CFW Bremseinstellungen - Bremsen verbraucht Energie statt zu rekuparieren

[Speeed]

Cool, now we are talking! Das nenne ich mal kreativ. Genau so kommen wir weiter!

Es funktioniert also grundsätzlich!

Aber jetzt komme ich wieder und sage: ja prima, aber wir wollen zurückgewinnen!

Du hast den Motor mit einem zweiten Motor angetrieben und die Spannung von 41.14 auf 41.2V hochgebracht, also definitiv geladen.

Interessant wäre den zweiten Roller vor Versuchsbeginn einmal auf max. Leerlaufgeschwindigkeit zu testen und dann mit 10 Km/h darunter anzutreiben.

Wenn dann noch geladen wird, gibt es etwas, was ich absolut (noch) nicht verstanden habe, und womit sich in den professionellen Lehrvideos (und da gibt es auch viele von Texas Instruments etc.) niemand beschäftigt hat.

Auf jeden Fall vielen Dank für Deine Aktion. Ich mag sowas. Deshalb teile ich auch immer gern "meine bescheidenen Erkenntnisse", damit es jemand anders dann eventuell leichter hat, gleich zum Ziel zu kommen.

Edit: ich war wieder zu schnell, im Prinzip hast Du das ja schon gemacht. Ich geh nachher mal google anwerfen.

 

[ajon]

Scheint als ob ich garnicht so falsch lag:

hier geht es erstmal um einen nicht näher definierten dc motor, aber es ist anschaulich dargestellt:

Um Links zu sehen, melde dich bitte an

Zusammenfassung: Motor kurzschließen, dann fließt der strom "rückwärts" und baut ein magnetfeld auf, dann motor normal anschließen und solange die induktivität der wicklungen "weiter drückt" fließt der strom weiter "rückwärts" in den akku. dann den motor wieder trennen (bzw kurzschließen) bevor die batteriespannung den strom wieder vorwärts laufen lässt.


hier ist eine interessante sichtweise:

Um Links zu sehen, melde dich bitte an

durch einen tiefpass filter betrachtet begrenzen wir durch PWM die "effektive" spannung die der motor sieht. und wenn der motor eine höhere spannung als dieser "geglätte" wert generiert, fließt der strom auch zurück richtung batterie.

das würde natürlich ohne induktives verhalten, nur mit schaltern und kondensatoren nicht funktionieren weil die spannung am "ausgang" hinterm pwm ansteigt bis der motor nicht mehr generieren kann, aber spulen haben ja gerade die eigenheit das ihnen die spannung egal ist , aber der fließende strom "träge" ist und sich nicht sofort anpasst.

so funktioneirt das also (wahrscheinlich)

 

[ajon]

Interessant wäre den zweiten Roller vor Versuchsbeginn einmal auf max. Leerlaufgeschwindigkeit zu testen und dann mit 10 Km/h darunter anzutreiben.

das verstehe ich nicht ganz. leerlaufgeschwindigkeit von welchem motor?

die roller waren beide voll geladen (>41V) und haben aufgebockt eine Leerlauf "Drehzahl" von 39 (g30d + 2nd gen) bzw 32 (m365) kmh. natürlich nur auf Privatgelände , versteht sich.

mit 13 kmh war ich also weit unter der hälfte irgendeiner Maximaldrehzahl.

Nachtrag:

verlinkt aus den "related questions" der ersten Antwort:

A motor driven by an H-bridge is also a boost converter. Here's an H-bridge

Um Links zu sehen, melde dich bitte an

Wie kann ein motor die Betriebsspannung anheben obwohl er auf eine Maximaldrehzahl begrenzt ist die der Betriebsspannung entspricht?
Ein Motor der von einer (voll)Brücke getrieben wird ist gleichzeitig ein aufwärts Schaltregler. (durch die inhärente Induktivität der Windungen)

wir haben jetzt statt einem motor mit einer vollbrücke drei Phasen an jeweils einer Halbbrücke , aber dann ergeben je 2 Phasen eine doppelte Induktivität zwischen einer Vollbrücke, macht die Ansteuerung nur komplizierter aber nicht unmöglich

