RP ✔️ Wie funktioniert Field Weakening?

[CaptainJack]

Seit der SHU 2.2.1 / SHFW 0.3.1 gibt es das Feature "Field Weakening". Funktionsprinzip und Wirkungsweise der Parameter für Field Weakening sind in der Anleitung hier kurz und knapp beschrieben. Wie vermutlich viele von Euch hat mich interessiert, was dahinter steckt, d.h. wie die Field Weakening Parameter wirken. Inzwischen glaube ich, dass ich es (zumindest oberflächlich) halbwegs verstanden habe, dank einiger essentieller Hinweise von Paulederbaus - vielen Dank dafür!

Die Sache ist tatsächlich ganz schön kompliziert; ich versuche, die Zusammenhänge so verständlich wie möglich zu beschreiben, auch anhand zweier Diagramme, die die Zusammenhänge verdeutlichen sollen. Jede Änderung in den Parametern verändert allerdings die Kurven in den Diagrammen, insofern diese bitte nur als Prinzipbilder verstehen...

Funktionsprinzip Field Weakening (FW)​

Die Drehung des Motors erzeugt ein elektrisches Feld, das der Bewegung entgegen wirkt. Beim Field Weakening wird ein entgegengesetztes Feld erzeugt, so dass dieser Widerstand reduziert wird (irgendwie so ähnlich wie bei Noise Cancellation Kopfhörern). Field Weakening ermöglicht also höhere Höchstgeschwindigkeiten, was allerdings zulasten der Effizienz (Wärmeentwicklung) und des Drehmoments des Rollers geht.

Die Kurven in den folgenden Diagrammen basieren auf folgenden Einstellungen (diese sind als Beispiel zu verstehen, nicht als Empfehlung):

Parameter	Wert	Bemerkung
Max DPC current [A] (peak)	28	maximaler Wert aus der Gaskurve
Max DPC current [A] (eff)	19,8	Effektivwert = Peak Wert * Wurzel(2)
BMS Limit I_lim [A]	25	Harte Begrenzung durch Serien-BMS
Start speed [km/h]	22	FW Parameter in SHU: Geschwindigkeit bei der FW einsetzt
Initial current IC [A]	2	FW Parameter in SHU: Strom beim Einsetzen von FW
Variable current VC [mA/(km/h)]	1200	FW Parameter in SHU: Anstieg des Stroms über der Geschwindigkeit oberhalb der Einsetzgeschwindigkeit

Mit Field Weakening gibt es 2 Stromanteile im komplexen Raum:
- Strom für das Drehmoment Iq (Wirkstrom, Realteil)
- Strom für Field Weakening / "Flux current" Id (Blindstrom, Imaginärteil)

Diagramm 1: Strombedarf​

• Blau: Der Strombedarf für Field Weakening folgt einer Geraden mit dem Achsenabschnitt Initial Current (IC) bei der Start Speed, und mit der Steigung = Variable Current (VC), also
  
  Id_Bedarf = 0 wenn Geschwindigkeit ≤ Start_Speed
  Id_Bedarf = IC + VC / 1000 * (Geschwindigkeit - Start_Speed) wenn Geschwindigkeit > Start_Speed
  
  
• Rot: Der Strombedarf für das Drehmoment ist der maximale Wert aus der DPC Gaskurve multipliziert mit WURZEL(2):
  
  Iq_Bedarf = 28.000mA * 1,41 = 19,8A

Der gesamte Strombedarf, also die Summe aus beiden Werten, übersteigt bei zunehmender Geschwindigkeit irgendwann den tatsächlich möglichen Maximalstrom, den die Hardwarekomponenten noch bereitstellen können. Dieser liegt beim G30D2 ohne Modifikationen der Hardware bei 25A (vereinfachte Darstellung, tatsächlich hängen die Ströme auch noch von der Spannung für beide Stromkomponenten ab.)

Deshalb werden in der Firmware die Ströme so weit reduziert, dass die Formel WURZEL(Iq_Bedarf² + Id_Bedarf²) wieder den hardwareseitig möglichen Maximalstrom 25A ergibt, d.h. beide Stromanteile werden "gleichberechtigt" um einen Faktor f reduziert:

f = 25A / WURZEL(Iq_Bedarf^2 + Id_Bedarf^2)

Der Faktor f nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit ab. Es gilt f ≤ 1 (d.h. f wird wird auf 1 begrenzt → falls die Formel einen Wert >1 ergibt, dann bleibt f = 1).

