Sprinter 60: Kelly Controller

[rr-1701]

Hallo,
ich überlege, einen Sprinter 60 probeweise mit einem Kelly-Controller auszustatten.
Kennt sich jemand damit aus?
Es geht mir um die echten 45km/h und Rekuperation.

Welchen Controller nehm ich am besten?

Danke und Grüße
Robert

[rollmops]

Bei den Ampere Angaben gibt Kelly immer 1 Minute Current(Amp) an. Man sollte aber immer einen Controller mit der Continuous Current(Amp) wählen.
Die 50A Variante wäre eventuell schon knapp KBL48101. Besser wäre der KBL48151.

[rr-1701]

Danke!
Jetzt habe ich im gelesen, dass die Kellys beim Anfahren den Motor via Rechtecksteuerung anfahren, nicht Sinus.
Auch ist der Anfahrstrom wohl nicht einstellbar, Ausnahme wohl über Boostschalter.
Kann man den Boost einstellen? Bergauf nur mit Boost wäre wohl nicht die ideale Lösung.

Kennt jemand Controller, die mit Sinussteuerung arbeiten und bis 72V arbeiten?

[MEroller]

Kelly steuern immmer mit Rechteck an, nicht nur beim Anfahren. Nur wird das besser gedämpft, wenn die Motoren bei höhren Drehzahlen hüufiger kommutiert werden müssen.
Sevcon Gen4 machen sich wohl mehr Mühe, sich einer sinusähnlichen kommutierung anzunähern und gibt es auch für 72V, aber sie sind teurer als vergleichbare Kellys und können nicht mit dem Laptop konfiguriert werden, sondern brauchen dazu ein Zusatzgerät, das auch gekauft werden müsste. Dann wären die aber recht frei konfigurierbar, wenn man weiß, was man tut.
Passend wäre hier der G8018 (aber nur 75A Dauer) oder der G8035 mit 140A Dauer (bzw. für 60 Minuten

[rr-1701]

@MeRoller
Ich habe mal nach dem Sevcon geguckt. Ist das richtig, dass diese Controller nur AC machen? Bzw. nur bis
max. 48V ?
Oder habe ich was übersehen?

Und nochmal zum Kelly:
a) Wenn ich beim Anfahren die Boost-Funktion nutze, überwinde ich damit die Anfahrts-Schwäche?
b) Wenn ich beim Sprinter bremse, wird der Motor "abgeschaltet". Wenn ich direkt wieder watt gebe,
nimmt er sich eine Gedenksekunde und kommt erst dann in Fahrt. Geht das beim Kelly besser?

[MEroller]

Ah, jetzt können wir mal richtig "dirty talk" in Sachen Elektromotoren machen
Das, was landläufig FALSCH als BLDC-Motor, "Bürstenloser Gleichstrommotor", bezeichnet wird, ist in Wahrheit ein "permanenterregter Synchronmotor", und zwar ein Wechselstrom-Motor. Von daher benennt Sevcon hier diese Maschinen korrekt mit "PMAC synchronous motors", "Permanent Magnet Alternating Current synchronous motors". Woher das durcheinander?

