Fahrtregler4_6 => Heavyweight-Fahrtregler

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    • Fahrtregler4_6 => Heavyweight-Fahrtregler

      In einem anderen Thread war es schon einmal angedeuted: Für den neuen Heavyweight von Jojo (Antimatter) wird ein separater Fahrtregler von mir entwickelt.
      Ziel ist, die beiden 36V/1000W-Motoren zu befeuern.

      Grundlage dieser Neuentwicklung ist der bisherige Fahrtregler4_5. Im Prinzip sind das zwei dieser Fahrtregler in Sandwich-Bauweise übereinander gelegt.
      Selbstverständlich ist jede Baugruppe auch noch überarbeitet worden, um die (theoretisch möglichen) 100Ampere pro Baugruppe zu stemmen.

      Aktuell ein paar Fotos. Ist noch nicht vollständig! Die Baugruppen müssen noch gereinigt und die Kühlkörper lackiert werden. Ausserdem fehlen noch die Kunststoffhalterung für die Befestigung des Lüfters an der Baugruppe (An dieser Stelle vielen Dank an Replikator für das Anfertigen der 3D-Drucker-Bauteile).



















      Die Spannungszuführung erfolgt über die schwarze Klemme. 10qmm-Litzen mit Aderendhülsen müssten möglich sein.
      Die beiden übereinanderliegenden Schraubklemmen bilden jeweils einen Kanal. Um die beiden übereinander liegenden Endstufen gleichmäßig zu belasten, soll von jeder Schraubklemme aus ein Draht bis zum Motor gelegt werden. (Also keine direkte Parallelschaltung von Klemme zu Klemme und dann erst zum Motor)

      Maße (ohne Lüfter):
      - Breite: 99,5mm
      - Tiefe: 72mm
      - Höhe: 77mm

      Ich habe bewusst ein Design gewählt, das mehr in die Höhe ragt, als "breit" wird. Denn der Platz im Bot ist knapp. Nachdem aber große Akkublöcke und Motoren verbaut sind, die ebenfalls eine gewisse Höhe beanspruchen, sehe ich diese Bauform leichter im Bot unterzubringen, als eine flache und großfläche Baugruppe.

      Derzeitige Breite inklusive 60mm-Lüfter: 127mm

      Es gibt noch keinen Brachialtest mit vielen Amperes. => Werde ich dann zu gegebener Zeit berichten.
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      Interesse an Elektronik für Schaukampfroboter und Kettenfahrzeuge (Fahrtregler, ESC) ? => http://www.Robots.IB-Fink.de
    • ralf.96 schrieb:

      36V und 100A nach Reiner Definition: Das wird ein Monster! :thumbup:
      Sind nicht alle Heavys Monster? Wieso sollte ihr Innenleben dann weniger Monströs sein?

      Aber 100 Ampere sind wirklich schon eine Hausnummer für sich. Aber sagte IBF nicht 100 Ampere PRO Baugruppe? Heißt das nicht das wir hier von 200 Ampere insgesamt sprechen?

      Wie dem auch sei, die Leistung muss erst einmal erzeugt und gebändigt werden (egal ob es nun 100 oder 200 Ampere sind).
    • Laut den Datenblättern von den MOSEFT-Halbbrücken wären pro Kanal dann 110A möglich. Aber schon kleine Toleranzen von den Bauteilen sorgen dafür, dass (so wie im richtigen Leben) einer mehr arbeiten muss als der Andere. Und schon ist vielleicht bei 80 Ampere schluss.
      Die Leiterbahnen wurden zwar jeweils mit 2 Drähten a ca. 2.5qmm verstärkt, dazu noch jede Menge Lötzinn. Aber eine Dauerbelastung von 200A werden die nicht aushalten. Braucht's auch nicht. Sind laut Motor-Datenblatt dann jeweils 30A. Zum Anfahren oder im Stall-Betrieb dann natürlich mehr. Das wird dann der interessante Test in der Arena.
      Wichtig ist, dass die Leiterbahnen gekühlt werden. Denn sie bekommen die Verlustleistung von den MOSFETs wesentlich schneller ab, als die Kühlkörper auf der Oberseite. Haben die Leiterbahnen genügend Kühlung, können sie nicht wegschmelzen und alles ist in Ordnung.

      Mit der Absicherung hatten wir noch nicht gesprochen. Ich würde mal mit 120A anfangen. Wäre der Faktor 2 zwischen Nennstrom-Bedarf und Absicherung. Bisher hat eine 30A-Absicherung bei den Akkuschrauber-Antrieben (Strombedarf unter Last je ca. 10 Ampere pro Motor) gut gehalten.