Nun kann man die Ströme in einem Diagramm visualisieren.

Diagramm 2: Strom-Management und maximale Geschwindigkeit​

Dargestellt sind 4 Kurven:

• Blau: Maximal möglicher Strom für Field Weakening Id = f * Id_Bedarf
  
  
• Rot: Verbleibende Stromreserve für Drehmoment Iq = f * Iq_Bedarf
  
  
• Grün: Maximal möglicher Gesamtstrom
  • Der kurvige Abschnitt ergibt sich zu Iges = WURZEL(Iq_Bedarf^2 + Id_Bedarf^2)
  • Rechts davon begrenzt das Serien-BMS hart auf 25A
  • Links davon begrenzt die die DPC Gaskurve
• Lila: Fahrwiderstandskennlinie
  Dieser Strom wird auf ebene Strecke benötigt, um die Geschwindigkeit konstant zu halten. Die Werte habe ich experimentell ermittelt und mittels quadratischer Regression angenähert. Sie gelten für meinen Roller mit 4,5bar Reifendruck, mein Gewicht, meist ebene Strecke und wenig Wind aus unterschiedlichen Richtungen . Ich vermute, dass diese Werte wenig hardwareabhängig sind. Die größten Einflussfaktoren dürften der Luftwiderstand (Körpergröße, Kleidung) und der Rollwiderstand (Reifendruck, Untergrund) sein.

Die maximale Geschwindigkeit kann nun aus dem Diagramm abgelesen werden: Auf gerader Fahrbahn entspricht sie dem Schnittpunkt zwischen der roten und der lila Linie (gelber Punkt), in diesem Beispiel 42km/h. Bergab oder bei Rückenwind verschiebt sich die Fahrwiderstandskurve nach unten und der Schnittpunkt wandert nach rechts, bergauf und bei Gegenwind anders herum.

Je größer die Werte für IC und VC sind, desto mehr Strom wird für Field Weakening benötigt und "fehlt" für den Vortrieb.

Fazit​

Es gilt also, für sich eine Einstellung zu finden, die einen bestmöglichen Kompromiss zwischen Maximalgeschwindigkeit und Beschleunigung, sowie zwischen Energieeffizienz (wenig Wärmeentwicklung, Dauerfestigkeit der Komponenten auch auf längeren Strecken) und Leistung darstellt. Die "eierlegende Wollmilchsau" gibt es dabei leider nicht.

In meinen Messreihen habe ich persönlich die besten & ausgewogensten Ergebnisse mit eher konservativen Werten erzielt. Insofern würde ich die hier geposteten Einstellungen von FMJ als Startpunkt empfehlen.

Grüße aus dem wilden Süden

P.S.: Hinweis v.a. an die Männer unter Euch: Denkt dran - Helm auf, wenn Ihr nicht für den Darwin Award kandidieren wollt

 

[HansPeter203]

Sehr tolle (bildliche) Beschreibung der Zusammenhänge und des Funktionsprinzips!

Ich fände es noch interessant im Vergleich die Kurven ohne Field Weakening zu sehen. In diesem Fall wäre dem Fahrwiderstand ja die Komponente der gegensätzlichen Kraft durch das elektrische Feld hinzuzurechnen. Die Lila Kurve (Iq_fw) steigt also steiler an, dafür stehen aber der volle Strom für das Drehmoment länger zur Verfügung (Iq bleibt konstant). Würde es nicht ausreichen das Field Weakening erst dann einzuschalten, wenn Iq_fw = Iq ist (bspw. ermittelt über die "Gas"-Stellung und die aktuelle Beschleunigung)?

An die Physiker hier im Forum aus Interesse: Steigt die Kraft des durch die Rotation des Motors erzeugten elektrischen Feldes linear mit der Rotationsgeschwindigkeit? Ich frage nur, weil die Kurve im ersten Diagramm das ja gewissermaßen impliziert.

 

[Gerhard]

Danke für den tollen Post, pin ich dir mit den üblichen RP-Tag.

