Hallo zusammen
Ich suche für den Antrieb eines Bollerwagens einen drehmomentstarken
DC-(Getriebe-)Motor, der rekuperieren können soll.
Das heißt, dass der Motor im ausgeschalteten Zustand beim Drehen seiner
Welle eine Spannung induzieren soll, die man wieder in die Batterie
zurückspeisen kann.
Ist dies denn überhaupt möglich?
Bei Getriebemotoren befürchte ich, dass durch die mechanische
Selbsthaltung des Getriebes es Probleme geben könnte?!
Es soll ein ausgefallenes Bastel-Projekt werden.
Ein uC soll den Motor per PWM ansteuern, was die Drehzahl des Motors
bestimmt. Fährt man mit dem Bollerwagen den Berg herab, soll rekuperiert
werden um die Batterie zu speisen (gleichzeitig Bremswirkung?). Fährt
man den Berg hoch, wird der Motor per PWM angesteuert.
Ist das Ganze so realisierbar?
Danke!
Hi
Solange das Getriebe nicht selbsthemmend ist, könnte Das was geben.
Wobei ich ein Problem darin sehe, wann der Bollerwagen schieben, rollen,
bremsen soll.
Knopf ist unpraktisch, da fährst Du Dir eher mit in die Hacken.
Neben dem Zusatzgewicht, wird der Motor, sofern Er nicht ausgekuppelt
werden kann, das Ziehen ohne Motorkraft stark erschweren.
Dann müsste man für 'rollen' eine Art elektrisch bedienbare Kupplung
haben.
Antreiben und Bremsen - dafür wäre eine gerade Verzahnung gut.
Zum 'Kuppeln'könnte ich mir ein schräg Verzahntes gut vorstellen, da
Dieses besser 'in die Nachbarzähne reinflutscht' - dürfte aber nur in
einer Richtung wirklich halten - in die Gegenrichtung könnte das Zahnrad
'rausgedrückt' werden - da kommen wir wieder an Deine Hacken :/
Ohne Getriebe hättest Du wesentlich weniger Kraftaufwand, um den Motor
'mitzudrehen' - z.B., wenn die Batterie leer ist und der nächste Berg
doch hoch geht, ist jede Bremse Eine zu viel.
Schon Was in der Richtung E-Rollstuhl/Gehhilfe für Deine Zwecke
untersucht?
Wobei gerade die Gehhilfe wohl ebenfalls eine starke Hemmung haben
dürfte - soll ja nicht bei jedem Eichhörnchenfurz weg rollen.
Liest sich trotzdem interessant - bis wann fertig?
Klingt nach Vatertag :) (denkt an den Kühlschrank ...)
MfG
Macht mein Kangoo Z.E. auch mit einem Fremderregten E-Motor gehen da
Bergab auch mal über 40kW zurück in die Batterie.
Das Getriebe in Mofagröße ist wohl 3zu1 untersetzt leider gibt es keinen
Drehzahlmesser wäre bei 130km mal interessant wieviel Umdrehungen er so
macht.
Getriebe sollte halt kein Schneckengetriebe sein oder sonst irgend wie
selbsthemmend. Beim Kangoo ist der Motor immer fest mit den Räder
verbunden aber abgeschaltet ist keine Änderung des Rollwiderstandes
gegenüber der Verbrennerversion feststellbar.
mfg
Michael
Joh schrieb:> Das heißt, dass der Motor im ausgeschalteten Zustand beim Drehen seiner> Welle eine Spannung induzieren soll, die man wieder in die Batterie> zurückspeisen kann. Ist dies denn überhaupt möglich?
Praktisch jeder Gleichstrommotor macht das, ob bürstenbehaftet mit
Permanentmagnet oder BLDC, wenn die PWM Ansteuerung das kann (aktive
Gleichrichtung).
