Tech-Frage Wechsel von 1960 zu BLDC für Rasenmäher

[Emanreztuneb]

Hallo zusammen,

Ich heisse Thomas und "mähe" im schönen Bayern.

Ich hoffe meine Fragen sind nicht zu dämlich oder dämlich gestellt.
Aber je länger ich Google, um so mehr verlaufe ich mich im Wald.

Also... ich habe meinem Rasenmäher das "laufen" bei gebracht. Bilder im Anhang.
Panzersteuerung mit zwei Bürstenmotoren.
Der ist mit seinen grob 12km/h schon sauber zu schnell. Aber beim "drehen" happert es.
Dabei handelt es sich schon um eine Kettenübersetzung von 10:22 und dann weiter zu 1:12
Schnecken.

Jetzt würde ich gerne auf BLDC umsteigen. Allerdings werde ich aus den ESCs nicht schlau.
Und mit Daten wird auch ziemlich gespart...

Bei manchen 6355ern bis 6374ern stehen Drehmomente mit dabei, was aber eher sehr selten ist.
Und bei den ESCs verzweifle ich komplett...

- Können die IMMER Vor und Rück oder muss es direkt ein CAR-ESC sein?
- Kann ich einen 6SLi an zwei Bleiakkus hängen? Die Akkus hätten theoretisch 2V zu viel.
- Wieso sind manche so klein und andere mit Kühlkörper, haben aber gleiche Angaben?
- Wie nah muss ein Motor an seiner max. Spannung sein um wirklich Leistung zu bringen?

Ich komme aus der CNC Fräsenwelt...
Ein 3kw Servo hat da 10kg 50Nm und zerhächselt eine Kuh in unter 20Sekunden.
(So werden die Drehzahlkennlinien auf der 3-5 seitigen Doku erstellt habe! ... habe ich gehört)
Darum ist es für mich sehr sehr schwer ein Gefühl für "faustgroße" 3K zu bekommen...
Vorallem (meistens) komplett ohne irgendwelche Angaben.

Ich hätte mir zum test jetzt mal folgendes raus gesucht:
2x https://hobbyking.com/de_de/turnigy-aerodrive-sk3-6374-192kv-brushless-outrunner-motor.html
2x https://hobbyking.com/de_de/turnigy-plush-100a-w-ubec-speed-controller.html

Da komme ich zumindest mit der Spannung hin.

 

[geheim5000]

Tolles Projekt, ich kann dir da nicht direkt helfen.

Aber der @Franz kann die bestimmt weiterhelfen.

 

[Emanreztuneb]

Hi und dankeschön!

Naja, mit bisschen roten Augen habe ich schon mehr raus gefunden.
Scheinbar kann man die BECs mit BLHeli auf Bidirectional flashen
Lese mich da gerade etwas ein.

Direkt Leute ansprechen hebe ich mir für ganz zum Schluss auf.
Soll ja jeder selber entscheiden können, ob er von mir gestört werden will

 

[Cartman]

Irgendwie kommt mir dein Projekt bekannt vor. Oder ich hab sowas ähnliches schon mal gesehen.

Zu deinen Fragen:
ESCs können nicht grundsätzlich vor- und rückwärts fahren. ESCs für Autos haben auch nicht alle einen Rückwärtsgang. Aber wichtig ist, dass sie eine Bremse haben und verhindern, dass aus Vollgas direkt die Richtung umgekehrt werden kann. Das soll Beschädigungen am Antrieb verhindern. Sowohl die Mechanik als auch die Elektronik können von einem zu schnellen Richtungswechsel Schaden nehmen.

Mit der Akkufrage bin ich vorsichtig. Parallelschaltung würde ich schon mal nicht machen, weil die Akkutypen zu verschieden sind (sowohl Spannung als auch C-Rate). Aber mit sowas wie Ausgleichsstrom usw. kenne ich mich nicht aus. Ich befürchte aber, dass die Bleiakkus einem stromhungrigem BL Setup nicht gewachsen sind.

Die Angaben bei den ESCs sind leider oft sehr unterschiedlich, werden aber nicht vollständig aufgeführt. Je nach verwendeten Bauteilen sind die ESCs aber tatsächlich sehr unterschiedlich groß. Für Copter gibt es teilweise extrem kleine ESCs, die den großen ESCs in nichts nachstehen. Große Kühlkörper findet man aber häufig dort, wo eine schlechte Kühlung zu erwarten ist oder häufig hohe Spitzenströme gegeben sind. Bei Autos ist das der Fall, wenn sie anfahren, stark beschleunigen oder bremsen.