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rollerplausch.com

Vielen Dank

 

[CaptainJack]

Ich fände es noch interessant im Vergleich die Kurven ohne Field Weakening zu sehen. In diesem Fall wäre dem Fahrwiderstand ja die Komponente der gegensätzlichen Kraft durch das elektrische Feld hinzuzurechnen. Die Lila Kurve (Iq_fw) steigt also steiler an, dafür stehen aber der volle Strom für das Drehmoment länger zur Verfügung (Iq bleibt konstant).

In der vorliegenden Simulation gehe ich vereinfachend davon aus, dass der Motor einen Wirkungsgrad von 100% hat, d.h. der gesamte Strom in Drehmoment umgesetzt wird. "Die Komponente der gegensätzlichen Kraft durch das elektrische Feld" ist also in der roten Kurve nicht berücksichtigt. In der Realität ist das natürlich nicht so. Um dies zu berücksichtigen, bräuchte man das Motordiagramm, welches man auf einem Prüfstand ermitteln könnte, das habe ich aber nicht.

Die Fahrwiderstandskennlinie beinhaltet diese Komponente allerdings, denn sie ist ja real gemessen (und dann approximiert):

D.h. die lila Kurve ist schon korrekt, abgesehen von der Messtoleranz und dem Approximationsfehler.

Würde es nicht ausreichen das Field Weakening erst dann einzuschalten, wenn Iq_fw = Iq ist (bspw. ermittelt über die "Gas"-Stellung und die aktuelle Beschleunigung)?

Aus meiner Sicht prinzipiell JA, aber nur, wenn Iq die reale Motorcharakteristik abbilden würde.

 

[GeoBot]

@ CaptainJack
Ich habe mir mal erlaubt deine gute und detaillierte Erklärung im SHFW-Tut zu verlinken.
Hoffentlich ist das für dich okay, ansonsten nehme ich den Link wieder raus.

 

[llllll]

mich würd mal eine materialschonende aber dennoch effektive FW einstellung interessieren

 

[FMJ]

mich würd mal eine materialschonende aber dennoch effektive FW einstellung interessieren

Lies ab hier mit, da ist deine Frage bereits beantwortet.

https://rollerplausch.com/threads/shfw-anleitung-2023-scooterhacking-utility.3753/page-146

 

[FMJ]

Seit der SHU 2.2.1 / SHFW 0.3.1 gibt es das Feature "Field Weakening". Funktionsprinzip und Wirkungsweise der Parameter für Field Weakening sind in der Anleitung hier kurz und knapp beschrieben. Wie vermutlich viele von Euch hat mich interessiert, was dahinter steckt, d.h. wie die Field Weakening Parameter wirken. Inzwischen glaube ich, dass ich es (zumindest oberflächlich) halbwegs verstanden habe, dank einiger essentieller Hinweise von Paulederbaus - vielen Dank dafür!

Die Sache ist tatsächlich ganz schön kompliziert; ich versuche, die Zusammenhänge so verständlich wie möglich zu beschreiben, auch anhand zweier Diagramme, die die Zusammenhänge verdeutlichen sollen. Jede Änderung in den Parametern verändert allerdings die Kurven in den Diagrammen, insofern diese bitte nur als Prinzipbilder verstehen...

Funktionsprinzip Field Weakening (FW)​

Die Drehung des Motors erzeugt ein elektrisches Feld, das der Bewegung entgegen wirkt. Beim Field Weakening wird ein entgegengesetztes Feld erzeugt, so dass dieser Widerstand reduziert wird (irgendwie so ähnlich wie bei Noise Cancellation Kopfhörern). Field Weakening ermöglicht also höhere Höchstgeschwindigkeiten, was allerdings zulasten der Effizienz (Wärmeentwicklung) und des Drehmoments des Rollers geht.

Die Kurven in den folgenden Diagrammen basieren auf folgenden Einstellungen (diese sind als Beispiel zu verstehen, nicht als Empfehlung):

Parameter	Wert	Bemerkung
Max DPC current [A] (peak)	28	maximaler Wert aus der Gaskurve
Max DPC current [A] (eff)	19,8	Effektivwert = Peak Wert * Wurzel(2)
BMS Limit I_lim [A]	25	Harte Begrenzung durch Serien-BMS
Start speed [km/h]	22	FW Parameter in SHU: Geschwindigkeit bei der FW einsetzt
Initial current IC [A]	2	FW Parameter in SHU: Strom beim Einsetzen von FW
Variable current VC [mA/(km/h)]	1200	FW Parameter in SHU: Anstieg des Stroms über der Geschwindigkeit oberhalb der Einsetzgeschwindigkeit