      Die Versorgungsspannung muss unterhalb von 36V bleiben. Laut Absprache mit Jojo sind 8S (= 33.6V in geladenem Zustand) noch zulässig. Ich habe zum Schutz der MOSFET-Halbbrücken noch Supressor-Dioden an den Ausgängen angebracht. (Die leistungsmäßig Größten, die ich kriegen konnte). Die fangen an, ab ca. 35V (Nennspannungsabgabe der Dioden: 36V) den Strom wegzuschlucken. Mehr also 35V Ausgangsspannung an den MOSFETs wäre also fatal.

      Neu sind auch die verwendeten Elkos. Ich musste ja von den bisher bewährten 35V-Typen auf 50V-Typen umsteigen. Den neuen Hersteller kenne ich nicht und habe keine Ahnung, wie qualitativ hochwertig die Elkos tatsächlich sind. Teuer genug waren sie.... . Laut Beschreibung auch "extrem Low-ESR". Damit dürften die MOSFETs beim Einschalten von jedem PWM-Puls im Millisekundenbereich hoffentlich genügend Stromreserven zur Verfügung gestellt werden.

      Aber.... es kann immer was übersehen worden sein. Darum lieber erst einmal testen, bevor man die Flasche Sekt aufmacht... ;)
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    • Einen "Tunnel" braucht man eigentlich nicht. Aber wenn Du aus Kunststoffplatten eine kleine "Luftführung" für die ersten Zentimer anschraubst, so dass der Luftstrom nicht vor dem ersten blauen Elko schon "abgebogen" wird, sondern noch zwischen Elko und Kühlkörper vorbeiströmen kann, dann hilft das vielleicht etwas.

      Wichtig ist, wie schon geschrieben, dass die Unterseite der beiden Baugruppen jeweils angeblasen wird.

      Soweit ich das noch in Erinnerung habe, ist eine gezielt Ausrichtung eines "Blas-"Strahls effektiver als von der ganzen Umgebung die Luft abzusaugen. Hängt irgendwie mit dem Wärmeübergangswiderstand von dem lackierten Alu zusammen, bei dem ein "harter" Strahl mehr Energie entlockt, als wenn durch reine Abstrahlung die Wärmeenergie an die Umgebung abgegeben werden muss..... => Aber wenn die Luzifer-Kühlkörper auch so kühl bleiben, dann ist's auch in Ordnung. ;)
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    • An sich müsste da ein Luftleitblech reichen. Einfach mal son kleines Stück Plastik schneiden und live reinhalten und fühlen wo der Luftstrom hingeht.
      Wenns ein Kanal sein soll dann wäre ein runder Kanal ideal. Eckige Kanäle haben manchmal die dumme eigenart das die Luft am Luftaustritt viel verwirbelt statt schön gerade rauszupusten, das erfordert dann wiederum kleine Luftleitbleche an der Austrittsöffnung. Siehe Lüftungskanäle bei Autos wo es auch gewaltig pustet und wirbelt wenn man die kleinen Gitter rausnimmt, aber ankommen tut dann irgendwie nix mehr.

      Daher würd ichs erstmal direkt mit einem kleinen Leitblech versuchen, vielleicht reicht das ja.

      Sonst gäbs ja nur die Möglichkeit einen Luftkanal "drumherum" zu bauen wo die Baugruppe quasi direkt drin ist.
    • Flatliner schrieb:

      Wie wird denn die obere Platine mit Strom versorgt, über die Fe-Schrauben?
      Und der Rest über die grünen Litzen?
      Sieht so aus als wäre noch eine Option da beide Platinen nebeneinander zu betreiben :saint:
      Ja, die Stromversorgung von der oberen Slave-Baugruppe erfolgt über die beiden M4-Schrauben. Ich denke, dass mit zwischengelegten Zahnscheiben der Übergangswiderstand von den Leiterbahnen zu den Schrauben ausreichend reduziert sein müsste. (Nach einem Brachialtest mal mit den Fingern auf eventuelle Hotspots prüfen....)
      Nachdem ich immer möglichst wenig "Drahtverhau" im Bot haben will, sollte die Stromversorgung nur durch ein Klemmenpaar erfolgen. Laut Spezifikation hält die Schraubklemme den hohen Strom aus.

      Die 6er-Pins mit den grünen und schwarzen Litzen sind für die Ansteuerung der MOSFET-Halbbrücken bei der Slave-Baugruppe zuständig. Können natürlich verlängert werden, wenn es nötig sein sollte. Bei größeren Drahtlängen würde ich aber vorsichtshalber ein geschirmtes Kabel verwenden, damit die Störeinstrahlung von den Motoren nicht irgendwie die Ansteuerung zwischen Master- und Slave-Baugruppe auseinanderdividiert. (Hilft ja nicht, wenn jede Baugruppe was Anderes macht....)

