Akkuzellüberwachung

  • 1. Je höher die Frequenz deso höher der Blindwiderstand (XL) im Motor?
    2. Die Peaks fallen deutlich kleiner aus. Die Schwankungen sind nicht so groß. (Wie Gizmo sagte Mosfets mögen keine Rückströme)
    3. Tunrns = Anzahl der Windungen (Induktivität)?

    Ihr Spamt meinen Theat doch nicht zu. Ich helft mir doch!

    Erfahrungen sind was sehr nützliches, leider macht man sie erst kurz nachdem man sie gebraucht hätte...

    Einmal editiert, zuletzt von Krümmel (10. Januar 2012 um 16:08)

  • 1. Hätte jetzt gesagt, das die Stromspitzen bei der hohen Frequenz nicht so argh hoch sind und die Verluste so geringer sind.

    2. Siehe 1. und vlt. weil der Strom konstanter ist nicht so stark schwankt. (Hat das nicht vlt. sogar geringere Störungen zur Folge?)

    3. Hab leider keine Ahnung von "Turns" bei Motoren. ;)


    Danke für deine Veranschaulichung! Dafür liebe ich LT Spice! :) (arbeite ich momentan auch wieder verstärkt mit)

  • Störungen entstehen bei nidrigen und hohen Frequenzen. Jeh höher das magnetische Feld ist deso größer ist die Störung. Der Frequenzbereich ist nur ein anderer.

    Erfahrungen sind was sehr nützliches, leider macht man sie erst kurz nachdem man sie gebraucht hätte...

  • Das ist mir klar ;)

    Ich meine ja wegen den höheren Strömen/Stromänderungen. Um so höher der Strom, der durch die Leitung fließt, umso größer ist ja sein magnetisches Feld wenn ich mich nicht irre.

    • Offizieller Beitrag

    Solche Rätsel finde ich höchst genial... Ich geb mal noch ne Anregung zu (1) mit in die Runde... Obs stimmt? Wer kann das schon sagen...? :rolleyes:

    (1) Bei 10kHz hat man wesentlich mehr Schaltverluste, aber aufgrund der kleineren Stromamplitude fällt weniger Leistung über RDSon im leitenden Zustand ab als bei 1kHz. Damit ist in dem Fall bei 10kHz die Verlustleistung im FET INSGESAMT betrachtet geringer.

    (@UW: Ist die MBRB2545CT drin um den Graph zu schönen? Das Ersatzschaltbild eines Motors beinhaltet meines Wissens keine Diode in irgendeiner Form... 8))

    • Offizieller Beitrag

    eieiei... da habe ich ja anscheinend in ein wespennest gestochen.... *grins*
    aber ok, wenns mike nicht stört können wir die gedankenspiele ja noch ein wenig weiterführen
    (es scheint ja wirklich interesse zu bestehen...)

    @giz: ich mag solche rätsel auch... regt zum selber nachdenken an und ist meiner meinung nach förderlicher und bleibt länger im gedächtnis als eine vorgekaute lösung...
    (*räusper* ausserdem kann ich dann mal wieder etwas klugschei**en... *FG*)

    eine bitte an giz und reiner: lest mein geschreibsel bitte mal gegen, mit einer so stark abstrahierten simulation (modell) bewegt man sich immer auf dünnem eis,
    die gefahr, dass ich ab und an mal unsinn schreibe ist hoch!

    folgendes, nachdem ich die antworten gelesen habe:

    den weiten begriff "störungen" lassen wir mal beiseite, um die geht es hier nicht (jedenfalls nicht primär)
    "spannungsspitzen" rechne ich jetzt mal nicht zu störungen, auf spannungsspitzen werden wir im weiteren noch kommen!

    ich würde ich die diskussion gerne in zwei teile aufteilen:
    1. Stromripple (in abhängigkeit der periodendauer der PWM) und dessen folgen
    2. FD(ist erstmal eine kryptische bezeichnung, was ich damit meine wird im weiteren diskussionsverlauf verständlich)

    fangen wir mit dem stromripple an

    @krümel:
    >> 1. Je höher die Frequenz deso höher der Blindwiderstand (XL) im Motor?
    Jo, aber hier uninteressant

    >>2. Die Peaks fallen deutlich kleiner aus. Die Schwankungen sind nicht so groß.
    offensichtlich, aber WARUM stören mich die hohen peaks? (die grösseren dreiecks-zacken bei 1kHz) der mittelwert des stroms bleibt doch gleich...

