Motortipps Anti-China

[utpscoxx]

Hallo an alle,

 

ich möchte mir ein E-Board bauen und habe mich auch diesbezüglich jetzt schon länger nach Teilen umgesehen. Sehr wahrscheinlich wird mir dieses Board finanziert, so dass der Preis keine sehr große Rolle spielt.

Anfangs dachte ich daran einen Turnigy 6354 bzw. 74 zu nehmen. Mittlerweile bin ich eher neugierig, was da europäische/deutsche Hersteller so abliefern. Preislich sind die natürlich gar nicht zu vergleichen, aber wenn der Preis keine Rolle spielt kann man den Spaß ja mal ausprobieren.

 

Was haltet ihr von dem Motor hier z.B.:

Hacker:

 

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Robbe:

 

 

Ich bin mir ja leider immer unglaublich unschlüssig was die Motoren angeht, so wie ich es verstanden habe, beruhen die ganzen Empfehlungen ja auch nur auf Erfahrungswerte.

Oder gibt es eine Möglichkeit die Drehmomente von den Motoren zu berechnen? Es sollte ja möglich sein zu berechnen, wieviel Nm der Motor aufbringen muss um mich aus dem Stand zu beschleunigen, sollte abgesehen vom Berg das max. Drehmoment sein.

Aber die Drehmomente der Motoren lässt sich doch meines Wissens mit den überaus spärlichen Angaben nicht berechnen. Bzw. auf das Nennmoment komme ich mittels Drehzahl und Leistung, nur nicht auf das Anlaufmoment.

 

EDIT:

 

Ich habe noch einige generelle Fragen zu BLDC's. Warum werden BLDC außenläufer verwendet? Ich würde mir das ganze wie folgt herleiten: Außenläufer haben ein niedrigeren Wirkungsgrad bei hohen Strömen >15A sind jedoch wesentlich billiger und lassen sich ohne Getriebe verwenden. Spricht denn etwas dagegen einen langsamdrehenden Innenläufer ohne Getriebe zu verwenden? Wie kommen eigentl. die immensen Stromunterschiede zwischen Innen- und Außenläufer zustande? Als vergleich habe ich Innenläufer von Maxon ( Ströme mit vllt. 15A ) und die Standard Außenläufer mit Strömen die bis 90A hoch sind.

Bei welchen Strömen laufen eure Motoren so im Mittel?

 

Für Tipps und Vorschläge wäre ich überaus dankbar.

 

Gruß

utpscoxx

bearbeitet 9. Juli 2014 von utpscoxx

[barney]

Hallo utpscoxx,

 

für die Berechnung der Geschwindigkeit und Stromaufnahme, kannst du unter meiner Kennung einen Luftwiderstandsrechner finden. Damit ist das Drehmoment obsolet.

 

Stromaufnahme: Aus Luftwiederstandrechner oder Graphen von mir rausziehen. Stichwort Skatebynight oder Skatenight Berlin. Dort sind einige Graphen mit der typischen Stromaufnahme eines Streetboards (mein Fahrstil) zu finden.

 

Strom ist nicht alles. Die Resultierende Leistung ist da eher wichtiger.

 

VG

 

Barney

[barney]

Teure Motoren: Aus der Erfahrung mit dem Verschleiß möchte ich noch aufzeigen, dass eine unnötige Investition für einen Hacker Motor aus meiner Sicht völlig unnötig ist. Da wir unsere Motoren unter dem Bord haben, wird auch eine kleine menge Sand in den Motor hineingezogen. Sonni hat mal einen Motor von Chrizz zerlegt und dieser sah wohl nicht so gut innen aus.

[utpscoxx]

Hey barney,

 

erstmal vielen Dank für deine Antwort.

 

für die Berechnung der Geschwindigkeit und Stromaufnahme, kannst du unter meiner Kennung einen Luftwiderstandsrechner finden. Damit ist das Drehmoment obsolet.

Gehe ich richtig davon aus, dass du M~I annimmst? Weil mir geht es gerade mehr um die Berechnung des Anlaufmoments, oder stehe ich da gerade auf dem Schlauch?

Strom ist nicht alles. Die Resultierende Leistung ist da eher wichtiger.

Das ist mir klar, ich finde es nur verwunderlich, dass ein europäische Marken-Innenläufer vllt. 200W-400W. Dies ist natürlich durch den Strom begründet, da die Spannungen ja in etwa immer die selben sind. Ich verstehe nur nicht warum ich Außenläufer, quasi mit den doppelten Strom befeuern kann.

Teure Motoren: Aus der Erfahrung mit dem Verschleiß möchte ich noch aufzeigen, dass eine unnötige Investition für einen Hacker Motor aus meiner Sicht völlig unnötig ist. Da wir unsere Motoren unter dem Bord haben, wird auch eine kleine menge Sand in den Motor hineingezogen. Sonni hat mal einen Motor von Chrizz zerlegt und dieser sah wohl nicht so gut innen aus.