 

[Speeed]

mit 13 kmh war ich also weit unter der hälfte irgendeiner maximaldrehzahl

Ja, hab ich dann auch gesehen, als ich gemerkt habe, dass das Bild ein Clip ist

Post automatically merged: 19 Oktober 2020

so funktioneirt das also (wahrscheinlich)

Mist, ich muss jetzt was anderes machen. Aber grundsätzlich sieht das mega interessant aus.

Genau sowas habe ich bisher irgendwie nicht gefunden. Danke!

Post automatically merged: 19 Oktober 2020

Ah, jetzt ja, eine Insel! Ich habe es verstanden, und weiß endlich wie es funktioniert. Im Prinzip war ich auf dem richtigen Weg. Es fehlte nur ein wichtiges Detail bei meinen Überlegungen.

Wenn man, wie in dem ersten

Um Links zu sehen, melde dich bitte an

alles auf eine Phase mit high- and low-FET reduziert, ist es leicht zu verstehen.

PWM ist dabei das Zauberwort!

Um Links zu sehen, melde dich bitte an

When a motor is being driven by PWM, the inductance of the motor (L1) works like a flywheel, averaging the voltage you apply to the motor. It's as if you had a real flywheel, and spun it by striking it with a hammer repeatedly. So in this example our supply voltage is 10V. If our PWM duty cycle is 80%, we are effectively driving the motor with 8V (80%⋅10𝑉=8𝑉).

Um es einfach zu machen: wir reden von efektiver Spannung über den Duty Cycle der PWM erzeugt.

Der Motor erreicht also bildlich gesprochen mit gepulstem Gleichstrom niemals seine max. Drehzahl.

Er nähert sich nur an!

Umgekehrt kann deshalb das induzierte Magnetfeld im Generatorbetrieb auch bei niedrigen Drehzahlen genug Spannung induzieren und für das regenerative Bremsen benutzt werden.

Das macht das Bremsen natürlich recht "gefährlich" oder besser anspruchsvoll, wenn so ein einfach aufgebauter Regler das wieder per PWM mit der richtigen Ladespannung als Ergebnis erreichen möchte.

Klar, dass es Magic Smoke gibt, wenn das Timing nicht 100% passt.

Wieder was dazu gelernt.

 

[Speeed]

Falls es jemand nicht verstanden hat, weil ich da keinen Roman schreiben möchte und auch keine Bilder malen möchte:

Ich war bei meinen Überlegungen über die Physik rangegangen.

Meine Theorie war: was bei einem direktgetriebenen Motor reingeht, muss auch nach dem Energieerhaltungssatz 1:1 wieder rauszuholen sein (jetzt mal den Wirkungsgrad draussen vor gelassen).

Es war auch richtig mit der Überlegung von der Eingangsspannung zur Ausgangsspannung in Abhängigkeit mit der Drehzahl weiter zu denken.

"Gepatzt", (wenn man es so nennen möchte) habe ich, weil ich die Möglichkeit der PWM "übersehen" hatte, über den Duty Cycle mit einer "effektiven Spannung" zu arbeiten.

Das ist im Prinzip genau die Funktionsweise eines Stepup Wandlers, den ich ja "vermisst" hatte.

Ich kann also mit einem angepasstem bzw. "optimiertem" Duty Cycle beim Rückgewinnen für eine höhere effektive Spannung sorgen und damit auch bei niedrigen Drehzahlen rekuperieren und für die richtige Ladespannung sorgen.

Zumindestens hilft das bei der Fehlersuche, wenn es um geplatzte FETs beim Bremsen mit vollem Akku geht.

Ich vermute, dass es dabei nicht um die Tatsache des vollen Akkus geht, sondern sich der Regler "verrennt".