Wenn ein brushless Motor für 22v ausgelegt ist, dann bedeutet das erstmal nur, dass er mit 22v seinen optimalen Wirkungsgrad erreicht. Weichst du von der Spannung ab, dann wird die angegebene max. Leistung wieder interessant. Egal welche Spannung, du darfst die max. Leistung nicht überschreiten (P = U x I; P = Leistung in Watt, U = Spannung in Volt, I = Strom in Ampere). Da die Leistungsangabe auch meist die Eingangsleistung darstellt, weißt du ohne den Wirkungsgrad auch nicht welche Ausgangsleistung der Motor hat.

 

[Deleted member 13]

Nun Tach auch

Panzersteuerung hört sich gut an , hoffentlich PWM Signal .
Der gewählte Regler kann mit bis zu 6S arbeiten 22,2V und hat mit Bleiakku
eigentlich keine Probleme .
Ja der Regler stellt über BEC nur Versorgerspannung bereit für Funkempfänger und Servos .
Das BEC hat mit Motorspeisung nix am Hut .

Gruß Franz

 

[Deleted member 13]

Nun Tach auch

Sollte es beim Schneckenantrieb bleiben Bremse unnötig .
Graupner Regler Brushless Control haben Automodus und Roxxy Regler der 9er Serie ebenso .


Gruß Franz

 

[AllRadler]

Bei Lipo-Akkus ist noch zu beachten, dass die Spannung pro Zelle von 4,2V (geladen) auf minimal 3,65V (leer) schwankt.
Das macht bei 6 Zellen dann rund 3V Unterschied.

Ein 100A Regler könnte bei einem 80A Motor etwas knapp sein. Ich habe gute Erfahrungen mit Hobbywing Reglern. Dieser nur als Beispiel, der hat KEINEN Rückwärtsgang.
Bei einem BEC mit 10A Dauerleistung ist auch ein starkes Servo kein Problem (bei Helis auch wichtig).
Der Einsatz von Hochvolt (HV) Servos bis 8V ist ebenso möglich. Diese Spannung können auch die meisten Empfänger ab.

Der Xerun XR8 PLUS wäre besser. BEC 7,4V/15A

 

[Deleted member 13]

Nun Tach auch

Servo wird doch gar nicht benötigt , seine Antriebsmotoren müssten Servomaten gewesen sein .

Gruß Franz

 

[AllRadler]

Ok. Dann ohne Servo

Noch was zum Regler:
Die günstigen Regler wie der ausgewählte von HK sind nur für Fluganwendung geeignet. Regler muss nur über 50% arbeiten und bekommt Kühlung durch den/die Propeller.

Für den Räasenmäher muss es was aus dem Auto-Bereich sein, denn die regeln perfekt von 0-100% und haben Lüfter verbaut.
Und die Einstellbarkeit ist auch besser.

 

[Deleted member 13]

Nun Tach auch

Die Maschine ist doch kein Basher , normalerweise reichen 750 Watt zu um 75 kg in 1 sek 1 m senkrecht gegen die Gravitation zu bewegen entspricht gut 3,6 kmh . Erst in dieser Konstellation wird die höchste Energie Menge benötigt .


Gruß Franz

 

[Emanreztuneb]

Hallo zusammen und vielen Dank für die ganzen Antworten!

Regler:
Also von dem Regler den ich gefunden habe, könnte man die Firmware auf Car betrieb verändern. Aber ich denke auch, dass die Kühlung bei Schrittgeschwindigkeit nicht reichen wird.
Also Kühlkörper + Equipment zum Patchen usw... Da kann ich mir wohl gleich was für um die 150 holen.

Motor:
Die kleinen Dingerchen entwickeln ja ihre Leistung über die Drehzahl. Dann ist für den induktiven Wiederstand auch mehr der Wicklungswechsel als das PWM Signal verantwortlich. Also "reinere" Gleichspannung durch weniger Taktung pro Zyklus.

Bessert mich bitte aus, wenn ich falsch liege:
Bei niedrigen Drehzahlen überwiegt der Durchmesser der Stomaufnahme.
Aus meiner Praxis hat ein 1kw Torquemotor das 10-30 Fache Drehmoment eines 1kw Servos.
Bei gleicher Stromaufnahme.
Aber er kann das Drehmoment nicht über sein Drehzahlband halten.

Aus dem Gedankengang heraus bin ich auch zu den 63xx Motoren gekommen.
Ich hätte gerne 5Nm +
Die 2700Watt sind eigentlich totaler Overkill.
Damit würde der Mäher mit 2 Motoren an die 100km/h Grenze kommen.
Aber mit kleineren Motoren komme ich nicht auf das Drehmoment.

Wie Franz schon mit den 750W beschrieben hat.
Wären die schon krass.
Ich muss das alles einfach immer anfassen und Testen um ein Gefühl dafür zu bekommen.

Grüße und ein schönes Wochenende!

 

[Deleted member 13]

Nun Tach auch

Nun da Du aus der CNC Sparte kommst sollte Nm , Watt in Relation zur Drehzahl geläufig sein .
Läuft ab wie die Hebelgesetze Weg Zeit und Kraftverhältnis .

