Sinuscontroller als Ersatz für alten Kelly KEB?

[Beachcruiser]

Hallo

habe zusammen mit meinen neuen Controller Hallgeber geliefert bekommen - falls noch erwünscht, biete ich sie an!

Peter51 hatte mir damals zu Beginn auch einen passenden gesendet - zwecks Typenbezeichnung nachfragen.

Seit heute läuft mein gelber Flitzer besser als je zuvor und würde mich sofort wieder an den Motor ran trauen!!

Gutes Gelingen

Beach - der - Cruiser

[Beachcruiser]

@Idealist

Bin absolut nicht Deiner Meinung, da ich von der Elektrotechnik keinen blassen Dunst habe und hatte!

Dank dieses Forums gelang es mir trotzdem, meinen Roller mit wenigen Mitteln zu reparieren und das in einem Ausmaß, wie es lt. STW hier noch nicht gab!

Alles was man dazu braucht ist:

- Geduld mit sich selbst und der Technik

- Interesse und etwas Leidenschaft

- Freundlichkeit und Dankbarkeit

- wenig Material bzw. Geld


Grüße aus der Nordoberpfalz

Gerhard

[Beachcruiser]

Nimmt man die China-Standardware, dann ist die Feststellung, dass der Wunsch nach "Normierung" der Teile schon einigermaßen erfüllt ist. Motoren sind i.d.R. untereinander austauschbar, Controller ebenso, und die Dinger sind in Leistungsklassen von 1KW bis 9KW (oder so ) erhältlich.
Die Roller bekommt man beinahe an jeder Ecke, Ersatzteile sind auch erhältlich (teilweise Selbstimport), was man üblicherweise nicht erwarten kann, ist ein qualifizierter Reparaturservice. Für die mechanischen Aspekte geht meiner bei Bedarf an die nächste Rollerwerkstatt, die auch Chinakracher repariert, aber Elektronik und Akkutechnik gebe ich nicht aus der Hand. Da vertraue ich niemanden.

Meiner Meinung nach ist es fast noch wichtiger, als einen kompetenten Händler in seiner Nähe zu haben, dass wir - insbesondere hier im Forum - sehr zuverlässige Quellen in China ausmachen und bekanntgeben!

Ich bin sicher, wenn wir dahingehend einen Pool an Erfahrungen anlegen, können wir uns größtenteils gegenseitig mit Anleitungen, Tipps und Erfahrungen behelfen.
Ersatzteile werden leider immer dafür benötigt!

Wie sich dieser Pool gestalten könnte, muss noch diskutiert werden...

Ich selbst habe bereits eine Quelle ausgelotet für Controller und Motoren. Näheres entweder im Thread "Controller oder Nabenmotor" oder über PN.

Gruß

[MEroller]

"Ich werde allerdings noch einen Bekannten anfunken, der in der Entwicklung des Umrichters für den Golf E-Motion bei Bosch arbeitet. Dort wird der Motor natürlich auch als Synchronmaschine vektorgeregelt angesteuert, was für absolut schweigende (und äußerst vehemente ) Leistungsabgabe sorgt."
@Ernst: Endlich fand ich die Zeit, mit meinem Bekannten lange genug zu reden, um diese Sache aufzuklären.
Ja, es ist möglich, eine permanenterregte Synchronmaschine ohne jegliche Positionssensorik zu betreiben, auch als dynamischen Fahrzeugantrieb.
Dies geht aber, wie prinzipiell hier schon vermutet, nur mit einer feldorientierten Vektorregelung. Im Stillstand muss der Umrichter erst mal Probepulse durch die Wicklungen schicken, der dann den Stromverlauf über der Zeit auswertet , um auf die aktuelle Rotorposition zu schließen. Erst dann beginnt der Umrichter mit der Bestromung der Phasen, wobei ständig weiter über den Stromverlauf die Rotorposition verfolgt wird.