Wenn natürlich dein Getriebe nicht an der Abtriebswelle gedreht werden
darf, weil es nicht für das Drehmoment in Rückwärtsrichtung ausgelegt
ist, dann darf man es nicht.
aGast schrieb im Beitrag #4919170:
> Ich finde die Idee für einen Batteriegetriebenen Bierlastkarren zum> Vatertag nicht schlecht. ;)
DAS allerdings sehe ich als Problem. Niemand will den Lärm elektrischer
Musikuntermalung für besoffene Dummköpfe ertragen müssen.
Hallo
Ja, das ist ein Vatertagprojekt :)
Ich dachte mir, dass eventuell ein Kettenantrieb wie beim Fahrrad
(kleines Ritzel - größeres Ritzel) zwischen Motorwelle und Rad auch eine
gute (?) Idee wäre.
Denn dann hätte man das Problem mit der Selbsthemmung nicht beim Ziehen
ohne Motorlast und auch nicht beim Rekuperieren.
Somit würde dann auch das Kuppeln wegfallen..
Oder liege ich falsch?
Ich hätte noch eine Frage:
Es soll ein 12V-DC-Motor werden (da eine Motorrad/Autobatterie zum
Einsatz kommen soll).
Wie sähe die Schaltung aus, um die Batterie zu laden? Oder lädt man
diese automatisch, wenn die Spannung an der Batterie > 12V ist?
Entspräche dann der Ladestrom annähernd dem der Stromaufnahme des Motors
im "Motorbetrieb"?
Danke!!
Und nein ich bin kein Troll :/
Joh schrieb:> Ist das Ganze so realisierbar?
Für den einfachsten Fall (Motor direkt an der Batterie, normaler
DC-Motor) ist gar keine Schaltung nötig. Bei diesem Motor entspricht die
Drehzahl immer grob einer Spannung. Gibt man ein Drehmoment auf die
Welle, das in Richtung der Drehrichtung geht (antauchen) lädt man die
Batterie, entnimmt man ein Moment, entlädt man die Batterie.
Umso mehr Moment du aufwendest, umso mehr Strom liefert der Motor.
Motorbertieb = Generatorbetrieb was die Daten angeht, nur eben mit
umgekehrtem Vorzeichen.
Der Wagen wird also "versuchen", immer gleich schnell zu fahren.
Versuchst du ihn zu ziehen, lädst du die Batterie auf, lässt du dich von
ihm ziehen, machst du die Batterie leer.
Die Geschwindigkeit müsste man mittels Getriebe oder Motrsteuerung
(Brücke) einstellen. Das ist dann nimmer ganz so einfach, aber schon
möglich.
Michael B. schrieb:> AS allerdings sehe ich als Problem. Niemand will den Lärm elektrischer> Musikuntermalung für besoffene Dummköpfe ertragen müssen.
Und DAS zu Fasching ... wo ich doch zu beiden 'Feiertagen' keinen Bezug
habe :)
ABER: Solange mich hier keiner bekehren will: Meinen Segen habt Ihr.
Zum 'Laden durch Ziehen' - da sollte dann die Batterie ggfl 'abgeklemmt'
werden und die generierte Spannung per DC-DC-Wandler auf max 14,4V mit
einstellbarem Strom in die Batterie tröpfeln lassen.
Die DC-DC-Wandler haben es nicht sonderlich gerne, wenn am Ausgang ein
Quasi-Kurzschluß ansteht - der 12V Akku ist für den 14,4V
DC-Wandler-Ausgang ein No-Go - der Wandler schaltet einfach ab!
Bin da selber noch am basteln, damit mein Windrad auch bei Schwachwind
was in die Batterie rein bringt (dachte an einen
ausgangsspannungsgeregelten (-gestellten ... dann per µC 'geregelt')
DC-DC Wandler, damit mir die Spannungen nicht wegbrechen).
MfG
Hallo!
Danke erstmal für die Antworten.
