Forum: Fahrzeugelektronik 48V DC Motoren in Reihe geschaltet mit nur einen Controller


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von Harald (Gast)


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Hallo!

Ich habe schon seit längeren vor ein Kart zu bauen. Erst eine einfach 
Variante um in das ganze reinzukommen die zweite Variante mit Allrad und 
schnick schnack.

Komponenten die ich mir vorstelle.
8x Akku AGM 12V 26Ah (in Reihe)
2x Motor 48V 2000W (in Reihe)
1x Motor Controller 96V 5000W
(bzw. 2x Motor Controller 48V 2000W)

Meine Frage ist:
1.ist es möglich zwei DC Motoren mit Hallsensor in Reihe zu schalten um 
somit ein kleines Differential zu erzeugen?
(96V Nach dem Controller welcher sich dann auf die beiden 48V Motoren 
aufteilt bzw. je nach Kurvenlage sich die Spannungen verschieben)

2.oder muss ich zwei Controller für jeden Motor einen und dann diese in 
Reihe geschaltet dass die Controller eine art Differential erzeugen? 
(glaub ich eher weniger dass das klappt - aber bitte mich gerne etwas 
besseren belehren)
(96V von den Akkus welches sich dann 48V pro Controller aufteilt bzw. je 
nach Kurvenlage sich die Spannungen verschieben)

3.oder reicht es dass ich die beiden Motoren an je einen eigenem 
Controller hänge und der Schlupf und das Spiel welches irgendwo auftritt 
um gut um die Kurven zu kommen?
(48V von den Akkus gehen jeweils in die Controller 48V und somit in die 
Motoren 48V keinerlei Spannungsverschiebungen)

Zusätzliche Frage:
Welches Übersetzungsverhältnis sollte ich einhalten um damit gut zu 
beschleunigen und ein gutes Max. Speed zu haben? (gibt es da eine Formel 
dafür)

Das Kart soll eher so ein bisschen ein Offroad Kart werden kein reines 
Straßen Kart wird vermutlich aus einem alten Go-Kart gebaut.
Die Hinterachse wird aufgetrennt dass die Hinteren Räder einzeln 
antreiben.

Vielen Dank für eure Antworten

von J. T. (chaoskind)


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Harald schrieb:
> Welches Übersetzungsverhältnis sollte ich einhalten um damit gut zu
> beschleunigen und ein gutes Max. Speed zu haben? (gibt es da eine Formel
> dafür)

Hängt von der Drehzahlkonstanten bzw Drehmomentkonstanten ab. Ohne Info 
kann man da nix sagen.

Harald schrieb:
> Das Kart soll eher so ein bisschen ein Offroad Kart werden kein reines
> Straßen Kart wird vermutlich aus einem alten Go-Kart gebaut.
> Die Hinterachse wird aufgetrennt dass die Hinteren Räder einzeln
> antreiben.

Ein Onroadkart braucht kein Diff, das hebt ein Hinterrad an in der 
Kurve. Befasse dich mit der Geometrie eines Karts.

von Harald (Gast)


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Danke für die Antwort jedoch will ich absichtlich kein Kart bauen 
sondern eher so ein Off-Road Kart aus einem Kettcar bauen somit ist das 
leider hinfällig mit der Geometrie. Aber vielen dank für die schnelle 
Antwort.

von Sly_marbo (Gast)


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Besser ein Mechanisches Diffenerzial einbauen. Elektronische 
Differenziale sind so Komliziert das da selbst Studierte 
Elektrotechniker dran scheitern. Motoren in serie und dann teilt sich 
die Spannung schon iwie funktioniert definitiv nicht....

von Tom H. (toemchen)


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Ich kenne die Diskussion mit den zwei Motoren an zwei Rädern einer Achse 
auch aus dem Modellbau-Bereich.

Meine bescheidene Meinung dazu, das gilt aber nur für DC-Motoren! Was Du 
mit (offenbar BLDC) Motoren mit Hallsensoren vorhast, geht überhaupt 
nicht in Serie!