      Es wäre also durchaus möglich, die beiden Baugruppen auch nebeneinander zu platzieren, falls der Bot ein "Flachmann" werden soll. :D :saint: Braucht aber dann auch zwei stabile Miefquirls (Lüfter).

      Derzeitige Optionen:
      1) Das Grunddesign und die Firmware ist vom Fahrtregler4_5 übernommen. Entsprechend gibt es also auch die Möglichkeit, die beiden MOSFET-Halbbrücken über eine entsprechende Parametrierung softwaremäßig synchron anzusteuern. Damit lassen sich die beiden Ausgänge parallel schalten ("Monoblock-Betrieb"). Beim Fahrtregler4_6 hieße das, dass dann der ganze Block für einen einzigen Motor parallel geschaltet werden könnte.
      2) Mit längeren Befestigungs- und Stromversorgungsschrauben ließe sich eine weitere Slave-Baugruppe oberhalb von der bestehenden Slave-Baugruppe platzieren. Also pro Kanal 3 MOSFET-Halbbrücken parallelgeschaltet. Das wäre noch eine Notfall-Aktion, falls bei Jojo's Antimatter die Motoren beim Losfahren einen so großen Stromhunger haben, dass die (theoretischen) 110A pro Kanal nicht ausreichen.

      Wo ich noch nicht 100% sicher bin: Ob die Lüfter die mechanischen Beschleunigungskräfte im Bot standhalten. Ich habe extra teurere Lüfter mit "qualitativ hochwertigen Lagern" (sinngemäßer Text des Herstellers) verwendet. (In Tina's Boober war schon mal ein Lüfter eingebaut, der hat immer wieder blockiert und Ärger gemacht...)

      Ach ja,.... vielleicht ist dieser einsame bedrahtete Widerstand auf der Slave-Baugruppe aufgefallen? Das ist ein Schutzwiderstand, der die beiden "Massen" (Powermasse von den Schrauben und "Elektronik-Masse" von der Ansteuerung) miteinander verbindet. Falls irgendwie mal eine Masse einen Wackelkontakt hat, so wird mit reduziertem Strom ein provisorischer Potenzialausgleich geschaffen. Damit soll im Endeffekt vermieden werden, dass die Motoren ihren Strom über die dünnen Massedrähtchen von der 6poligen Ansteuerklemme kriegen. Aber trotzdem das gleiche Potenzial anliegt.
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    • battlecore schrieb:

      Ist durch den Widerstand das Massepotential dann nicht etwas negativer als vorher?
      Wenn die Masse über die M4-Schraube korrekt nach oben geleitet wird, dann geht diese Masse auf die Versorgung für die MOSFET-Halbbrücken. Also für "Power".
      Gleichzeitig ist diese "fette" Masse über den 100 Ohm Widerstand auf die Masse gelegt, die von Master-Baugruppe über die 6poligen Stiftleisten nach oben geleitet wird.
      Normalerweise ist diese "Daten-Masse" vom Potential her identisch zu der "fetten" Masse. Es wird schließlich auf der Master-Baugruppe alles von einem gemeinsamen Massepunkt abgegriffen.

      Fatal wäre, wenn die "fette " Masse fehlen würde und die Motoren würden jetzt versuchen, alle Amperes über die dünnen Drähtchen zu ziehen. Das raucht dann, die Master-Baugruppe wird zerstört. Eine komplette Auftrennung der Massen ist also unbrauchbar. Widerum möchte ich keine Masseverschleppung haben, so dass die Elektronik-Komponenten u.U. ihre Masse von der Slave-Baugruppe über die dünnen Drähten bekommen. (Masse-Verschleppung)

      Die Motoren können über den 100Ohm Widerstand nicht viel Strom ziehen. Das halten die dünnen Drähtchen von der Daten-Masse aus. Aber die (unter Umständen durchverbundene) Versorgungsspannung ist nicht das Bezugspotenzial für den MOSFET, denn er hat ja die 100Ohm-Masse noch da.
      Nach meiner Ansicht ist es schlimm für die MOSFET-Baugruppen, wenn die Masse komplett fehlt, aber über die Daten-Leitungen ein Potential von 5V eintrifft, das dann gegen einer floatenden Versorgungsspannung von bis zu 33V in Bezug steht. Das kann u.U. zur Zerstörung des MOSFET-Bausteins führen. Darum also die Masse von der Master-Baugruppe über die dünnen Drähtchen mit nach oben geführt, um sie dann mit 100Ohm auf die "fette" Masse zu legen.