Die Vektorregelung wertet den q und den d-Anteil des Spulenstroms aus. Als q wird der drehmomentwirksame Stromanteil bezeichnet, der also eine tangentiale Magnetkraft erzeugt und somit die Permanentmagnete vor sich hertreibt. d ist der feldschwächende Anteil, der im Fall unserer Radnabenmotoren also radial wirkt und somit kein Drehmoment erzeugen kann, aber das Magnetfeld der Permanentmagnete bei Bedarf schwächen kann, um z.B. eine höhere Motordrehzahl zu erreichen, als mit der Versorgungsspannung eigentlich möglich wäre.

Klar ist somit, dass eine völlig sensorlose Motoransteuerung beim Anfahren immer gegenüber einer sensorbasierten leicht verzögert reagiert, wobei das mit ausreichender Rechenleistung sicherlich unmerklich bleibt.

Die Sevcon Gen 4 müssten in der Lage sein, zumindest verstehe ich so die Aussage in der Gen 4 Werbebroschüre: "Advance flux vector control" (das sollte wohl eher "Advanced" heißen ): "Fortschrittliche feldorientierte Vektorregelung".
Bei den Emsiso Controllern bin ich mir da nicht so sicher, da dort immer von Positionssensorik geredet wird.

[Peter51]

"Advance flux vector control"

Wenn man es als verbesserte feldorientierte Regelung übersetzt, dürfte der englische Ausdruck korrekt sein.
Da unsere E-Roller Antriebe günstig sein müssen, wird es noch eine Zeit lang bei den Controllern für unsere Radnabenmotoren bleiben. Industrie (Frequenz-) Umrichter, egal ob im U/f oder Vektor Mode, entnehmen dem Netz oder auch einer Batterie beim Beschleunigen einen wesentlich geringeren Strom als ein Controller! Leider brauchen die Industrie Umrichter 230V AC bzw. 3x 400V AC oder 310V DC bzw. 560V DC. Es ist also noch viel Entwicklungspotenzial bei unseren E-Rollern vorhanden.
Bitte 'mal den Batterie-Anfahrstromvergleich Controller / Umrichter mit deinem Kumpel durchdiskutieren.
Derzeit halte ich den Sevcon-Controller - für unsere Roller - für am Besten geeignet. Controller Preis noch okay aber 995USD für das Programmiergerät zu teuer.
(Wenn man dem Drehmoment des BLDC Motors noch das Reluktanzmoment, bei entspechender Ausformung der Polschuhe, überlagert, ergibt es locker Wirkungsgrade > 90% - auch für dein Kumpel)

[MEroller]

Industrie (Frequenz-) Umrichter, egal ob im U/f oder Vektor Mode, entnehmen dem Netz oder auch einer Batterie beim Beschleunigen einen wesentlich geringeren Strom als ein Controller! Leider brauchen die Industrie Umrichter 230V AC bzw. 3x 400V AC oder 310V DC bzw. 560V DC. Es ist also noch viel Entwicklungspotenzial bei unseren E-Rollern vorhanden.
Bitte 'mal den Batterie-Anfahrstromvergleich Controller / Umrichter mit deinem Kumpel durchdiskutieren.

Das ist doch ein bisschen Äpfel mit Birnen verglichen? Die Umrichter für Industriemotoren mit ihrer Anlaufsteuerung müssen üblicherweise nicht vom Stillstand weg Nutzmoment aufbringen, aber unsere Fahrmotoren schon. Und wenn man zum Anfahrem am Berg halt 150Nm braucht, dann braucht es Strom, um die zu erzeugen. Oder habe ich Dich da falsch verstanden?

Und auch unsere Controller beherrschen die Anfahrstromreduzierung virtuos, siehe meine Schwierigkeiten mit den Originalcontroller in meinem Fury...
Selbst mein passenderer nachrüst-Controller belässt es bei einem Anfahrstrom von 100A, obwohl da sicher um 1000A möglich wären, wenn man die 72V ungebremst auf den Motor loslassen würde (natürlich nur für ein paar Sekunden...)