    >> (Wie Gizmo sagte Mosfets mögen keine Rückströme)
    gizmo meint was anderes... ich bin jetzt mal kleinlich und verstehe "rückstrom" als strom vom source zum drain:
    einem idealen FET ist es erstmal herzlich egal, in welche richtung der strom durch ihn fließt (wenn der FET LEITET)!
    welchen ganz wichtigen unterschied gibt es jedoch bei allen realen FET (z.B.BUZ11, IRF1405 usw.) zu einem idealen FET???
    (kommt zum tragen, wenn der reale FET SPERRT, dann kann ich immer noch einen strom vom source zum drain fließen lassen, warum geht das?
    der FET selber leitet ja nicht! diesen strom würde ich unter der bezeichnung "rückstrom" gelten lassen)

    >>3. Tunrns = Anzahl der Windungen (Induktivität)?
    jepp
    die induktivität des motors wird hauptsächlich bestimmt durch die Anzahl der windungen (turns) auf einem "rotor-zahn",
    der fläche die die windungen umschliessen und durch das "füllmaterial", bei einem motor das Blechpaket des rotors.
    nehmen wir mal einen motor in 540'er baugrösse. die gibt es als standard-ausführung und als tuning-motoren.
    die abmessungen der rotoren ("spulenfläche") und das blechmaterial sind bei beiden motortypen etwa gleich.
    die tuning-motoren haben meist deutlich stärkere magnete. die auswirkungen durch die stärkeren magnete vernachlässigen wir jetzt auch mal.
    die stärkeren magnete haben aber zur folge, dass ich bei einem tuning-motor mit nennspannung z.b 7.2V deutlich weniger windungen
    auf dem rotor brauche als bei einem vergleichbaren standard-typ gleicher nennspannung (beim tuning-typ ist der draht der wicklung deutlich dicker, da höhere ströme fliessen)
    hmpf... stark vereinfacht, aber ich hoffe ich liege noch sachlich richtig

    fakt ist: weniger turns bedeuten meist weniger induktivität!

    preisfrage 1:
    wass verursacht eine geringere induktivität???
    ->überlegt es euch für den stromverlauf, wie sieht der stromripple (also die dreiecksform) aus, wenn ich z.b. die induktivität des motors halbiere???

    Replikator:
    >>1. Hätte jetzt gesagt, das die Stromspitzen bei der hohen Frequenz nicht so argh hoch sind
    das ist offensichtlich
    >>und die Verluste so geringer sind.
    jepp.. aber WARUM sind die verluste bei kleinem stromripple geringer (lassen wir mal die schaltverluste weg)
    bau mal eine gleichung aus folgendem zusammen: verlustleistung P_V, RDSON des FET, strom I durch den FET
    mach das mal nur für eine "zacke" des hohen stromripples, also ein dreieck aus steigender und fallender flanke bei der 1kHz-pwm, also der zeitraum von 1ms
    dann überleg dir (die anderen bitte auch) wie die verlustleistung über den gleichen zeitraum von 1ms, also 10 perioden (zacken) der blauen kurve aussieht!

    zitat giz:
    >> (1) Bei 10kHz hat man wesentlich mehr Schaltverluste, aber aufgrund der kleineren Stromamplitude fällt weniger Leistung über RDSon im leitenden Zustand ab als bei 1kHz.
    jepp! nochmal die frage an "die anderen" WARUM ist das so? (siehe frage an replikator direkt hier drüber)

    >>Damit ist in dem Fall bei 10kHz die Verlustleistung im FET INSGESAMT betrachtet geringer.
    rischtisch.
    wobei ich mich mit der einfach-simulation hier wie gesagt auf dünnem eis bewege!
    meine aussage von oben, dass in beiden schaltungen die gleiche leistung im stillstehenden motor (modell aus L und R) umgesetzt wird stimmt so nämlich nicht!!! *grins*
    zur veranschaulichung der effekte schaltverluste/flankensteilheit und RDSON-Verluste/stromripple reicht die simulation aber.