Outrunner haben konstruktiv einen großen Durchmesser und viele Töppe (Magneten) , nicht jeder Carregler kommt damit zurecht .
Bei den meisten ist nach max 6 Pol Magneten Schluss wären dann die
Innrunner .

PWM Signal ist zum Steuern der Regler zuständig nicht für das 3 Phasefeuer
welches den Motor antreibt .


Gruß Franz

 

[Emanreztuneb]

Auch Tach

...jop und Energie durch Schwung usw usw.

Das PWM "Gespräch" zwischen Regler und Empfänger meinte ich nicht.
Sondern die Bestromung der Wicklungen.
Die muss ja getacktet sein oder?
Sonst hätte man im Worst Case; also bei 50% Last, 1,5 Kw die der Regler verheizen muss.
(Spannungsteiler-Regelung)

Ein Servoregler oder Umrichter erledigt das per PWM. Darum auch die Elkos am Ausgang zum "Gerade ziehen"
Oder werden die Wicklungen immer voll bestromt? Ne oder?

Ach ich brauche eine 230V Wechselspannungsbatterie

Grüße

Tom

 

[Deleted member 13]

Nun Tach auch

Die Spanne reicht von 8 kHz (mau) über 16 kHz (gut) bis auf 32 kHz .

Gruß Franz

 

[Emanreztuneb]

Aber jetzt bin ich voll abgeschweift.

Grundsätzlich... Für meine Hohe Drehmomentanforderung für niedrige Drehzahlen werde ich an den Dicken 63xx Motoren nicht vorbei kommen oder?

Grüße

Tom

 

[Deleted member 13]

Nun Tach auch

Och da braucht man sich nicht hinten rumfassen , die Getriebeuntersetzung haste schon .
Radgröße liegt die bei knapp 25 cm ?


Gruß Franz

 

[Deleted member 13]

Nun Tach auch

Oder die andere Frage wie lange ist denn die Maschine mit Bleiakku unterwegs und Amperestunden der Akkus ?


Gruß Franz

 

[Emanreztuneb]

Also...
Mit den Aktuellen DC-Motoren läuft die Kiste Ca. 45min. Dann bin ich runter auf 23-24 Volt.
Dabei ist er aber beim Wenden annährend im Kurzschluss. Also 20A je Seite und Spannungseinbruch auf 15V.

Die Batterien haben (oder hatten neu) 11Ah.

Der Xerun ist mit 6s angegeben.
Verträgt der dann die 27v max. Von Bleiakkus?
BEC ist egal. Hab eine seperate 5V Versorgung mit drin.

Grüße
Tom

 

[Deleted member 13]

Nun Tach auch

Da stehen Dir nominal 264 Watt zur Verfügung , entweder 24 V 11 Stunden 1 Amp , oder 1 Stunde lang 11 Amp .
Wenn der 45 min fahren kann seins nur 15 Amp die fließen bis alle ist gesamt .

Ein 6S Lipo bringt voll 25,2 V .
Es können auch 2 3S in Reihe geschaltet werden .
Vorteil höhere Energiedichte und bei weitem nicht so schwer als Bleiakku .
Bleiakku einzeln ab 4S Regler das geht .

Gruß Franz

 

[Emanreztuneb]

Hm...

Ich hab hier noch 150 Stück 18650er Zellen rum liegen. (Laptop verschrottungsaktion)
Da sind bestimmt noch 90% gut. Mich scheut nur das Laden....
Und das Parallelschalten....
Aber scheinbar gibts nicht viel Probleme. Die E-Zigarettendampfer packen die Dinger auch
einfach immer parallell in ihre Träger. Scheiß egal, ob da mal 0,5V unterschied sind oder nicht.


Der Lastbereich ist einfach mein riesen Problem...

Hab grad noch mal geschaut:
Gerade aus fahren = 2-4 Ampere je nach "Gelände"
Bordsteinkante hoch klettern = 4-6 Ampere
Auf der Stelle drehen = 40 A

Hilf mir mal bitte schnell beim Denken....

Wie war das, wenn man Motoren mit zu wenig Spannung betreibt bzw die Spannung ein bricht?
Das gibt doch eine Kettenreaktion.
Sie packen ihre Last nicht - gehen in Richtung Ohmsche Verbraucher - Strom wird noch mehr - Spannung bricht noch weiter ein.

Bei Drehstrommotoren wäre das so. Da hat man aber auch ein Sattelmoment, was DCs nicht haben.

Dann wären einfach meine Akkus scheiße.
ODER ich brauche Stärkere Motoren, die sich von haus aus leichter tun.
Brauchen dann vielleicht sogar noch weniger Strom weil sie nicht an der Lastgrenze sind und die Spannung bricht nicht ein.