Warum ist der E-Motor des MOBO 800 so laut?

[nobody-is-perfect]

Eigentlich verstehe ich das nicht ganz. Alle reden davon wie extrem leise Elektromotoren sind. E-Autos sollen mit zusätzlichen Sound-Generatoren ausgestattet werden, was ich ehrlich gesagt etwas übertrieben finde, weil sie so leise sind. Wenn ein e-Bike vorbeifährt hört man auch nicht allzu viel. Ich bin mal mit einem Elektro-Scooter gefahren mit 4 KW, außer den Windgeräuschen hat man da nicht viel vernommen.

 

Und wenn ich mit meinem MOBO fahre, hört mich schon jeder vom weiten kommen. Dieses laute Summen/Singen, welches vor allem beim langsam fahren gut hörbar ist, ist ja sogar in niedrigen Umdrehungszahlen lauter als das eigentliche Motorengeräusch. Ich habe mit dem iphone gemessen - das sind gute 85 db - also nicht allzuwenig. (

nicht von mir der Video, aber hier sieht man es auch)

 

Im Urlaub hab ich jemanden mit so einem ganz leichten Stehroller gesehen mit Radnabenmotor, der war auch extrem leise. Irgendwie tät ich es halt noch cooler finden, wenn man beinahe geräuschlos durch die Gegend rauschen würde - angeschoben wie durch Geisterhand.

 

Viele unter euch sind ja technisch extrem begabt, was ich an den ganzen Umbauten sehe. Habt ihr eine Erklärung dafür, warum der Motor doch sehr laut ist?

 

Ein Bekannter von mir hat gemeint das laute Geräusch sein ein typisches Induktionsgeräusch und es könnte daran liegen, dass der Motor eher laut ist, weil es vielleicht ein Wechselstrom-Motor ist und der Gleichstrom aus den Akkus in Wechselstrom erst umgewandelt werden müsste (Wechselrichter) und dann den Motor antreibt. Vielleicht sind ja Wechselstrommotoren lauter..... keine Ahnung?

 

Über guter Erklärungen und Hypothesen freu ich mich. :-)

 

Gibt es vielleicht irgendwelche Methoden den Motor leiser zu machen? Ne Dämpfung als Schalldämpfer herumkleben wird nicht so sinnvoll sein, weil er dann vermutlich zu heiß wird. Gibt es Motoren anderer Hersteller die leiser sind? Sind die Radnabenmotoren leiser?.....

 

Schöne Grüße,

 

Volker

[Wolf]

Hallo Volker,

 

das Ding ist ein Gleichstrommotor mit Bürsten. Die sind prinzipiell nicht lautlos. Dazu noch asiatische "Präzisionslager" und deren Laufgeräusch und du hast einiges an Lärm.

 

Brushlessmotoren (wie beim ES oder dem neuen BeonX) sind leiser, da keine Bürsten, kein Schleifen. Die Lager können dennoch ein Geräusch machen, je nachdem, wie gut sie wirklich sind. Sind jedoch meist austauschbar (wenn auch nicht immer einfach).

 

Was es dann noch gibt, sind Unrundlaufen des Rotors (bei den Drehzahlen bis 4000 UPM und wenig Last am Ritzel eher weniger hörbar als bei Werkzeugmaschinen) und ein PWM-Pfeifen (je nach Arbeitsfrequenz des Reglers, meist bei Brushlessmotoren anzutreffen, wobei die ES-Motoren und Regler der neueren Generationen es nicht machen).

 

Ein Motor ist nunmal auch eine Art Schallkörper, insofern können im schlechtesten Fall Vibrationen, PWM-Frequenzen, Eigenfrequenzen usw. zum Aufschaukeln oder verstärktem Störgeräusch führen.

 

Viele Grüße,

 

Wolf

[nobody-is-perfect]

Danke schon mal für eine erste Einschätzung. Das PWM-Pfeifen - was ist das genau? Ist das das laute Geräusch bereits beim Losfahren, wo ja Lagergeräusche und Bürsten noch nicht so eine große Rolle spielen`

 

ES Boards - oder so - von denen wird hier öfter geredet. Da sind aber nicht die

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gemeint, oder? Die haben ja glaube ich fast die gleichen Teile wie MOBO verbaut.

 

Das Ding hat einen bürstenlosen Motor - ist scheinbar sogar ein Radnabenmotor - so wie das aussieht, steht leider nicht dabei.

 

Schöne Grüße,

 

Volker

[Wolf]

Hi Volker,

 

nee nee, mit ES sind die hier gemeint:

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Sind aber vom Aussehen her exakt die gleichen Teile, die Speed-E mittlerweile anbietet. Speed-E hatte mal eine ältere Version (während ES schon die neuere anbot) im Angebot. Teils scheinen sie noch ältere Versionen zu sein (z.B. sind die Achsen bei ES mittlerweile schwarz pulverbeschichtet).