Hätte vllt. dazu sagen sollen, dass das Board quasi nur dazu da ist um zu gucken, was machbar ist. Gemeint ist nicht die extremste Variante, sondern einfach nur Teile mit einen guten Wirkungsgrad. Der Kontroller wird auch von mir gebaut, mittels FOC. Dort ist auch der Plan, die Induktivitäten zu berücksichtigen, sofern dies möglich ist und nicht auf die 90° zu regeln. (Mit Kanonen auf Spatzen schießen :peace:)

Wird aber sehr wahrscheinlich mit Sensoren, da mir die von dir gepostete Dissertation (quergelesen) zu den Thema doch schwer zu denken gegeben hat.

Naja zurück zum Thema. Viel wird das Board wahrscheinlich nicht fahren, jedenfalls nicht dieses. Ich möchte lediglich Reichweite/Geschwindigkeit/Optik im Einklang mit einen Eigenbaukontroller bringen.

 

Grüße

utpscoxx

bearbeitet 9. Juli 2014 von utpscoxx

[barney]

Hey barney,

 

erstmal vielen Dank für deine Antwort.

 

 

Gehe ich richtig davon aus, dass du M~I annimmst? Weil mir geht es gerade mehr um die Berechnung des Anlaufmoments, oder stehe ich da gerade auf dem Schlauch?

 

Das ist mir klar, ich finde es nur verwunderlich, dass ein europäische Marken-Innenläufer vllt. 200W-400W. Dies ist natürlich durch den Strom begründet, da die Spannungen ja in etwa immer die selben sind. Ich verstehe nur nicht warum ich Außenläufer, quasi mit den doppelten Strom befeuern kann.

 

Hätte vllt. dazu sagen sollen, dass das Board quasi nur dazu da ist um zu gucken, was machbar ist. Gemeint ist nicht die extremste Variante, sondern einfach nur Teile mit einen guten Wirkungsgrad. Der Kontroller wird auch von mir gebaut, mittels FOC. Dort ist auch der Plan, die Induktivitäten zu berücksichtigen, sofern dies möglich ist und nicht auf die 90° zu regeln. (Mit Kanonen auf Spatzen schießen :peace:)

Wird aber sehr wahrscheinlich mit Sensoren, da mir die von dir gepostete Dissertation (quergelesen) zu den Thema doch schwer zu denken gegeben hat.

Naja zurück zum Thema. Viel wird das Board wahrscheinlich nicht fahren, jedenfalls nicht dieses. Ich möchte lediglich Reichweite/Geschwindigkeit/Optik im Einklang mit einen Eigenbaukontroller bringen.

 

Grüße

utpscoxx

 

Hi utpscoxx,

 

Hier werden deine Fragen weitestgehend beantwortet:

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Anlaufmoment:

Hast du schon das Thema von mir gelesen mit dem Toshiba Sigma Controller. Im Anlaufmoment wird nicht FOC verwendet, sondern auf Verdacht ein Drehfeld angelegt. Für diesen Moment kann ein maximaler Strom vorgegeben werden. Durch den Strom und die Magnetischen Eigenschaften, sowie den Hebelweg der Motorkonstruktion müsste das Startmoment sich recht einfach berechnen lassen.

 

Wirkungsgrad:

Hier sehe ich bei einer sinusnahen Kommutierung den größten Verlust. Durch das häufige Schalten der Power MOSFETs wird hier ein recht hoher Verlust erzeugt. Einfache Trapez Motorssteller arbeiten mit 8-12kHz. Den Sigma betreibe ich bei 20kHz und entsprechend wurden die MOSFETs auch ohne große Last wärmer als erwartet. Die Motoren an sich halte ich für recht effizient. Ob 96% oder angeblich 98% Wirkungsgrad, bei den Leistungen, die ich umsetzte würde ich keinen zusätzlichen € ausgeben. (Die "ich" Betonung ist ganz bewusst hier eingesetzt!)

 

Hast du meine Diagramme schon gefunden?

 

VG

 

Barney

[barney]

Hi utpscoxx,

 

wenn Du einen eigenen FOC-Controller baust, dann benutze bitte den Teensy 3.1. Ich kann dir eine kleine Demo geben, wo ich mit der Programmierung eines eigenen Motorcontrollers begonnen habe. Die PWM für 6 Phasen mit einstellbarer dead time ist auch schon umgesetzt. Weiter ist auch eine einstellbare PWM-Bremse vorhanden. Ich habe nur keine FOC-Regelung hin bekommen (keine Zeit).

