mitteln begrenzen. Mit einem uC misst man über einen Shunt den
Motorstrom und vergleicht ihn mit dem Sollwert. Wird der Sollwert
überschritten gibt der uC dem Motorsteuergerät den Befahlt das "GAS" zu
reduzieren.
Es gibt auch schaltungne die alleine mit ein paar OPVs funktionieren
Gruss
Corbius
Corbius schrieb:> Ich habe allerdings gehört, dass neue aufwendige Regler mit 32Bit uC und>> DSP Funktionen es möglich den Motor belastet aus dem Stillstand>> anzufahren.>>>> Wie dies genau funktioniert weiss ich nicht. Vielleicht kann mir dies>> Jemand erklären.
Dabei wird die Induktivität der Spulen gemessen und daraus die Position
errechnet (hat also nichts mit der üblichen sensorlosen Ansteuerung
gemein). Damit das funktioniert muß der Sternpunkt mit herausgeführt
werden.
Es soll dafür bereits von Elmos fertige IC geben, allerdings als ich das
letzte mal danach gesehen hatte gab es nur ein paar spärliche Infos und
keine Musterbestellmöglichkeit.
Modellbaumotoren am Fahrrad? Das geht warscheinlich in die Hose, da die
ja normalerweise über 1000 rpm machen und die Leistung auch nur kurz
aushalten. Würde also nur über eine Untersetzung gehen. Wenn dann mal
eine längere Bergstrecke kommt und der über längere Zeit die
(zulässigen) 250W abgeben soll könnte es rauchen.
>Dabei wird die Induktivität der Spulen gemessen und daraus die Position>errechnet (hat also nichts mit der üblichen sensorlosen Ansteuerung>gemein). Damit das funktioniert muß der Sternpunkt mit herausgeführt>werden.
Danke für die Info. Habe so was ähnliches vermutet.
>Modellbaumotoren am Fahrrad? Das geht warscheinlich in die Hose, da die>ja normalerweise über 1000 rpm machen und die Leistung auch nur kurz>aushalten. Würde also nur über eine Untersetzung gehen. Wenn dann mal>eine längere Bergstrecke kommt und der über längere Zeit die>(zulässigen) 250W abgeben soll könnte es rauchen.
Es gibt natürlich auch Pseudoradnabenantriebe. Da ist 1 oder sogar 2
mehr oder weniger gewöhnliche Elektromotoren mit Untersetzungsgetriebe
in der Radnabe integriertt. Selber gesehen in einem chinesischen
Elektrofahrrad. Dies ist natürlich nicht wirlich der Sinn eines
Radnabenantriebs
Corbius schrieb:> Es gibt natürlich auch Pseudoradnabenantriebe.
Ja, sind in der Regel BLDC-Motoren mit Planetengetriebe und Freilauf
(Bremsen und Energierückgewinnung geht dann nicht). Welche mit mehr als
1 Motor im inneren hatte ich aber noch nicht in der Hand. Warum sollte
man das machen? Verkompliziert doch nur die Ansteuerung. Wieso
eigentlich 'pseudo' ist doch auch trotz des Getriebes ein
Radnabenantrieb, nur eben kein direktangetriebener.
Problematisch bei den Getriebemotoren ist, neben Geräusch und
Verschleiss, aber die Wärmeabfuhr. Einige haben deshalb einen
Temperatursensor eingebaut. Vorteil ist das bessere Anfahrverhalten und
etwas besserer Durchzug am Berg.
>Planetengetriebe und Freilauf>(Bremsen und Energierückgewinnung geht dann nicht). Welche mit mehr als>1 Motor im inneren hatte ich aber noch nicht in der Hand. Warum sollte>man das machen? Verkompliziert doch nur die Ansteuerung.
Da musst du die Chinesen Fragen. Es waren übringens gewöhnliche
Bürstenmotoren in grösses eines Modellmotores. Mabuchi irgend ein Typ.
Wird wohl aus Kostengründen gemacht.
>Wieso eigentlich 'pseudo' ist doch auch trotz des Getriebes ein>Radnabenantrieb, nur eben kein direktangetriebener.
Bei einem gut gemachten Radnabenmotor kann man aufs Getriebe welches
auch nicht gerade günstig ist, verzichten. Ebenfalls kann man sogar mit
einem leicht höheren Gesamtwirkungsgrad rechnen als bei einem Antrieb
über ein Getriebe. Ist natülich immer eine Frage der Umsetzung.
Tja Interessant, Mabuchi kannte ich nicht. Hatte bisher nur BLDC Motoren
aus China hier.
Ja, der Wirkungsgrad ist bei Direktantrieben oft spürbar grösser, auch
die abrufbare Spitzenleistung ist da höher.
Doch der Kunde will besonders kleine und leichte Motoren und kein
spürbares Rastmoment so wird der Anteil der Getriebemotoren im
Fahrradbereich immer grösser.
Die Frage im Titel stellt sich doch nicht.