Motoren in Serie ist "zuviel" Differentialwirkung.

Sollte ein Rad abheben/frei hängen und das andere Grip haben und 
Drehmoment brauchen, passiert folgendes:
Der Motor des frei drehenden dreht hoch, erzeugt viel Gegen-EMK und 
"verbraucht" die gesamte Spannung bei geringer Stromaufnahme. Quasi wie 
hochohmig. Der andere Motor, der eigentlich dicken Strom bräuchte, 
bekommt nur den geringen Strom, der die beiden in Serie geschalteten 
Motoren durchläuft - kann also kein Drehmoment erzeugen.

Motoren parallel oder gar mit je einem Controller:
Der frei drehende dreht hoch, verbraucht dabei aber auch wenig Strom.
Der mit Grip steht still, durch die an beiden Motoren gleichermaßen 
anstehende Spannung läuft durch den ordentlich Strom und er kann 
Drehmoment erzeugen.

Die Angst, die einen immer zur Sereienschaltung verleitet, ist 
unbegründet. Jeder Motor hat ja eine irgendwie weiche Kennlinie. Der 
kurveninnere Motor wird halt ein bißchen gewürgt, der kurvenäußere darf 
ein bißchen höher drehen. Auch wenn beide dieselbe Spannung bekommen.

Das ist überhaupt nicht vergleichbar mit der Situation, daß eine feste 
mechanische Achse beide Räder verbindet.

Außer Du hättest jetzt Servo-Antriebe, die knallhart eine 
Geschwindigkeit vorgeben. Dann könntest Du aber gleich Torque-Vectoring 
betrieben und dem kurvenäußeren Rad eine höhere Geschwindigkeit 
vorgeben. :-)

von Tom H. (toemchen)


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Und jetzt nochmal zu den BLDC mit Hallsensoren:

Was sollte EIN Controller mit den Hallsensor-Signalen von ZWEI Motoren 
anfangen? Auf der Straße werden die Motoren bei jeder Kurve zu 
unterschiedlichen Geschwindigkeiten gezwungen, somit sind die Signale 
unterschiedlich, der Controller weiß doch nicht, wie er die Motorspulen 
ansteuern soll!

Das geht weder in Serien- noch in Parallelschaltung!

Das einzige was geht, ist je ein Controller für je einen Motor. Das ist 
sogar sehr schön, man könnte tatsächlich ein bißchen an Torque Vectoring 
tüfteln...

Und nochwas: Was willst Du mit 2x 2000W in einem Kettcar?

von Elektrofan (Gast)


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> Jeder Motor hat ja eine irgendwie weiche Kennlinie.

Nicht jeder.

Reihenschlussmotoren schon,
bei fremd- bzw. permanenterregten Motoren ist die Kennlinie eher "hart".
---
Bei Strassenbahnen hat man zwecks "Schleuderschutzes"

https://de.wikipedia.org/wiki/Schleudern_(Rad-Schiene)

dazu verschiedene Konzepte entwickelt,
z.B. Überkreuzverschaltung der Erregerwicklungen von je zwei
(Reihenschluss-) Antriebsmotoren u.a.

von Harald (Gast)


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Vielen Dank für Eure schnellen Antworten.

Es soll so die große eines Berg Kettcar/Go-Kart haben (eigentlich habe 
ich vor es komplett selber zu bauen.)

Ich habe mich ein wenig informiert und es ist möglich die Hall Sensoren 
einfach weg zu lassen und den Motor Controller mit der "self-studie" zu 
betreiben dass ist dafür da wenn ein Motor keinen Hall Sensor hat.
Mein Gedanke war ein Controller (ohne Hall Sensoren anschließen) und 
dann Beie einfach in Reihe zu schalten.

Denk ihr dass würde gehen.

Was mich noch sehr begeistert hat war dieses "Torque Vectoring" was 
genau ist das und was kann man damit machen.

es wäre schon mega cool mit 2 Controllern zu arbeiten auf einer 
Niedrigeren Spannung deshalb bin ich da sehr gerne offen für Lösungen 
mit 2 Controllern.