[Peter51]

Industrie-Umrichter müssen durchaus hohes Anlaufmoment aufbringen: Fahrtreppen, Förderbänder, Rührwerke etc. werden heute oft frequenzgeregelt betrieben. In der Gebäudetechnik Lüfter, Pumpen ist ein nicht so hohes Anlaufmoment erforderlich.
Beispiel: Förderband 3x400V, 50Hz 5,5kW, 12A. Frequenzumrichter zieht bei Volllast 12A netzseitig.
Halbe Drehzahl: Motor wird mit Nennmoment belastet, Motor zieht 12A und bekommt 200V bei 25Hz - FU zieht netzseitig 6A!
Viertel Drehzahl: Motor wird mit Nennmoment belastet, Motor zieht 12A und bekommt 100V bei 12,5Hz FU zieht netzseitig 3A!
Übrigens glätten die Zwischenkreiskondensatoren nicht nur die Spannung sondern liefern auch den Blindstrom für den Motor.
In der Gebäudetechnik setzen sich die Brushless Interio Permanent Magnet (IPM) Motoren immer mehr durch.(Ihr Wirkungsgrad ist deutlich besser)

[MEroller]

In der Gebäudetechnik setzen sich die Brushless Interio Permanent Magnet (IPM) Motoren immer mehr durch.(Ihr Wirkungsgrad ist deutlich besser)

Sind das dann Motoren mit "vergrabenen" Permanentmagneten? Ist vor allem sinnvoll bei Innenläufern, weil die Magnete sicher im Eisen gehalten sind.
Zu unterschiedlichen Strömen im Motor und der Umrichterversorgung: Das ist auch bei unseren einfachen BLDC-betriebenen Motoren so. Aber es muss immer einhergehen mit unterschiedlichen treibenden Spannungen, analog Trafo.

[Peter51]

Einfach 'mal IPM Motor googeln. pdf gleich vorne an. Bei unseren E-Rollern wundere ich mich über die hohen Anlaufströme von 100...160A Batteriestrom bei 1 Zehntel 1 Fünftel Drehzahl.

[MEroller]

Ja, das sind Motoren mit "vergrabenen" Magneten, in die Rotor-Blechpakete eingeschobene Permanentmagnete. Macht besonders Sinn bei Innenläufern, weil man dort bei außen am Rotor angeklebten Magneten die im Zweifelsfall sogar mit Kevlar- oder Kohlefaserbandagen am Abflug hindern muss.
Das Vergraben ist bei unseren Außenläufer Radnabenantrieben eigentlich schon fast per Design unnötig, weil die Magnete von innen am Gehäuse/Felge kleben, die den Abflug nach außen verhindern.
Leider hat das Vergraben bei Innenläufern auch Nachteile: Z.B. kann man sie nur schwerlich am Umfang auf der Rotorbreite Schräg/versetzt anordnen, um einen kontinuierlicheren, gleichmäßigeren Drehmomentverlauf zu erreichen. Und man kann nicht so viel Magnetmaterial im Rotor unterbringen, weil es weiter innen angeordnet sein muss.

Zu den Anfahrstömen: da wollen wir ja nicht Drehzahl, sondern Drehmoment, Kraft, um die Fuhre in Schwung zu bringen. Und von nix kommt nix.

Heute z.B. holte ich mein E-Pferdchen aus der Garage, die etwa auf Kellerniveau liegt. Um mich nicht unnötig abzumühen, die 140kg die Einfahrt hochzustemmen nahm ich mir den Motor zu Hilfe. Schon 2A reichten dem Motor, um den Roller da knarzend hochzuschieben. Geht also auch sachte. Aber wenn ich dann draufsitze und an einer 22% Steigung anfahren muss, oder ich einfach in der Ebene Spaß haben will, dann schicke ich die 100A im Stillstand rein, um mit ca. 180Nm am Hinterrad zügig loszukommen. Ich kann aber auch mit nur 20A Anfahren (in der Ebene), dann wird es auch schneller, aber halt sehr viel sachter. Und am Berg rolle ich mit 20A bald Rückwärts, statt anzufahren.

Bei Drehzahl bremst die Gegeninduktion der PMs in den Motorspulen den Spulenstrom automatisch ein, das geht den meisten elektrischen Maschinen so, und der nutzbare Vortrieb hat dann schnell ein Ende. D.h. bei Drehzahl nimmt das Drehmoment und somit auch die Nutzleistung bis auf 0 ab. Nichts geht mehr rein (außer ein kleines Störmchen zum Reibung überwinden), nichts kommt mehr raus.