      (Den Wert von 100 Ohm habe ich von einem früheren Kollegen "geklaut", der damit in seinem Meßgerät (Größe von einem Kühlschrank) die Masseprobleme mit den angeschlossenen Meßadaptern löste.)
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    • Ja den Fall das die Masse verlorengeht meinte ich, weil die Masse dann ja nur noch über den Widerstand bezogen wird.

      100 Ohm ist bei vielen Anwendungen üblich, das kenn ich von früher noch. Teilweise geht man runter bis auf 1-10 Ohm. Aber 100 Ohm verhindern auch wiederum Vagabundierende Ströme bzw. Störungen die von irgendwo einstreuen und dann die Masse versauen könnten. Ist ja auch immer ein Schwachpunkt von mehrfach verbundenen Massen. Letzlich isses ja auch nur ein Notanker sozusagen.

      War aber nur so interessahalber ne Frage weil ich das nicht mehr so genau im Hinterkopf hatte.
    • Diese Woche erfolgte der Final-Zusammenbau. Heute war dann das große Testen angesetzt.
      (An dieser Stelle noch einmal vielen Dank an Replikator für die Zusendung der in 3D-gedruckten Ventilatorhalterungen)

      Zunächst mal ein paar Fotos, wie der Fahrtregler jetzt in fertig montiertem Zustand aussieht und wie die beiden übereinander liegenden Endstufen am Motor zusammengeschaltet werden müssen.












      Zum Testen: Es war leider eine verlustbehaftete Schlacht. :(
      Für die ersten Stromtests wurden die NICd-Zellen verwendet, die ich mal aus einem EBike gerettet hatte. 24V. Leider schwächeln die Zellen mittlerweile, die Spannung bricht nach ein paar Sekunden zusammen.

      Alternativ dann meine LiFePO4-Zellen verwenden. 4S + 3S = 7S, Also ca. 23V . Allerdings war der hohe Strom dem 3S-Block etwas zuviel. Jedenfalls hat er dicke Backen bekommen und dürfte für den weiteren Einsatz in einem Bot ausfallen. Friede seiner Asche.

      Aus dem Fundus dann einen zweiten 4S herangezogen. War noch jungfräulich und musst erst geladen dann. Dann der Belastungstest.
      Als Motorenlast verwende ich den Motorenprüfstand, den mir Flatliner-Dirk einmal spendiert hat.




      Wegen der benötigten hohen Stromlast sind beide Motoren parallelgeschaltet. Somit nur ein Kanal des Fahrtreglers immer zum Testen. Der zweite Kanal sollte an meine Halogenleuchten-Last angeschlossen werden. Die hatte ich mir mal gebaut, um damals den Laderegler für die Hawker-Akkus zu testen (14.85V-Konstantspannung bei 30A Ladestrom). Allerdings reagierten heute die MOS-Halbbrücken mit den Halogenlasten etwas eigenartig. Ich konnte nur maximal 10A einprägen, dann schalteten die MOSFETs ab. Scheint also irgendwas mit der Pulsweitenbmodulation und den Halogenleuchten nicht zusammenzupassen. (Ok, normalerweise werden Halogenleuchten auch nicht mit PWM beaufschlagt, sondern mit Wechselspannung und einer Phasen-Anschnitt-Steuerung.)

      Nachdem die Motoren für 12V gebaut sind, habe ich den Hochstromtest nur bei 4S gemacht. Die erwarteten 80 Ampere (an einem Kanal!) werden erreicht.:

      Beweisvideo: Belastungstest mit 12V und 18Ampere


      Bei 8S und somit knapp 28V habe ich mir nicht getraut, die armen Motoren bis zur Fast-Blockade zu bremsen.

      Nachdem Jonas bei seinem Heavyweight Motoren mit 36V Nennspannung verbaut hat, hatten wir uns auf eine maximale Betriebsspannung von 35V geeinigt. Das ist dann ein LiPo mit 8S , der in geladenem Zustand dann 33.6V haben darf.

      Für meine Tests fehlten bei den 8S LiFePO4 dann ca 7V. Die wollte ich durch eine Reihenschaltung der beiden Akkus mit meinem Labornetzteil erreichen. Aber anscheinend mag das Labornetzteil keine Reihenschaltungen, es ist krepiert.
      Zufall? Hab' dann den zweiten Kanal des Labornetzteils angeschaltet. Auch dieser Kanal hat seinen Dienst quiettiert. :( Gut dass morgen Sonntag ist, dann habe ich Zeit zum Reparieren...