Elektromagnetisch etwas in Drehung versetzen geht nur mit einem umlaufenden Wechselfeld, egal wie man die jeweilige Maschinen-Ausführung nennt. Für die Motoren, die mit Gleichstrom gespeist werden bedeutet dies die Notwendigkeit eines Umrichters, also eines Geräts, das den Gleichstrom in einen Wechselstrom umwandelt, der den Motor dann zum drehen animieren kann.
Im Falle von gebürsteten "Gleichstrom"-Motoren gibt es den mechanischen Wechselrichter aus Bürsten (meist fest) und Kommutator (dreht sich meistens zusammen mit Anker und Spulen). An den Bürsten liegt Gleichspannung an, die genau im richtigen Moment auf die richtigen Kommutatorplatten gelangt, um den gerade notwendigen Strom in den richtigen Spulen in Bewegung zu setzen, so dass sich wechselseitig Nord-Nord und Süd-Süd-Pole abstoßen und Nord-Süd-Pole anziehen. Wenn sich nun die solchermaßen magnetisierten Ankerpole an den passenden Permanentmagneten vorbeibewegt haben würden sie dort stehen bleiben und in trauter Nord-Süd-Polung verharren. Da hat sich aber auch der Kommutator schon weiterbewegt und es kommen die nächsten Platten mit den entsprechenden Spulen in den Genuss von Strom, und das Spiel beginnt von neuem. So wird der Gleichstrom im Kreis herumgereicht zu Wechselstrom in den Ankerspulen, die synchron zu den jeweilgen Magnetpositionen mit der richtigen Polung Strom erhalten und die passenden Magnetfelder im Anker erzeugen. Deshalb nennt man solche Motoren Synchronmaschinen.
Was in bzw. vor den Hinterrädern unserer elektrischen Lieblinge heutzutage eingebaut ist was ganz ähnliches, nur dass normalerweise die Spulen fest sind und die Permanentmagnete drumherumkreisen. Und sie haben keinen mechanischen Wechselrichter (Kommutator) mehr an Bord, sondern benötigen einen elektronischen. Deshalb nennt man sie (zu recht) "bürstenlos". Der Wechselrichter ist meist integriert in einem Steuergerät mit etwas "Intelligenz" drin. Um die Spulen des Motors zur richtigen Zeit mit der richtigen Polung einen Strom zukommen zu lassen muss aber der Wechselrichter immer genau wissen, WO sich die Permanentmagnete im Verhältnis zu den Spulen befinden. Dazu sind meist drei Hallsensoren (berührungslose Magnetschalter) im Motor montiert, die ihren aktuellen Zustand "an" oder "aus" an den Wechselrichter ausgeben. Der weiß dann, welche Spulen gerade wie rum Strom brauchen, um einen Schritt weiterzukommen. In der Beziehung sind unsere permanenterregten bürstenlosen Synchronmotoren ganz eng verwandt mit Schrittmotoren, die in Zeiger-Quarzuhren oder elektomechanischen Tachos und Drehzahlmessern zum Einsatz kommen. Nur dass dort mit gleichen Magnet- und Polpaarzahlen gearbeitet wird und Schrittmotoren üblicherweise keine Positionsrückmeldung geben. Das Steuergerät nimmt einfach an, dass der Schrittmotor nach einer Zeit X seinen Schritt ausgeführt hat und bestromt dann die nächsten Spulen.
Da wir aber fahren wollen mit den Dingern und nicht wie ein Sekundenzeiger in kleinen Rucken vorwärtskommen wollen sind unserer Antriebe mit unterschiedlichen Magnet- und Polpaarzahlen ausgerüstet und melden brav die jeweilige Lage an den Wechselrichter, der den Gleichstom in passenden Portionen mit der richtigen Polung genau zur richtigen Zeit in die Statorspulen schickt, so dass ein wanderndes elektormagnetisches Feld um den Stator herum entsteht (also ein Wechselfeld) und synchron dazu die Permanentmagnete mit sich zieht und drückt. Deshalb also ist tatsächlich ein AC-Controller nötig für unsere Synchronmotoren. Wichtig ist dabei aber, dass er für Synchronmotoren mit Permanentmagneten geeignet sein muss.

Auf der o.g. Seite von Sevcon sind auch Links zu den verschiedenen Gen4 Controllern, und die gibt es für bis zu 80/116V, nicht nur 48V.

Zu Kelly:
a.) ja, angeblich wirkt sich die Boostfuntkion auf den gesamten Drehzalbereich des Motors aus. Ich kann es aber aus eigener Erfahrung noch nicht bestätigen. Ich nehme aber stark an, dass auch mit Boost eine gewisse Anfahrstrombegrenzung wirksam bleibt, wenn auch auf höherem Niveau.
b.) Mittels passendem Adapterkabel und Software von Kelly kann auch die Verzögerung zwischen "Bremslichtschalter wieder aus" und "Strom an" eingestellt werden. Das sollte unter 0,5 Sekunden sein, um nicht mehr aufzufallen. Gerade wenn man da an der Programmierung bastelt ist der Not-Aus durch den Bremslichtschalter eine wichtige Sicherheitsfuntkion...