Die Energie muss ja irgendwo hin und wir haben bekannterweise ja drei Möglichkeiten: Wärme produzieren, Gegensteuern (aktiv mit Motorkraft bremsen) oder Laden.

Laden fällt flach, weil entweder das BMS abschaltet oder es der Regler es schlauerweise über seine Programmierung nicht zulässt (oder zulassen sollte!).

Keine Ahnung, ob da dann zwischen zwei Möglichkeiten hin und her geschaltet wird.

Kann auch sein, dass einfach nur das BMS wegschaltet und damit innerhalb des gerade gewähltem Duty Cycles die Spannung wegen des offenem Stromkreises "explodiert" und die FETs killt.

Das Problem ist ja sicher nicht neu, und gilt für alle akkugetriebenen BLDC Motoren.

Also muss sich in den Tiefen des Internets eine Lösung finden lassen.

 

[ajon]

Die Energie muss ja irgendwo hin und wir haben bekannterweise ja drei Möglichkeiten: Wärme produzieren, Gegensteuern (aktiv mit Motorkraft bremsen) oder Laden.

Laden fällt flach, weil entweder das BMS abschaltet oder es der Regler es schlauerweise über seine Programmierung nicht zulässt (oder zulassen sollte!).

Keine Ahnung, ob da dann zwischen zwei Möglichkeiten hin und her geschaltet wird.

Fast

Das (3port) BMS kann am AUSgang keinen reinkommenden Strom verhindern da die MOSFETs in "Rückrichtung" ja nur eine Diode sind . Aber über den seriellen Port sagt das BMS dem ESC "jetzt reicht's, genug ist genug" und dann weigert sich das ESC elektrisch zu bremsen, lässt also pwm aus.
Damit fällt laden weg.

Gegenstrom und kurzschließen würden beide die Hitze im Motor lassen (der keine Temperatursensoren hat) UND potentiell gefährliche Ströme produzieren, deswegen macht das ESC vermutlich keine von beidem und lässt die Fets aus, aka keine Bremswirkung.

Ohne pwm wird die Spannung erst problematisch wenn die generierte Motorspannung die Batteriespannung überschreitet, dann kommen die internen Dioden wieder zum Tragen und es wird geladen ohne das das ESC es verhindern kann, dafür müsstest aber schneller rollen als die Leerlauf Drehzahl. Also eher selten ein Problem.

Überspannung hat der Roller (ohne mods) also gut im Griff, Überstrom und hitzetod (der bei einem kurzen im MOSFETs such sehr kurzfristig Überstrom erzeugen würde) werden aber durch unsere ganzen cfw's sehr begünstigt.

 

[Speeed]

Spannend, danke, vielleicht kann ich da ja was beisteuern. Ich hab ja schon mal in meinem AWD Thread beschrieben, warum ich kein BMS verwende und eine eventuelle Überlastung per Schmelzsicherung regele.

Klar fängt das nicht alle Zustände ab: Voll geladen an einem Berg anzutreten und den dann runter bremsen ist wohl ungesund, es gibt keinen Schutz gegen Überladung.

Deshalb ist das nur bedingt zur Nachahmung empfohlen. Ist wohl jedem klar...

Aber ich habe dann trotzdem mit dem 13S6P Akku getestet.

Vorweg: Ich habe keine mechanische Bremse mehr am Roller!

Mir ist es auch nicht bei extremen Geheize oder bergabfahren mit geschätzt 98% Ladezustand gelungen, irgendwas zu zerstören.

Dabei habe ich bergab sowohl mehrmals in Folge von 40 auf 0 gebremst, als auch eine kontrollierte 200m "Dauerbremsung" gemacht.

Beide (!!!) Regler haben das mehrfach überlebt und die Bremswirkung ist wirklich heftig. Das Hinterrad kommt meist kurzzeitig hoch oder quietscht zumindest manchmal.