      Hab' dann einen LiPo mit 2S in meinem Akkufundus gefunden. Der musste dann die 7V spendieren. Hatte diesmal geklappt, ohne dass wieder eine Komponente krepiert ist.

      Auch hier ein Beweisfoto, dass der Fahrtregler die 33V Betriebsspannung verkraftet. Es konnten keine Überschläge an den Leiterbahnen des Fahrtreglers festgestellt werden. (Bei den Verschrauben sind die Abstände knapper geworden als geplant. Es hatte auch sonst alles gehalten. Auch hier habe ich nur kurz die Motoren gestartet, aber nicht mechanisch belastet. Ich brauche meinen Prüfstand noch länger.



      Bei den Belastungstest haben sich die Kühlkörper nicht erwärmt. Der 60mm-Lüfter schein vom Luftdurchsatz also ausreichend zu sein.


      Die Baugruppe schicke ich zu Jonas zum Testen in seinem Heavy. Zunächst bitte nur mal bei 24V. Dann steigern.... :whistling: :saint:


      Ich weis nicht, ob sonst noch jemand Interesse an der Baugruppe hat. Aber falls doch, möchte ich meine vorhandenen GPA750-Motoren mal reaktivieren, um dann bei 33V mal den praxisgerechten Strom fließen zu lassen. Aber ein Motoren-Prüfstand für 1500 Watt, der dann heruntergebremst wird, das ist schon Schwermaschinenbau.... ;(
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    • Super Sache, freue mich schon auf die Praxis Tests. :) Übernächste Woche habe ich Urlaub, das passt perfekt.

      Da fällt mir noch etwas ein. Die beiden Motoren sind an der Bodenplatte befestigt und haben deshalb zwangsweise eine leitfähige mechanische Verbindung von Gehäuse zu Gehäuse. Ich habe irgendwo mal gelesen dass das u.U. problematisch sein kann... stimmt das?

      Bei Anlassermotoren z.B. geht die Masse ja über das Gehäuse, was hier nicht gegeben ist, dennoch stelle ich lieber eine blöde Frage zu viel als zu wenig...

      Beide Motoren voneinander zu isolieren dürfte schwierig werden.

      Bei einem anderen Projekt hatte ich mal das Problem, dass zwei Motoren (an der selben Metallplatte befestigt) zusammen nur sehr langsam gelaufen sind. Habe ich nur einen Motor laufen lassen ging das problemlos, sobald ich den zweiten Motor dazugeschaltet habe liefen beide nur noch quälend langsam.
      Keine Ahnung warum...
    • jojo schrieb:

      sobald ich den zweiten Motor dazugeschaltet habe liefen beide nur noch quälend langsam.
      Keine Ahnung warum...
      Schlechter Akku, der in die Knie gegangen ist, der Akku muss das Liefern können was der Regler für die Motoren will, kann er das nicht, bricht die Spannung zusammen, Motoren laufen nur sehr langsam, oder der Akku geht Hopps, wie es bei meinen Turnigy nano-tech der Fall war, "Ausgelegt" auf 45-90C, 3 Akkus in Reihe und Parallel bei 4 Ah Akku sind das 12Ah, jeder kann sich selber Ausrechnen bei welchen Belastungen der Akku sich Aufblähen darf, diese Dinger Taten es im Leerlauf von 2 Perm080 Motoren, das sind zusammen noch nicht mal 150A, Strombegrenzung ist Eingestellt auf ca. 160A also im Maximal Fall bei voller Belastung 320A und selbst das sollte den Akkus nichts ausmachen, bei mir hat der Leerlauf gereicht und es wurde Sau gefährlich!

      Will nur sagen, am Akku im Bot sollte man nie sparen, wenn das ding Hoch geht nur weil man ein paar EUR Sparen wollte, geht der ganze Bot mit Hopps, Akku Brand ist nicht ohne gerade bei LiPo Akkus!

      Immer wieder gerne kleine Werbung, die kann ich voll Empfehlen...

      mylipo.de/HV-Lipo-4000mAh-259V-7S-45C-90C

      sind Aktuell in Luzifer verbaut, in Portsmouth getestet sogar mit einer etwas Höheren Strombegrenzung, Motoren Kuschlig Warm, Leitungen Handwarm, also volles Programm gefahren (Locker Spitzen von zusammen ca.500A Waffen Motor nicht vergessen), die Akkus hat das nicht gejuckt, die Waren Kalt wie vor den Kampf, einfach nur Top!

      Wir bauen Showkampfroboter, unsere Homepage devil-crew.eu schaut mal rein!