    generell kann man zu den schaltverlusten sagen:
    langsame flanken -> höhere schaltverluste als schnelle flanken
    schnelle flanken -> höhere schaltverluste pro fester zeiteinheit, da sie häufiger auftreten, dafür sind die anteile einer einzelnen flanke an der gesamtverlustleistung dann geringer
    damit lassen wir jetzt erstmal die von der flankensteilheit und häufigleit der flanken abhängigen schaltverluste für die weitere diskussion ausser acht.
    (das kann man später gerne nochmal vertiefen (z.b. welchen sinn haben FET-Treiber, warum kann ich damit trotz höherer schaltfrequenz niedrigere verluste haben usw.))

    • Offizieller Beitrag

    so, teil 2 (der ominöse begriff "FD"):
    zitat von giz:
    >>@UW: Ist die MBRB2545CT drin um den Graph zu schönen? Das Ersatzschaltbild eines Motors beinhaltet meines Wissens keine Diode in irgendeiner Form...)
    D1 und D2 gehören natürlich nicht zum einfach-model der motoren aus M1/L1 bzw M2/L2
    (giz, isch liebe disch wegen deiner versteckten seitenhiebe *zwinker*)

    giz hat oben die wichtige formel: Ui(t) = - L * ( dI(t) / dt ) angegeben
    plattmäulig übersetze ich die jetzt mal folgendermaßen:

    "eine stromänderung delta_I, die während der zeiteinheit delta_t stattfindet, induziert eine spannung ui mit der höhe: induktivität (in Henry) mal stromänderung dividiert durch die zeiteinheit!

    nehmen wir mal folgendes an:
    ich schalte einen strom von 10A (unser motorstrom, wenn der FET leitet) in der zeit von 100ns(unsere flanke) ab (also auf 0A) und der motor habe die induktivität von 100µH(microHenry)
    wie hoch ist etwa die angenäherte (theoretisch) induzierte spannung? (pi mal daumen?)
    1V? 10V? 100V? 1000V? 10000V?

    die antwort auf diese frage erklärt, warum ich ZWINGEND die diode brauche!

    was bedeutet also die abkürzung FD? (das ist ein GANZ bekannter begriff in der elektrotechnik! vergisst man die FD, tuts dem transi weh...
    autsch, ich hab auch schon mal besser gereimt...

    in diesem zusammenhang:
    warum ist die kurvenform des stroms eigentlich dreieckförmig?
    wäre sie ohne die diode auch dreieckförmig????????

  • FD = Freilaufdiode.
    Ist bei allen schaltungen mit Halbleitern und Induktivitäten mehr als sinfoll.

    Hochspannung aus Kleinspannung. WOW Hätte nicht gedacht das der kleine Motor eine Spannung von 10kV erzeugen kann (hab ich mich vertippt?).


    offensichtlich, aber WARUM stören mich die hohen peaks? (die grösseren dreiecks-zacken bei 1kHz) der mittelwert des stroms bleibt doch gleich...


    Weil die Spannung am motor sich nicht so schnell abbaut?. Der Strom wird ja geringer deso die Spannung am Motor ist. Der Abschaltmoment. Bei der Höheren Frequenz bricht die Spannung nicht so weit ein. Demzufolge ist der Strom im Einschaltmoment kleiner und im Ausschaltmoment kleiner.

    Hoffe ich hab das jetzt so gerafft?

    Erfahrungen sind was sehr nützliches, leider macht man sie erst kurz nachdem man sie gebraucht hätte...

    Einmal editiert, zuletzt von Krümmel (10. Januar 2012 um 21:10)

    • Offizieller Beitrag
    Zitat

    (giz, isch liebe disch wegen deiner versteckten seitenhiebe *zwinker*)

    *lol* Tja, so bin ich irgendwie halt...

    Zitat

    eieiei... da habe ich ja anscheinend in ein wespennest gestochen.... *grins*
    aber ok, wenns mike nicht stört können wir die gedankenspiele ja noch ein wenig weiterführen
    (es scheint ja wirklich interesse zu bestehen...)