[rr-1701]

Danke für den nötigen Grundkurs in Physik, der war wohl nötig. Deswegen gibt es auch die drei Leitungen mit großem Querschnitt in Richtung Motor,
ähnlich dem "Drehstrom" bei 400V ?
Ich finde nur komisch, dass Hersteller A seine Produkte als DC-Controller bezeichnet, Sevcon aber von AC-Controllern spricht.
Es gibt ja auch AC-Motoren (ich plane für die nächsten Jahre einen älteren Kleinwagen als Hobby umzurüsten), klar braucht
man da einen Wechselrichter. Dafür gibt es ja auch AC-Controller.

Verwirrend, das ganze.

[MEroller]

Ja, bei Sternschaltung (alle drei Spulen sind an einem Punkt verbunden und nur deren anderes Ende guckt raus) gucken drei dicke Kabel raus, in manchen Fällen gibt es den Sternpunkt als viertes Kabel, und wenn es ganz toll werden soll könnten auch alle 6 Spulenenden rausgucken. Das böte dann maximale Flexibilität bei der Ansteuerung.
Der Unterschied zwischen Wechselrichtern für Synchron- (unsere "BLDC's") und für Asynchronmaschinen besteht vor allem darin, dass Asynchronmotoren keine Lagerückmeldung des Rotor nach außen geben müssen. Der Wechselrichter dreht einfach sein Ding, sprich das Magnetische Feld im Motor, und der (z.B. Kurzschluss-) Läufer guckt, wo er bleibt: Je mehr Schlupf da herrscht, desto höher das Drehmoment. Wenn sich Läufer und Drehfeld gleich schnell drehen kommt keine Antriebsleistung mehr raus.
Hauptvorteil der Asynchronmotoren sind die fehlenden Permanentmagnete, d.h. sie sind wesentlich preiswerter herstellbar als gute Permanenterregte Synchronmotoren.
Die Sevcon Gen4 AC-Controller können wohl beide Motortypen betreiben, das macht sie universeller einsetzbar.

[rr-1701]

@MeRoller
Kennst Du Dich ein wenig mit der Programmierung des Kelly aus? Oder ist die Anleitung gut genug?
Es geht wenigstens um die Grundeinstellungen..

[MEroller]

Ich denke, die Kelly Anleitung ist schon ganz gut. Wenn es ein KBL-Controller ist wäre hier die Online-Anleitung:
http://kellycontroller.com/KBLHelp.php
Wenn es ein KEB ist:
http://kellycontroller.com/KEBhelp.php
Es gibt halt ein paar grundsätzliche Einstellungen, die erst mal stimmen müssen, sonst geht's schief. Dies betrifft vor allem die Polzahl des Motors auf Step 3 sowie die Hallsensoranordnung in Step 2. Auch sollte man sich sehr sorgfältig herantasten und nie bei laufendem Motor programmieren wollen. Bitte vorher genau die Anleitung studieren und verstehen, ebenso die pdf-Doku.
Da es Dir um einen 45er geht wäre auch mit dem Motor Top speed oben in Step 3 sorgsam vorzugehen, um unnötigen Ärger mit unseren Freunden und Helfern aus dem Weg zu gehen.
Bezüglich den drei Modi Speed, Balanced und Torque kann ich nur anmerken, dass bei mir zumindest Balanced besser zieht als Torque. Es ist nicht alles logisch benannt in der Programmiersoftware...

Also, immer schön mit der Ruhe vorgehen und nach der ersten Grundeinstellung nur eine Sache auf einmal optimieren, sonst wird es schnell unübersichtlich und nicht mehr nachvollziehbar, was da so passiert. Und wenn Du eine passende Einstellung gefunden hast auf jeden Fall Screenshots von Step 1 bis 5 machen und abspeichern zur Referenz. Das hier ist kein Spielzeug, daher ist größte Sorgfalt angeraten!