Vielen Dank für Eure Bemühungen.

von Praktiker (Gast)


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Harald schrieb:
> Ich habe mich ein wenig informiert und es ist möglich die Hall Sensoren
> einfach weg zu lassen und den Motor Controller mit der "self-studie" zu
> betreiben

Dann frag' nicht lang und versuche es einfach.

Danach klemmst du deine Akkus von 8S auf 4S2P um und versorgst die 
Motoren einzeln.

von Harald (Gast)


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Weiß sonst noch irgendwer was?
Hat sowas schon einmal jemand ausprobiert?
Hat jemand zufälligerweise so ein setup daheim und (kann es 
ausprobieren) oder darüber berichten?

Danke euch allen

von TomH (Gast)


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Nun, man kann natürlich mal "torque vectoring" in Google eingeben und 
erhält einen Wikipedia-Eintrag sowie einige Artikel aus Automagazinen...

Nochmal möglichst primitiv erklärt:

Starre Achse, mechanisch verbunden, kein Differential: Gut im Gelände, 
wenn ein Rad abhebt. Schlecht auf ebener, griffiger Straße, das fahrzeug 
widersetzt sich enger Kurvenfahrt.

Mechanisches Differential:
Gut auf ebener Straße. Schlecht im Gelände, ein abhebendes Rad dreht 
frei und die Antriebsleistung verpufft.

"Elektrisches" Differential durch Serienschaltung von DC-Motoren:
Genauso wie mechanisch.

Zwei parallelgeschaltete DC-Motoren:
Geht im Gelände, wenngleich es nicht wie beim mechanisch gesperrten Diff 
möglich ist, daß die gesammelte (zentrale) Antriebsleistung an einem Rad 
umgesetzt wird. Die einzelne Antriebsleistung/Drehmoment des abhebenden 
Rades ist verloren, aber immerhin ist das gesamte mögliche Drehmoment 
des anderen Rades da.
Auf ebener Straße müßte, so meine bescheidene Meinung, längst nicht 
diese Starrheit wie bei einem mechanisch gesperrten Differential da 
sein.

Zwei BLDC-Motoren an einem Controller:
Geht meiner Meinung nach weder seriell noch parallel, weder mit noch 
ohne Hallsensoren. "Praktiker" hat es so ausgedrückt: Probier es aus und 
es wird nicht gehen. Da fehlt Dir das Grundverständnis, wie ein BLDC mit 
Controller zusammen funktioniert.

Einzige Ausnahme, die ich mir vorstellen kann: Die zwei BLDC-Motoren 
sind drehmomentmäßig so überdimensioniert oder das Fahrzeug ist so stark 
untersetzt, daß die Motoren unabhängig von der Belastung dem 
vorgegebenen Drehfeld des Controllers folgen können. Das ist dann quasi 
ein Schrittmotor-Antrieb. Das wäre dann aber der Situation vergleichbar, 
daß eine starre Achse beide Räder verbindet.

Also nimm für jedes Rad je einen Motor und einen Controller.

von Harald (Gast)


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Ah super danke für die Super Ausführliche Information
Hat mir sehr weitergeholfen.

Vielen lieben dank an euch alle.

von Christian M. (likeme)


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Ich habe ein ähnliches Projekt mit zwei Bürsten E-Motoren an der 
Hinterachse. Beide sind werden gleich angesteuert. Der eine Motor im 
Kurveninneren braucht mehr Strom weil er die Arbeit das äußeren Motors 
übernimmt. Der wird praktisch beschleunigt. Da Kurven fahren nicht die 
Regel ist, ist es mir egal gewesen. Ein Kontroller reicht, zwei sind 
aber besser, wenn einer mal spinnt und Vollgas gibt hat du keine Chance 
mehr das Teil in den Griff zu bekommen. Ich habe aus Sicherheitsgründen 
die 2 Steuerungen Variante genommen, die aber gleich angesteuert werden.

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