Mit Field Weakening gibt es 2 Stromanteile im komplexen Raum:
- Strom für das Drehmoment Iq (Wirkstrom, Realteil)
- Strom für Field Weakening / "Flux current" Id (Blindstrom, Imaginärteil)

Diagramm 1: Strombedarf​

Anhang anzeigen 50862

• Blau: Der Strombedarf für Field Weakening folgt einer Geraden mit dem Achsenabschnitt Initial Current (IC) bei der Start Speed, und mit der Steigung = Variable Current (VC), also
  
  Id_Bedarf = IC + VC / 1000 * Geschwindigkeit
  
  
• Rot: Der Strombedarf für das Drehmoment ist der maximale Wert aus der DPC Gaskurve multipliziert mit WURZEL(2):
  
  Iq_Bedarf = 28.000mA * 1,41 = 19,8A

Der gesamte Strombedarf, also die Summe aus beiden Werten, übersteigt bei zunehmender Geschwindigkeit irgendwann den tatsächlich möglichen Maximalstrom, den die Hardwarekomponenten noch bereitstellen können. Dieser liegt beim G30D2 ohne Modifikationen der Hardware bei 25A (vereinfachte Darstellung, tatsächlich hängen die Ströme auch noch von der Spannung für beide Stromkomponenten ab.)

Deshalb werden in der Firmware die Ströme so weit reduziert, dass die Formel WURZEL(Iq_Bedarf² + Id_Bedarf²) wieder den hardwareseitig möglichen Maximalstrom 25A ergibt, d.h. beide Stromanteile werden "gleichberechtigt" um einen Faktor f reduziert:

f = 25A / WURZEL(Iq_Bedarf^2 + Id_Bedarf^2)

Es ist f ≤ 1 (über der Geschwindigkeit nicht konstant, nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit ab)

Nun kann man die Ströme in einem Diagramm visualisieren.

Diagramm 2: Strom-Management und maximale Geschwindigkeit​

Anhang anzeigen 50864​

Dargestellt sind 4 Kurven:

• Blau: Maximal möglicher Strom für Field Weakening Id = f * Id_Bedarf
  
  
• Rot: Verbleibende Stromreserve für Drehmoment Iq = f * Iq_Bedarf
  
  
• Grün: Maximal möglicher Gesamtstrom
  • Der kurvige Abschnitt ergibt sich zu Iges = WURZEL(Iq_Bedarf^2 + Id_Bedarf^2)
  • Rechts davon begrenzt das Serien-BMS hart auf 25A
  • Links davon begrenzt die die DPC Gaskurve
• Lila: Fahrwiderstandskennlinie
  Dieser Strom wird auf ebene Strecke benötigt, um die Geschwindigkeit konstant zu halten. Die Werte habe ich experimentell ermittelt und mittels quadratischer Regression angenähert. Sie gelten für meinen Roller mit 4,5bar Reifendruck, mein Gewicht, meist ebene Strecke und wenig Wind aus unterschiedlichen Richtungen . Ich vermute, dass diese Werte wenig hardwareabhängig sind. Die größten Einflussfaktoren dürften der Luftwiderstand (Körpergröße, Kleidung) und der Rollwiderstand (Reifendruck, Untergrund) sein.

Die maximale Geschwindigkeit kann nun aus dem Diagramm abgelesen werden: Auf gerader Fahrbahn entspricht sie dem Schnittpunkt zwischen der roten und der lila Linie (gelber Punkt), in diesem Beispiel 42km/h. Bergab oder bei Rückenwind verschiebt sich die Fahrwiderstandskurve nach unten und der Schnittpunkt wandert nach rechts, bergauf und bei Gegenwind anders herum.

Je größer die Werte für IC und VC sind, desto mehr Strom wird für Field Weakening benötigt und "fehlt" für den Vortrieb.

Fazit​

Es gilt also, für sich eine Einstellung zu finden, die einen bestmöglichen Kompromiss zwischen Maximalgeschwindigkeit und Beschleunigung, sowie zwischen Energieeffizienz (wenig Wärmeentwicklung, Dauerfestigkeit der Komponenten auch auf längeren Strecken) und Leistung darstellt. Die "eierlegende Wollmilchsau" gibt es dabei leider nicht.