 

Ob Speed-E noch den alten Nabenmotor verbaut (ebenfalls Brushless) oder den neuen "separaten" Motor, kann ich auf dem Bild da nicht mit Sicherheit sagen - aber das "Jetzt neu mit Riemenantrieb" lässt zu 99,9% nur letzteres zu, denn Nabenmotoren haben keinen Riemenantrieb.

 

Hier im Forum gibts doch einen Ansprechpartner für die "alten" Nabenmotoren, aus Frankreich glaube ich? Namen habe ich aktuell aber nicht im Kopf, einfach mal durchschauen. Er bietet die auch an resp. verkauft sie, lt. Postings hier.

 

Dafür brauchst du dann aber einen Brushlesscontroller wie ES/Speed-E ihn verbaut oder musst dir einen aus dem Pedelecbereich z.B. umfrickeln. Die MoBo-Controller kannst du nicht an Brushlessmotoren anschließen, diese benötigen 3 Phasen-Stromversorgung und Hallsensoranschlüsse.

 

Das PWM-Pfeifen kann ich dir schlecht erklären. Ist eher ein Summen, welches dir nur auf bestimmten Frequenzbereichen wirklich zu Ohr kommt (sonst hörst du es nicht resp. es schwingt sich nicht auf, somit bleibt es leise).

 

Bei RC-Controllern kannst du deshalb die Taktfrequenz variieren, dadurch verschwindet das "Summen". Aber ob die MoBo-Motoren (sind Gleichstrommotoren) ein PWM-Summen haben? Keine Ahnung, hatte noch keinen persönlich analysiert.

 

Wäre eine Möglichkeit, wenn der Regler über PWM regelt, was die meisten mittlerweile machen, da eine andersweitige Regelung meist größere/mehr Bauteile verlangt.

 

Viele Grüße,

 

Wolf

 

(Edit: Die Radnabenmotoren haben drei große Nachteile: Die Qualität (gerade Wicklungen) ist so lala, Felgengröße und damit Mantelgröße sowie "Übersetzung" von Geschwindigkeit/Drehmoment dank Direktantrieb vorgegeben (Kartreifen dürften nicht einfach so passen) und sie sind schwerer vom Aufbau her lt. div. Quellen.)

[webs]

Der Ton liegt nicht am Motor sondern eher an der Frequenz die der Motor bekommt.

 

Wer zum Beispiel in Österreich schon eine Taurus-Lok gehört hat, ändert sich dort auch der Ton bei der Anfahrt:

 

 

Genau das gleiche tritt beim Elektroskateboard von Mobo auf, ist wie ein Markenzeichen

[nobody-is-perfect]

Das mit dem Taurus ist witzig und interessant. Muss ich mal meinen Vater zeigen, der ist Eisenbahn-Fanatiker.

 

Aber ganz versteh ich das nicht mit der Frequenz. Was heißt das, was er für eine Frequenz kriegt? Macht das Geräusch das Steuergerät, die Elektronik... oder wie? Da müsste man doch etwas machen können, dass das leiser sein könnte, oder? :confused5:

[webs]

Das mit dem Taurus ist witzig und interessant. Muss ich mal meinen Vater zeigen, der ist Eisenbahn-Fanatiker.

 

Aber ganz versteh ich das nicht mit der Frequenz. Was heißt das, was er für eine Frequenz kriegt? Macht das Geräusch das Steuergerät, die Elektronik... oder wie? Da müsste man doch etwas machen können, dass das leiser sein könnte, oder? :confused5:

 

Die Steuerplatine die den Strom an den Motor schickt ist schuld. Dort müsste man die Frequenz umstellen damit es nicht so laut ist ( der Mikrochip müsste umprogrammiert werden, der das regelt)

[Wolf]

Die Frequenz erzeugt im Motor Schwingungen.. wird teilweise sogar genutzt, um "Musik" zu machen.

 

 

Der Ton ändert sich mit der PWM-Frequenz wie von mir weiter oben beschrieben. Bei guten Controllern ist die Frequenz so hoch, dass der Mensch es nicht mehr hören kann. Daher leise bis lautlos.

 

PWM bedeutet Pulsweitenmodulation, PPM wäre Pulsphasenmodulation. Das sind Methoden, wie man ohne Leistungsbauteile, die die hohen Ströme aushalten müssen, die Leistung regeln kann.

 

Im Prinzip kann man es sich als Glühlampe vorstellen: Wenn du die Spannung reduzierst, wird sie dunkler. Wenn du allerdings bei voller Spannung den Lichtschalter pro Sekunde einige 1000 mal ein- und ausschaltest und die "Ausdauer" variierst, wird sie genauso dunkel, da du als Mensch das Flackern nicht mit den Augen verfolgen kannst (viele 100 mal zu schnell) oder es so schnell ist, dass das Gerät nicht mithält (die Lampe bleibt ergo halbdunkel, statt hell-dunkel-hell-dunkel zu werden).