Aber nochmal zum Verständnis:
- Wie bekomme ich diese "Bremswirkung" hin bei einem
nicht-Getriebe-DC-Motor, wenn ich bergab fahre?
- Lädt also die Batterie automatisch wenn sich die Welle des Motors >=
Nenndrehzahl dreht?
- Kann ich den DC-Motor per PWM ansteuern (uC)?
Joh schrieb:> - Wie bekomme ich diese "Bremswirkung" hin bei einem> nicht-Getriebe-DC-Motor, wenn ich bergab fahre?
Motor kurzschliessen = grösste Bremswirkung.
Per PWM teilweise kurzschliesen = etwas Bremsen und rekuperieren
Motor läuft nur noch langsam, knapp vor Stillstand: Keine Bremswirkung,
man müsste ihn aus dem Akku in Gegenrichtung bestromen damit er bis zum
Stillstand bremst und die Position aktiv regeln daß er still stehen
bleibt.
> - Lädt also die Batterie automatisch wenn sich die Welle des Motors >=> Nenndrehzahl dreht?
Jein. Jeder Motor hat Verluste.
Dreht der Motor an 12V mit 1000upm, heisst das nicht daß er bei 1100 upm
schon mehr als 12V erzeigt also den Akku lädt, da müssen es wohl 1500upm
sein.
Damit man den Akku schon bei 500upm laden kann, muss man die
Innduktivität der Motorwicklungen als step up Wandler nutzen, also per
PWM kurzschliessen bis sich genug Strom aufgebaut hat, dann öffnen und
den Strom in den Akku leiten. Das geht mit aktivem Gleichrichter aka
Halbbrücke als PWM.
> - Kann ich den DC-Motor per PWM ansteuern (uC)?
Wenn es unbedingt sein muss weil man sonst nicht weiss was man mit dem
uC machen kann...
Hallo zusammen,
nun eine Zusammenfassung des Projekts.
Ich verwende eine 12V-Batterie, einen 12V-DC-Motor (ohne Getriebe),
Zahnräder und Kette zum Antrieb und einen Mikrocontroller, der den
DC-Motor entsprechend ansteuert und den "Drive Mode" bzw. die induzierte
Spannung auf einem Display (HD44780) ausgibt.
Für die "Wirbelstrombremse" sehe ich zwei (?) Relais vor um mit einem
Taster den Wagen zu bremsen. Das eine Relais schließt Plus und Masse des
Motors kurz, während das zweite Relais die Versorgungsspannung des
Motors unterbricht. Richtig?
Soviel erstmal zum "Minimalaufbau".
Jetzt zum Nice-to-have:
Der Mikrocontroller steuert per PWM den Motor an. Über einen ADC wird
der "Gasgriff" (Potentiometer) eingelesen und entsprechend ein Tastgrad
über einen PWM-Ausgang erzeugt. Über einen weiteren ADC wird gemessen,
welche Spannung am Motor anliegt.
Wenn Tastgrad gleich 0 bzw. ADC-Wert größer xy ist (also kein "Gas"
gegeben wird) UND währenddessen der ADC eine Spannung größer 12 V
einliest, wird auf dem Display "Generatorbetrieb" angezeigt.
Liest der ADC des Gasgriffs einen entsprechenden ADC-Wert größer xy ein,
wird "Antriebsbetrieb" angezeigt.
So, nun mache ich mich mal an die Schaltung. Ein ATmega8 sollte ja dafür
ausreichen. ;-)
Was sagt ihr dazu?
Joh schrieb:> Das eine Relais schließt Plus und Masse des> Motors kurz, während das zweite Relais die Versorgungsspannung des> Motors unterbricht. Richtig?
Daas wird bestimmt geil, wenn das zweite Relais ein bischen langsamer
bzw. nicht deutlich schneller ist.
Dann schliesst du erst die Batterie kurz und versuchst dann den
Kurzschluss mit dem 2. Relais zu trennen.