In meinen Messreihen habe ich persönlich die besten & ausgewogensten Ergebnisse mit eher konservativen Werten erzielt. Insofern würde ich die hier geposteten Einstellungen von FMJ als Startpunkt empfehlen.

Grüße aus dem wilden Süden

P.S.: Hinweis v.a. an die Männer unter Euch: Denkt dran - Helm auf, wenn Ihr nicht für den Darwin Award kandidieren wollt

Nach dem Diagramm 2 liegt der Sweet Spot für die Effizienz des Systems also bei 33 km/h.

Das Drehmoment nimmt ab diesem Punkt ab.
Die Höchststrommenge kann nicht mehr gesteigert werden.
Der maximal mögliche Strom für das Field Weakening erleidet ebenfalls einen Knick.

33 km/h werden bereits bei IC 1A und VC 1000 mA erreicht (100% Akku, G30 gen1 Motor).
Wem kurzfristiger Max Speed nicht so wichtig ist, wohl der bestmögliche Kompromiss.

Höhere Geschwindigkeiten können zwar erreicht werden aber auf (übermäßige) Kosten von Beschleunigung, Drehmoment, Energieeffizienz und Dauerfestigkeit.

 

[Blackbird76]

33 km/h werden bereits bei IC 1A und VC 1000 mA erreicht (100% Akku, G30 gen1 Motor).
Wem kurzfristiger Max Speed nicht so wichtig ist, wohl der bestmögliche Kompromiss.

Na, dann hab ich ja zufällig alles richtig gemacht. https://rollerplausch.com/threads/shfw-anleitung-2023-scooterhacking-utility.3753/post-103541

 

[eslanger]

Eine Methode ist den Verbrauch zu beobachten, zu dokumentieren und dies mit früher (heisst vor FW) auf "einer einem gut bekannten" Strecke zu vergleichen.
Damit sind alle möglichen Rechenfehler und auch alle Änderungen wie veränderte Wirkungsgrade und sonstigen Verlusten
(inkl. der des Roll und Luftwiderstand während den Abschnitten mit erhöhten Geschwindigkeiten), die man in Summe kaum genau berechnen könnte, raus.

Eine "solche" Strecke ergibt bei mir erneut, heute wieder (inzwischen sechs mal in Folge mit FW, mit zwei G30D II, anteilig der immer gleichen Abschnitte, die 42 bis 46 km/h hergeben)
bei hin und zurück (gesamt 16,2 km) zwischen 5 und 7 % mehr an Verbrauch als zuvor.

Bei diesem Beispiel war jedesmal (bei beiden G30D II komplett, auch alle weiteren Einstellungen identisch) DPC max 30 A, FW Start 24 km/h, FW IC 2 A, VC 1600 mA

Das zeigt, dass die Ströme langfristig, "über die ganze Strecke gemittelt", selbst durch die Abschnitte, die mit 42-46 km/h gefahren wurden
(das muss man ja auch berücksichtigen/anerkennen, dass diese vorher nur mit 29-30 gefahren wurden)
nicht so exorbitant, wie theoretisch zu befürchten gewesen wäre, gestiegen sein können.

 

[llllll]

bis letzte Woche durchsuchte ich verzweifelt das internet, weil mein g30 mit shfw nur 28 kmh fuhr und mit cfw 30. bis ich auf FW gekommen bin. bin mit 27 A + 5 A FW auf 40 kmh gekommen, das ist schon heftig, es ginge mehr, der akku bedankt sich jetzt schon, aber Lebensmüde bin ich ja auch nicht. Danke komischerweise rennt mein E 25 37kmh im leerlauf und 32 aufer strasse ohne fw

 

[Paulederbaus]

Nach dem Diagramm 2 liegt der Sweet Spot für die Effizienz des Systems also bei 33 km/h.

Das Drehmoment nimmt ab diesem Punkt ab.
Die Höchststrommenge kann nicht mehr gesteigert werden.
Der maximal mögliche Strom für das Field Weakening erleidet ebenfalls einen Knick.

33 km/h werden bereits bei IC 1A und VC 1000 mA erreicht (100% Akku, G30 gen1 Motor).
Wem kurzfristiger Max Speed nicht so wichtig ist, wohl der bestmögliche Kompromiss.