Die Signale, die für den Motor erzeugt werden, kommen aus einer Sinunstabelle. Der Teensy 3.1 sollte als 32Bit (mit knapp 100MHz Taktfrequenz) Prozessor die nötigen Berechnung sicherlich schaffen.

 

VG

 

Barney

[Nefrandil]

Hallo,

 

ich arbeite in einer Firma die elektromotore baut und auch entwickelt.

Wenn der Preis also keine Rolle spielt...... Ich hätte da schon eine Idee.

 

Wir könnten dir da bestimmt helfen.

[utpscoxx]

Hey barney,

 

vielen Dank ersteinmal für den Link, der ist richtig gut. Was mich da aber noch interessiert, ist eine eher praktische Frage.

 

Folgendes Rechenbeispiel zum 6364:

 

Rotordurchmesser d=59mm

Magnetlänge h=52mm

 

=> M=7,39Nm

 

Wenn ich nun die Magnetdicke vom Radius abziehe und dies nur mit 3mm veranschlage, komme ich schon auf eine Differenz von ca. 10%.

=> M=6,66Nm

 

Ist es denn korrekt die Magnetdicke noch abzuziehen? Meiner Meinung ja nach schon, da ich ja die Kraft im Luftspalt ermittel.

 

Hast du meine Diagramme schon gefunden?

Ja habe ich. Finde es total interessant, dass die Ströme sich so in Grenzen halten. Hatte jetzt immer als Reglerempfehlung den Xerun 150A gelesen und dachte auch, dieser sei von den Strömen her schon nötig.

Deine max. Ströme lagen ja bei ca. 30A, da ist ja Platz ohne Ende.

Ich gehe mal davon aus, dass die Skatestrecke eine eher ebene Strecke war. Hast du auch Vergleichswerte für etwas steilere Passagen?

 

wenn Du einen eigenen FOC-Controller baust, dann benutze bitte den Teensy 3.

Da muss ich dich leider enttäuschen, da bisang der Piccolo F28035 von TI geplant ist. Grund hierfür ist die Kompabilität mit Matlab und eine Sache der Finanzierung.

 

Anlaufmoment:

Hast du schon das Thema von mir gelesen mit dem Toshiba Sigma Controller. Im Anlaufmoment wird nicht FOC verwendet, sondern auf Verdacht ein Drehfeld angelegt. Für diesen Moment kann ein maximaler Strom vorgegeben werden. Durch den Strom und die Magnetischen Eigenschaften, sowie den Hebelweg der Motorkonstruktion müsste das Startmoment sich recht einfach berechnen lassen.

Nein, den Thread hatte ich und habe ihn auch noch nicht gelesen. Ich muss gestehen, dass ich aufgrund der Dissertation von 2007 davon ausgegangen bin, die heutigen Regler würden den Phasenwinkel bei Ui=0 auch schon über ein Strompuls messen.

War vllt. etwas naiv gedacht. Wobei das wiederum heißen würde ich hätte auch bei Stillstand mit FOC max. Drehmoment. Dementsprechend hätte ich das Drehmoment.

Wie ist bei euch eigentl. das Anlaufverhalten? Merkt ihr einen unterschied zu FOC und dem geschätzen Drehfeld? Überläge nämlich ein redundantes System aufzubauen und einfach mal zu vergleichen bzw. evtl nachher die Sensoren über Board zu werfen.

 

Wenn der Preis also keine Rolle spielt...... Ich hätte da schon eine Idee.

Klar ich sagt der Preis würde keine Rolle spielen, aber alles hat natürlich seinen Rahmen. Ein vergoldeter Motor für 800€ ist uninteressant. Es geht mehr darum, dass es interessant wäre, einen Motor aus Deutschland zu beziehen.

Wenn du da eine genauere Vorstellung hast, dann schreib mir doch bitte einfach mal @ utpscoxx@web.de.

 

 

Grüße

utpscoxx

[barney]

Hi utpscoxx,

 

Magnetdicke: Da bin ich kein Spezi, ob hier die mittlere Magnetdicke angenommen werden muss. Ich habe auch gelesen, dass zu dicht gepackte Magnete den Wirkungsgrad herabsetzen und negativ für das Drehmoment sind. An der TU-Berlin haben die für die Berechnung von Motoren entsprechende Programme, vielleicht wendest du dich da besser an die Spezialisten:

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menue/lehre_elektrotechnik/seminar_entwurfsuebung_elektrische_maschinen/

 

Ströme: Die 30A sind wirklich gechillt. Leichte Steigung und Wind bedeuten da ein wirklich starkes Anwachsen des Stromverlaufes. Da sind über 90A auch kein Problem.

Der Luftwiderstandsrechner von mir hat eine Steigung in der Berechnung mit enthalten. Das passt ganz gut im Verhältnis!