Die Tretunterstützung in Form des Nabenmotors lässt sich zwangsweise im
Stillstand gar nicht aktivieren. Erst ab einer genügenden
Geschwindigkeit des Vehikels setzt der Motor sein Drehmoment ein. Diese
Abhängigkeit quält den teuren Akku nicht so stark und hält ihn länger am
Leben.
Radler schrieb:> Die Tretunterstützung in Form des Nabenmotors lässt sich zwangsweise im> Stillstand gar nicht aktivieren. Erst ab einer genügenden> Geschwindigkeit des Vehikels setzt der Motor sein Drehmoment ein.
Stimmt so nicht, zumindest bei BLDC-Motoren mit Sensoren. Mann kann
damit ohne weiteres ohne Akkuquälen anfahren (vorausgesetzt man hat
einen ordentlichen Akku der auch hohe Stromflüsse zulässt und eine
vernünftige Steuerung die das gestattet).
Einige billige 'Pedelecs' nutzen als Motorsteuerung die Trittfrequenz,
was natürlich Unsinn ist, die zeigen dann das oben beschriebene
Verhalten. Am Berg wenn langsam getreten wird verhungert man und in der
Ebene wenn schnell geteten wird powert der Motor los. Kann nur sagen
Hände weg wenn so ein Teil angeboten wird. Wenn schon Steuerung über die
Pedale dann nur über die Trittkraft.
Mit meinem jetzigen 250W direktgetriebenen Motor kann ich auf der
geraden Strecke auch ohne zu treten Anfahren ohne das die max.
Strombegrenzung (liegt bei 16A) anspricht. Am Berg kommt er schon in die
Begrenzung schafft es aber noch wenn die Steigung gering ist, ab 5% muss
man dann schon etwas eigene Kraft mit zugeben damit man rollt.
> Am Berg kommt er schon in die> Begrenzung schafft es aber noch wenn die Steigung gering ist, ab 5% muss> man dann schon etwas eigene Kraft mit zugeben damit man rollt
Das ist jetzt genau das Gegenteil von dem,
was sich die ältereen Besitzer einer Eletrofahrrades
unter Tretunterstützung vorstellen.
Wieso das? Wollen die viel Kraft bei Anfahren aufbringen? Kenn ich von
diesen Leuten andersrum.
Man kann ohne grossartige Tetunterstützung anfahren und das auch am
Berg.
Mach das mal mit einem Standardpedelec (Flyer und deren Clone
ausgenommem), viel Spass.
Das ein 250W Motor allein (bei entsprechender Belastung Rad, Person und
Gepäck natürlich) keine 10% Steigung aus dem Stand bewältigen kann
sollte doch klar sein.
Steffen Warzecha schrieb:> Einige billige 'Pedelecs' nutzen als Motorsteuerung die Trittfrequenz,> was natürlich Unsinn ist, die zeigen dann das oben beschriebene> Verhalten. Am Berg wenn langsam getreten wird verhungert man und in der> Ebene wenn schnell geteten wird powert der Motor los. Kann nur sagen> Hände weg wenn so ein Teil angeboten wird. Wenn schon Steuerung über die> Pedale dann nur über die Trittkraft.
Es ist gesetzliche Vorgabe in der EU, daß der Motor nur beim Treten
angetrieben wird. Sonst kostet es Versicherung. Das ist am billigsten
mit dem Trittfrequenzsensor zu erreiche. Die Kraft an den Tretkurbeln zu
messen und den Messwert auf den Controler zu übertragen, kostet schon
was. Die Chinesen bauen für sich selbst so was garnicht an, geht bei
denen nur über den Gasgriff.
Ein Flyer ist kein Pedelec im Sinne des Gesetzes, daher gelten andere
Regeln.
MfG Klaus
Klaus schrieb:> Es ist gesetzliche Vorgabe in der EU, daß der Motor nur beim Treten> angetrieben wird.> Ein Flyer ist kein Pedelec im Sinne des Gesetzes, daher gelten andere> Regeln.
Das ist teilweise Unsinn der so zB. wider besseres Wissen vom ADAC und
ähnlichen Interessenvertetungen verbreitet wird.
Schau dir noch mal die EU Richtlinie dazu genau an. Das die Motorkraft
zwangsweise nur mit der Tretkurbel gesteuert werden muss steht so nicht
drin. Nur die Teile die mehr als 6kmh OHNE zu treten fahren können
zählen als E-Bikes und brauchen ein Versicherungskennzeichen. Die paar
Euro dafür machen aber wohl nur notorischen Knauseren was aus.
Der Flyer, da gibt es übigens eine Menge unterschidlicher Typen die
meisten arbeiten mit Trittkraftmessung, erfüllt die Normen (manche dazu
sind sogar in der Schweiz strenger) und für die speziellen schneller
fahrenden Typen gibt es für Deutschland eine Sondergenemigung (die
braucht es für Österreich und Schweiz nicht da es einige Beschränkungen
der StVZO dort nicht gibt).