Höhere Geschwindigkeiten können zwar erreicht werden aber auf (übermäßige) Kosten von Beschleunigung, Drehmoment, Energieeffizienz und Dauerfestigkeit.

Das größte Drehmoment wird bei diesen Motoren bei 0A Field weakening erreicht. Das hat mit dem physischen Aufbau des Motors zu tun.

 

[FMJ]

Das größte Drehmoment wird bei diesen Motoren bei 0A Field weakening erreicht. Das hat mit dem physischen Aufbau des Motors zu tun.

Das ist wohl wahr!
Darum ist es sinnvoll den Start des FW eher in einem Geschwindigkeitsbereich einsetzen zu lassen die er zumindest bei mittlerem Akkustand in der Ebene noch hält. Fällt die Geschwindigkeit wegen einer Steigung, sagen wir auf 20 km/h sollte das FW abschalten (also 0A) und mir dadurch mehr Drehmoment freigeben.
Diese Abschaltgrenze ist durchaus von den persönlichen Fahrstrecken aber auch vom Fahrergewicht abhängig und muß individuell eingestellt werden.

Nach nun ausgiebigem Testen hat sich für meine Bedürfnisse und Streckencharakteristik eine Einschaltgeschwindigkeit für das FW bei 23 km/h als ideal herausgestellt, bei IC 1A und VC 1000 mA.

Damit habe ich in der Ebene ein Vmax von 35 km/h bei Akku 100-85%, 33 km/h bei Akku 85-60%, 28 km/h hält er noch bei bei 50%. Die 23 km/h läuft er in der Ebene noch lange.
Danach ist Drehmoment wichtiger und FW sollte ausschalten.

Ich habe höhere FW Einstellungen probiert (IC & VC >1A). Mehr wie stark ansteigender Akkuverbrauch, abnehmendes Drehmoment und nur kurzfristige Höchstgeschwindigkeit von über 40 km/h kommen dabei nicht heraus.
Der G30 ist nebenbei erwähnt für 35, 40 km/h und darüber ohnehin völlig ungeeignet.

 

[eslanger]

Bei schlechten Strassen und je nach Verkehrslage, geb ich dir recht. Auf der Strasse inmitten fahrender Autos, Kreuzungen etc. würd ich das niemals tun.
Aber 40 (auch 44-46) sind auf glatt asphaltierten Wegen, die man kennt, abseits vom Verkehr
(sprich, vor allem saubere Asphalt-Feldwege, wenn man in der Pampa quasi alleine ist) mit dem G30 II sehr schön fahrbar.
Auf solchen Strecken bin ich auch schon des öfteren mit ca. 40 bis 44 km/h 5, 6 km ohne Unterbrechung am Stück gefahren.
Anfangs wesentlich kürzere Stücke mit wiederholter Messung der Motor-Temp. bis sich so langsam herausstellte, dass meine Werte da keine nennenswerten Erhöhungen ergaben.

 

[Toni]

Sind deine Settings für den US Motor oder den D Motor?

 

[eslanger]

Wen meinst du damit ?
Falls mich; 2 x G30D II, beide mit ori Gen.1 Motor

 

[binderbösebursche]

Hallo ich werf hier einfach auch mal meinen Hut in den Ring, Elektrotechnik Studium ist noch nicht so lange her und ich muss mir ja die Zeitvertreiben bis endlich mein ST Link geliefert wird^^

Was jz kommt darf und soll absolut korrigiert/gechallenged werden falls ich etwas nicht bedacht habe - ich maße mir keine Unfehlbarkeit an :

Die graphiken sind alle korrekt und generell ist FW auch nicht falsch erklärt aber es fehlt mir doch die wichtigste Komponente:

Der eigentlich Grund warum FW notwendig ist, ist die Statorspannung. Die wird ja aus der Gleichspannung aus der Batterie gewonnen und hat somit ebenfalls natürlich ein Maximum. Die Statorspannung setzt sich nun aus folgenden komponenten zusammen: Ein Anteil proportional zur drehmomentgebenden iq kompononte (Ulq), ein ("unnötiger") Anteil proportional zur id komponente (Uld) und der induzierten Spannung proportional zur Drehzahl (Back EMF ~ Upm). Ab einer gewissen Drehzahl bei angenommenem konstanten Iq Strom ist der Betrag der Statorspannung(Us) wegen der mit der Drehzahl steigenden induzierten Spannung gleich dem vorher angesprochenem Maximum und die Drehzahl kann so nicht weiter erhöht werden. Deshalb wird eben wie richtig erklärt eine negative id komponente eingeprägt die eine spannung erzeugt die der Back EMF entgegen wirkt, und somit die statorspannung reduziert und somit eine weitere Erhöhung der Drehzahl ermöglicht. Im bild ist ein zugehöriges Raumzeigerdiagramm dargestellt, falls wer was damit anfangen kann.