Das könnte eventuell den besoffensten Vatertagslolli wieder aufwecken
:-)
Praktisch kein Motor kann im Schiebebetrieb mehr Spannung erzeugen als
ihm im Motorbetrieb zugeführt wird. Das müsste er aber um damit einen
Akku zu laden. Man kann natürlich die "Schiebespannung" mit einem StepUp
hochbringen, wird im professionellen Bereich auch gemacht. Im
Hobbybereich muss man halt einiges mehr an Hirn investieren, als für
einen Bollerwagen angezeigt wäre ;-)
Old-Papa
Old P. schrieb:> Praktisch kein Motor kann im Schiebebetrieb mehr Spannung erzeugen> als> ihm im Motorbetrieb zugeführt wird.
Im Brustton der totalen Überzeugung so etwas schreiben ist schon heftig.
JEDER Elektromotor kann auch generatorisch Strom erzeugen, mit einem
Wirkungsgrad, der meist nicht schlchter ist als andersherum.
Sonst bräucht man keine Bremschopper in Frequenzumrichtern. Ich kenne
einen Fall mit einem Steinbruch: Die haben ein Förderband, das erezugt
im Schnitt Strom. Es transportiert Steine bergab. Drum setzen sie sowas
ein:
https://www.br-automation.com/en/products/motion-control/acoposmulti/power-supply-modules/wall-mounting/8bvp0220hw00000-1/
..und sparen viele € pro Jahr.
Etwas mehr Praxis zum Thema passend:
Ich habe hier (so als Beispiel) einen 24V DC-Motor 63x25.
Den hier, um genau zu sein:
http://www.dunkermotoren.com/en/products/brushed-dc-motors/detail/8844201221/
Wenn ich den antreibe, bekomme ich da >40V heraus. Schneller gehts mit
meiner Bohrmschine nicht. Spannung proportional Drehzahl.
Wenn ich ihn Kurzschließe und antreibe, bekomme ich 10A heraus (mehr
schaffe ich nicht). Strom proportional Moment.
Damit kann man serwohl einen 24V-Akku laden. Wenn ich einen solchen
daran anschließe, ein Amperemeter dazuhänge, und den Motor antauche,
dann fließt da ein Strom in den Akku.
Glaubst du nicht? Mir egal, ich bin mir sicher. Sowohl wegen der Theorie
als auch der Praxis.
Nochmals zurück zu meinen beiden Relais...
> Das eine Relais schließt Plus und Masse des> Motors kurz, während das zweite Relais die Versorgungsspannung des> Motors unterbricht. Richtig?
Man beachte natürlich die Reihenfolge der zu schaltenden Relais.
Mache ich es richtig?
Hurra schrieb:> Spannung proportional Drehzahl.
Genau. Und die generatorische Spannung wird bei einem herkömmlichen
kleinen Motor bei Nenndrehtahl niedriger sein, als die Nennspannung bei
der im motorischen Betrieb die Nenndrehzahl erreicht wird.
Mit passender Elektronik kann man dann trotzdem in den Akku
zurückspeisen, aber ohne nicht.
Hurra schrieb:> ch kenne> einen Fall mit einem Steinbruch: Die haben ein Förderband, das erezugt> im Schnitt Strom. Es transportiert Steine bergab.
Das hat garantiert keinen DC Motor, sondern einen Asynchronmotor und ja
mit geeigneter Elektronik (Umrichter) kann man auch da zurückspeisen.
Joh schrieb:>> Das eine Relais schließt Plus und Masse des>> Motors kurz, während das zweite Relais die Versorgungsspannung des>> Motors unterbricht. Richtig?>> Man beachte natürlich die Reihenfolge der zu schaltenden Relais.
Eben, du solltest sehr sicher sein, daß das Relais die Batterie getrennt
hat, bevor dein Kurzschlussrelais (oder Mosfet) anfängt den Motor
kurzzuschliessen.