    Absolut, allerdings sollte ich mich wie IBF selbst etwas zurückhalten. Ist irgendwie unfair wenn ich den anderen mit meinem Vorwissen den Spaß verderbe...

    Zitat

    @giz: ich mag solche rätsel auch... regt zum selber nachdenken an und ist meiner meinung nach förderlicher und bleibt länger im gedächtnis als eine vorgekaute lösung...
    (*räusper* ausserdem kann ich dann mal wieder etwas klugschei**en... *FG*)

    Definitv, hat mich auch kurz zum nachdenken gebracht... So ein Quizzz sollten wir öfters machen... Die Jungen lernen dabei was und die Alten rosten nicht ein...

    Zitat

    eine bitte an giz und reiner: lest mein geschreibsel bitte mal gegen, mit einer so stark abstrahierten simulation (modell) bewegt man sich immer auf dünnem eis,
    die gefahr, dass ich ab und an mal unsinn schreibe ist hoch!

    Das machst du eigentlicvh recht gut. Wenn ichs nicht besser wüßte, dann würdest du dich gut als E-Technik Prof. eignen... :rolleyes:

    • Offizieller Beitrag
    Zitat

    Ist bei allen schaltungen mit Halbleitern und Induktivitäten mehr als sinfoll.

    Nun, wenn man etwas schützen will und eine geschaltete Induktivität im Spiel ist, dann ist das mehr als nur SINNVOLL, dann es NOTWENDIG.
    Apropos weils gerade dazu passt: Der Effekt kann auch durchaus absichtlich gewollt sein. Als Bsp.: Zündanlagen bei älteren oder günstigen Ottomotoren erzeugen so oder so ähnlich ihre Zündfunken...

  • Wenn ich die MOSFET Endstufe aufbaue werde ich die mit meinem Frequenzgenerator mal ansteuern und gucken welche Frequenz am besten ist. Aber erstmal brauche ich eine Last für 24V und knapp 30A. Am besten mit einer motornahen Induktivität.
    Hat jemand noch 24V Motoren mit 250 -350W?

    Erfahrungen sind was sehr nützliches, leider macht man sie erst kurz nachdem man sie gebraucht hätte...

  • Zitat

    jepp.. aber WARUM sind die verluste bei kleinem stromripple geringer (lassen wir mal die schaltverluste weg) bau mal eine gleichung aus folgendem zusammen: verlustleistung P_V, RDSON des FET, strom I durch den FET


    Die Verluste sind bei niedrigen Frequenzen höher, da die hohen Stromspitzen einen größeren Spannungsabfall am FET (RDSON) verursachen: P_V=U²/RDSON oder besser gleich P_V=I²xRDSON
    Das wollte ich mit meiner erste Antwort eig. sagen... ;)

    Wie man das jetzt berechnen/vergleichen soll, weiss ich aber nicht...


    Zu 1:

    Halbe Induktivität = halber XL = doppelter Strom?
    Die Dreiecksform wird noch ausgeprägter?


    Zu 2:

    Ich komme auch auf 10kV.
    Darum, überall wo eine Induktivität vorhanden ist muss auch ne FD hin!
    Hab ich auch schon schmerzlich "lernen" müssen ;)

  • Man,
    endlich mal was mich voll Interessiert, aber ich nicht mitschreiben kann, aber mind. die hälfte verstehe -.-'

    Vieleicht können die Elektro pros hier mal den "Elektronik für Anfänger" Thread weiter machen?

    Hab schon so oft gebittet. Sry das ich mich hier einmische, aber passt so gut.


    Achso, und ich schließe mich Krümmels Theorie an, das bei einer höheren Frequenz der Peak kleiner ist beim ein- und abschalten.

    Gruß Kai


    Edit: Woho, da ja durch die Induktivität Hochspannung erzeugt wird, ließe sich damit doch eine E-Zündung für zumbeispiel nen ant brenner bauen? Also wenn man noch den Rotor durch ein Spule in die Induktiviert? wird ersetzt.......

    3 Mal editiert, zuletzt von panzerbot (12. Januar 2012 um 20:27)