Einstellungen waren dabei 25A pro Motor, Russengas und Freilauf.

Mit den Einstellungen bin ich 300 Km bei viel Spaß gefahren (nein, eher mit digitalem Gas geheizt!).

Kaputt gemacht habe ich das alles dann im Stillstand als ich mir eine Jacke angezogen habe.

FETs sind heil, das zweite Dash und der Regler sind wahrscheinlich gestorben, als der erste Regler durch Timeout abgeschaltet hat. Es waren die Sensorleitungen von Gas, Bremse und Masse untereinander verbunden. Das muss irgendwie unschlau gewesen sein.

Ohne Schaltbild ist es schwer einzuschätzen, was man gerade tut.

 

[midede]

Überstrom und hitzetod (der bei einem kurzen im MOSFETs such sehr kurzfristig Überstrom erzeugen würde) werden aber durch unsere ganzen cfw's sehr begünstigt.

Kannst du das bitte näher erklären? Wie kann es zu so einem Überstrom kommen? Wie wird das durch CFW Einstellungen begünstigt? Welche Rolle spielt dabei Bremsen (und Art des Bremsens)?

 

[Speeed]

Wenn ein MosFET stirbt, dann mit einem dauerhaften Schluss zwischen Drain und Source. Also bezogen auf einen Regler wird dauerhaft eine Phase gegen Plus oder Masse gelegt.

Meist ist das ein Plus FET. Dann liegt halt Gleichstrom auf der zugehörigen Phase oder zusätzlich noch die Generatorleistung (kinetische Energie).

Kommt auf die Geschwindigkeit an, bei der das passiert.

Schlicht formuliert: So ein FET ist ein Schalter, wie ein Relais. Damit lassen sich schnell und nahezu verlustfrei hohe Leistungen durch Anlegen einer Schaltspannung an einen Schaltkontakt (Gate) schalten. Kaputt bleibt das Ding in der Stellung "on" hängen.

Dann wird irgendwas gegrillt. Häufig nur die Leiterbahnen im Regler.

Wir betreiben durch die CFWs billiges Chinazeugs oberhalb der Spezifikation, von der eigentlich keiner genau weiss, wo sie liegt...

 

[Speeed]

Ich weiß, ich übertreibe oft, vielleicht auch gerade jetzt, aber ich bin mit dem Thema noch nicht ganz durch.

Demnächst soll mein G30 mit 84V laufen, und da möchte ich vorher ganz genau wissen worauf ich mich einlasse.

Ich habe im Internet geforscht und festgestellt, dass auch andere meinem Gedankengang gefolgt sind und von sowas wie aktive Braking ausgegangen sind.

Konkret geht es um RC-Modellbau, aber Brushless DC ist Brushless DC!

Im

Um Links zu sehen, melde dich bitte an

hat jemand vor ein paar Tagen einfach zwei Motoren verbunden und Temperaturen und Last erfasst.

In den Kommentaren haben einige gesagt, es würde bei ihnen rekuperiert werden. Also kam dann Video zwei.

Im

Um Links zu sehen, melde dich bitte an

, ist die beim Bremsen entstehende Energie und ganz wichtig: der Wirkungsgrad gemessen worden.

Ich finde das extrem spannend, weil man erkennen kann, wie wenig Energie überhaupt zurück geht und wieviel dann wohl in Wärme verwandelt wird. Im konkreten Fall bis zu 84% (abzüglich der Verluste durch Reibung etc.)!

Gleichzeitig ändert sich dieser Wirkungsgrad in Abhängigkeit zur Bremswirkung.

Die Spannung bleibt ziemlich konstant, also keine wilden Spikes, wie man es erwarten würde.

Jetzt kommt ihr, und sollt erklären, warum beim G30 das Bremsen mit vollem Akku die FETs killen kann.

Mein Favorit ist immer noch das BMS als Ursache.

Also es bleibt spannend. - Naja, finde ich jedenfalls...