Insofern ist die Formulierung "während" nicht ganz korrekt.
Hinweis: Motor kurzschliessen heisst nicht Versorgungsspannung
kurzschliessen. Man kann eine Wicklung kurzschliessen in dem man beide
Enden der Wicklung auf gleiches Potential legt.
Schaut euch ein paar Datenblätter zu Vollbrücken an, die erklären häufig
recht gut die Anwendung am Motor (Stichwörter "brushed DC", forward vs.
braking vs. reverse "reverse"...).
Das schöne an der Induktion ist, dass hohe Spannungen erzeugt werden
können. Stichwort Freilaufdiode an induktiven Lasten... Es ist also kein
Problem, die benötigte höhere Ladespannung zu generieren. Diese Energie
sicher und zuverlässig in einer Ladeschaltung zu verwerten benötigt ev.
etwas Hirnschmalz, vor allem wenn es noch effizient und "angenehm"
(stufenlos, ruckfrei...) sein soll.
Joh schrieb:>> Das eine Relais schließt Plus und Masse des>> Motors kurz, während das zweite Relais die Versorgungsspannung des>> Motors unterbricht. Richtig?
Im einfachsten Fall ist das ein Relais mit Wechsler: Plus vom Motor an
den Wechselkontakt, Öffner an Minus, Schließer an Plus vom Akku. Damit
hast du dein Umschalten und bist gleichzeitig sicher, daß ein
Kurzschluss des Akkus ausgeschlossen ist. Nachteil: du kannst nur Gas
geben oder bremsen, dazwischen gibt es, außer für die Umschaltzeit,
nichts. somit ist ein 2. Relais angesagt, welches den Kurzschluss
unterbrechen kann, sodaß auch Rollen möglich ist. Aber der Vorteil, daß
ein Akku Kurzschluss unmöglich ist, bleibt bestehen.
@Der Andere (Gast):
> Das hat garantiert keinen DC Motor, sondern einen Asynchronmotor und ja> mit geeigneter Elektronik (Umrichter) kann man auch da zurückspeisen.
Falls eine solche Asynchronmaschine am 3~Netz übersynchron angetrieben
wird, arbeitet sie auch ganz ohne Umrichter als Generator.
Mit Kondensatoren geht es auch ohne Netz (Inselbetrieb), dann ist die
von der "Asynchron"maschine erzeugte Frequenz synchron zur Drehzahl.
Elektrofan schrieb:> Falls eine solche Asynchronmaschine am 3~Netz übersynchron angetrieben> wird, arbeitet sie auch ganz ohne Umrichter als Generator.
Richtig, aber dazu muss der Motor schneller drehen als er als Generator
dreht.
Für die ursprüngliche Frage würde das bedeuten, Rückspeisung nur dann
wenn der Bollerwagen im Schubbetrieb deutlich schneller rollt als die
maximale Höchstgeschwindigkeit. Macht als Rekuperation eines Fahrzeugs
aber wenig Sinn denn man möchte ja die Energie im Schub/Bremsbetrieb bis
möglichst zum Stillstand zurückspeisen, und nicht nur dann wenn man mit
220 einen steilen Berg runterrollt.
Michael Bertrandt schrieb:
>> Das heißt, dass der Motor im ausgeschalteten Zustand beim Drehen seiner>> Welle eine Spannung induzieren soll, die man wieder in die Batterie>> zurückspeisen kann. Ist dies denn überhaupt möglich?> Praktisch jeder Gleichstrommotor macht das, ob bürstenbehaftet mit> Permanentmagnet oder BLDC, wenn die PWM Ansteuerung das kann (aktive> Gleichrichtung).
Bei Gleichstromreihenschlussmaschinen ("Universalmotoren") hängt das
Drehmoment ca. quadratisch vom Strom ab.
Zum Bremsen muss man also Feld- oder Ankerwicklung umpolen.