 

So ist es auch beim Motor: Je länger die Aus-Phasen, desto langsamer läuft er - je länger die An-Phasen, desto schneller läuft er. Und da das Ganze sehr schnell geschieht und die FETs praktisch nur ein Schaltsignal vom Mikrocontroller bekommen, macht es dem angeschlossenen Gerät nichts aus und braucht keine großen Leistungsbauteile, die die Spannung künstlich reduzieren.

 

Nur da es eben eine Frequenz hat und somit eine Art Zittern erzeugt, auch wenn der Motor darauf nicht reagiert (zu träge), kann es dennoch für Geräusche sorgen.

 

Viele Grüße,

 

Wolf

Edited August 10, 2011 by Wolf

[nobody-is-perfect]

Wow - ihr kennts euch wirklich aus!! :thumbsup:

 

Dann frag ich mich nur, warum machen die die Frequenz so, dass sie so laut ist, wenn es mit einer anderen/höheren Frequenz auch ginge.

 

Noch eine laienhafte Frage: Ist es möglich, diese Frequenz anders einzustellen oder müsste man da die ganze Platine austauschen? Könnte das einer von euch z.B. machen (Wolf, Webs)? Wär ziemlich cool, wenn das ginge........ :arf:

Dann gibt’s ein Down-Sizing-Workshop mit MOBOS...

[Wolf]

Hi Volker,

 

wieso die Frequenz so niedrig ist, dass man sie hört? Das hat vermutlich bauteilbedingte und kostenabhängige Gründe.

 

Umso schneller die Frequenz ist, umso schneller muss der Mikrocontroller auch auf Schwankungen und Rückmeldungen des Hallsensors (bei Brushlessmotoren, nicht bei euren Gleichstrommotoren) reagieren, umso schneller muss er das Ganze verarbeiten.

 

Es gibt im RC-Bereich extra für solche "zeitkritischen" Anwendungen (Schnelle Lastwechsel und ähnliches) sehr hoch getaktete, sehr schnelle Regler. Die sind aber nicht ganz billig, wird also letztendlich auch am Preis liegen.

 

Ob man dem MoBo-Controller eine höhere PWM-Frequenz einstellen kann? Gute Frage, das kann ich dir so nicht beantworten. Ich habe die Platine noch nie im Detail vor mir liegen gehabt.

 

In den meisten Fällen muss man, wie Webs schon sagte, den Mikrocontroller umprogrammieren und teilweise auch Bauteile (Quarze usw.) ersetzen resp. die Timings anziehen.

 

Da die Controller aber "asiatische Ware" sind, schätze ich, dass der Mikrocontroller gesperrt ist (Sperrbit gesetzt), so dass ein Auslesen der Firmware und modifizieren derselben nicht möglich resp. sehr schwierig ist.

 

Sollte das nicht der Fall sein und man kann die geflashte Firmware auslesen, wäre es schon einfacher - aber ohne das Tool zum Konfigurieren und/oder den Source von der Firmware mit Erläuterungen auch eine langwierige Frickelarbeit.

 

Der letzte Fall, dass auf dem Board schon DIP-Switches, Jumper, Lötösen o.Ä. für eine Konfiguration der PWM-Frequenz vorhanden sind, würde das Ganze zwar stark vereinfachen, jedoch ist er relativ unwahrscheinlich.

 

Es gibt Leute im Forum, die das Ding zumindest schon einmal an ein Oszilloskop gehalten haben (MoBo-Regler), der könnte dir zum genauen Aufbau der MoBo-Regler-Schaltung mehr sagen als ich, ich habe hier nur die Brushlessregler vorliegen (die wieder ganz anders aufgebaut sind).

 

Viele Grüße,

 

Wolf

[Stephan]

Hallo!

Also ich bin der mit dem Oszilloskop :-)

Ich rege mich auch jeden Tag über das Geräusch auf.

Wolf hat mit Allem Recht! Es sind 500Hz PWM

Wenn man das schneller macht, werden die FETs heißer.

Der PIC Microcontroller bekommt das auch nicht wesentlich schneller hin. Man muß auf 15000Hz gehen, um aus dem Hörbereich zu kommen. Dafür braucht man in der Tat einen anderen Microcontroller. Dafür muß man aber das Ganze Programm noch einmal neu schreiben.

[Wolf]

500 Hz also.. Das liegt ja wirklich mitten im gut hörbaren Bereich..

 

Hast du schon einmal versucht, das Programm aus dem µC auszulesen, Stephan?

 

Viele Grüße,

 

Wolf

[Stephan]

Nein, hab ich noch nicht. Und wenn, dann hätte man immer noch nur Maschinencode.

Wie das Programm aussehen muß ist mir aber eigentlich ziemlich klar. Ich habe so etwas schon mal programmiert.

Das ist aber schon länger her, und ich habe da gerade keine Lust zu, das noch mal zu machen.