 

Piccolo F28035: Verdammt. Und ich hatte echt Hoffnung. Ein zeitkritisches System mit Matlab -> C? Da bin ich gespannt.

 

Phasenlage: Stromimpuls leider nein. Entweder die harte Tour mit Zwangskommutierung, Hallsensoren oder Winkelsensoren. Vielleicht bei großen elektrischen Maschinen, aber nicht bei einem 40,- € Motorsteller.

 

Wie ist bei euch eigentl. das Anlaufverhalten?: Suboptimal! (Ohne Sensoren)

 

VG

 

Barney

[utpscoxx]

Der Luftwiderstandsrechner von mir hat eine Steigung in der Berechnung mit enthalten. Das passt ganz gut im Verhältnis!

Hatte noch den Rechner von 2013 aus den Bereich Wissenswertes.

 

Mit Matlab soll übrigens nur der C-Code geniert werden. -> Hardware in the Loop.

 

Wie ist bei euch eigentl. das Anlaufverhalten?: Suboptimal! (Ohne Sensoren)

Na dann werde ich wohl wirklich beides mal ausprobieren. Wobei ich ehrlich gesagt, die Lösung aus der Dissertation ziemlich genial finde. Wäre aber wohl viel zu viel. Bin aber auch noch nicht durch die Specs von TI. Mal sehen ob die nicht schon Ansätze dafür implementiert haben.

 

Grüße

utpscoxx

[barney]

Matlab: ja, war schon klar. Es ging mir genau darum, dass der zeitkritische Code aus Matlab kommt. ISR Routinen auch mit Matlab? Wirst du deine Arbeit offen legen und wenn ja, wo?

 

VG

 

Barney

[utpscoxx]

Der Plan ist noch sehr abstrakt. Aber so wie ich es mir gerade vorstelle, werde ich die ISR auch über Matlab machen. Sollte aber kein Problem sein, da die C2000 Reihe von TI ünterstützt wird. Sollte also von daher zeitmäßig keine Probleme machen. Wenn sich was anderes herausstellen sollte, werden die halt per Hand gemacht.

 

Bislang habe ich nicht über eine Veröffentlichung nachgedacht, werde ich wohl auch davon abhängig machen, wie zufrieden ich damit bin. Aber vom Grundsatz her spricht da nichts gegen.

 

VG

utpscoxx

[barney]

Was privates oder Studienarbeit?

[barney]

Nur mal zum Thema zeitkritisch. Der Toshiba hat eine Vector Einheit in Hardware!

[utpscoxx]

Bin gerade unterwegs aber werde ich mir mal anschauen. Das ganze läuft im Rahmen einer Studienarbeit, ist aber noch komplett in den gedanklichen Anfängen. Werde mich wohl kommende Woche mal intensiv damit auseinander setzen.

[barney]

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Zum Basteln habe ich mir das 50 € Sigma Board geholt und eine eigene Endstufe angebaut.

[barney]

Hi utpscoxx,

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Kann ich dich nicht wirklich überreden?

Du musst nur noch die Regelung machen.

 

VG

 

Barney

[utpscoxx]

hey barney,

 

für mein Projekt kann ich es wirklich nicht gebrauchen, da ich wie gesagt, den Regler mit Matlab machen möchte.

 

Aber da das Board ein Studienprojekt wird und ich mir ein privates bauen möchte könnte es doch schon wieder interessant sein.

Ich bin relativ gut im Programieren und mache das auch ganz gerne. Werde ich aber hinten anstellen müssen.

Leider kann ich mit meinem eigenen Board auf Grund der Finanzen auch erst später anfangen.

 

Bin dann aber gerne bereit, an deinem Projekt mitzuarbeiten.

Ich meine ne FOC zu programmieren ist ja jetzt auch nicht so der Aufwand.

 

VG

utpscoxx

[barney]

Bin dann aber gerne bereit, an deinem Projekt mitzuarbeiten.

Ich meine ne FOC zu programmieren ist ja jetzt auch nicht so der Aufwand.

 

Ich kriege dich noch klein

 

Freue mich darauf

 

Barney

[barney]

für mein Projekt kann ich es wirklich nicht gebrauchen, da ich wie gesagt, den Regler mit Matlab machen möchte.

 

Matlab macht auch freescale Cortex M4.

[barney]

Warum muss ich an dich denken:

"Die naechste Stufe sind dann wohl die faulen Saecke die alles mit Matlab designen wollen und dann erwarten das ein automatisches Tool ihnen den Source fuer den Microcontroller generiert."

 

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[utpscoxx]

Naja recht hat er ja. Ganz ehrlich gesagt, würde ich das Programm auch lieber selbst schreiben. Aber Matlab soll halt mit integriert werden. Wobei ich auch sagen muss, dass ich ein wenig gespannt in, was sich im Endeffekt alles rausholen lässt.