Zusammenfassung wäre also dass man mit zunehmender Drehzahl irgendwann ins Spannungsmaximum läuft und bei Feldschwächung mit einer Stromkomponente - die eine Spannung in die entgegengesetzte Richtung erzeugt - dagegenwirkt. (Die Erklärung mit verringertem Widerstand bei FW hab ich so noch nie gehört lass mich aber sehr sehr gern belehren!!).
Was ist also praktisch mitzunehmen an meiner These? Durch die verringerte Widerstandserklärung wird suggeriert dass FW Sinn macht bevor man ins Spannungsmaximum einläuft was denke ich falsch ist und bestenfalls nur zu einerVerringerung der effizienz führt, schlechtestenfalls sogar zu einer unnötigen Verringerung des Drehmoments, weil man das ja damit untergräbt. Wenn meine Erklärung stimmt, bzw ich nicht irgendwas essentielles vergessen habe, macht FW nur Sinn wenn man ins Spannungsmaximum eingelaufen ist. Somit würde ich zu einem sehr späten Start des FW raten (1-2 kmh unter maximum speed ohne FW) und dafür evtl einem etwas höheren IC. Das sollte die Effizienz steigern und zu einem höheren Drehmoment bei hohen geschwindigkeiten (80-90% von maximum speed ohne FW) führen. Ich werde von meinen persönlichen Erfahrungen berichten sobald ich meinen Scooter flashen kann und freu mich über einen Bericht falls meine These wer ausprobieren will! Danke für eure super Arbeit!

 

[eslanger]

...Somit würde ich zu einem sehr späten Start des FW raten (1-2 kmh unter maximum speed ohne FW)...

Das stimmt soweit auch mit meinen gemachten Tests/Erfahrungen überein.

Das einzige Problem bei FW Start, stur über die Geschwindigkeit ist, dass der einstellte Grenzwert mit fallender Spannung des Akku unterschritten würde,
dann z.B. die Einstellung "ab" 28 km/h (wenn der G30 mit vollem Akku 29-30 schafft),
mit fallender Akkuspannung (beispielsweise unter 60% Akkustand) nur noch z.B. 27 oder 26 km/h schafft, dieser Wert nicht mehr erreicht würde.

Man müsste diesen Wert während der Fahrt, der fallenden Spannung des Akku folgend senken, was unterwegs schlecht praktikabel ist,
ober eben gleich auf z.B. 25 km/h setzen, was wiederum die Effizienz bei vollen Akku mindert.

Es müsste ein anderes Kriterium für den Beginn von FW geben, z.B. per Messung der aktuellen Back EMF,
oder per einstellbarer Kurve, proportional zur sinkenden Akkuspannung (oder aus dem auslesbaren Prozentwert interpoliert).

 

[binderbösebursche]

stimmt - das entscheidende ist halt dass man eglt nie FW haben will wenn man nicht im spannunsgmaximum ist... sollten nicht die momentanen batteriespannungen leicht zur Verfügung stehn? dann wär Vstart eine einfache Funktion f(Vbat,Imax)
Evtl sollte man irgendwas in die Richtung in diese FW erklärung mitnehmen - denke schon dass einige glauben dass FW auch einen boost davor liefert...

 

[eslanger]

... sollten nicht die momentanen batteriespannungen leicht zur Verfügung stehn? dann wär Vstart eine einfache Funktion f(Vbat,Imax)
...

Weiss nicht ob am µP im Motorcontroller ein A/D Eingang dafür, für die Eingangsspannung spendiert/freigehalten wurde ?
Sollte eigentlich. Wenn nicht evtl. über den Bus vom BMS ?
Da einige Android Tools die Bat Spannung auslesen können, müsste es möglich sein das die SHU Firmware dies auch könnte.
Ja, wäre gut, wenn man das bei SHU, quasi als einstellbare Differenz VBat - x zum ansteuern von FW aufgreifen würde.