Nabenmotor - Drehstrom oder Gleichstrom ?

Dieses Thema im Forum "Technik" wurde erstellt von Tech2009, 18 Juli 2011.

  1. Halli hallo hallöchen liebe Technik-Freunde, :D

    beschäftige mich zurzeit mit den Pedelec-Fahrrädern und dessen Nabenmotoren. Die haben P=250W und U=36V. Einige Angaben im Internet beziehen sich nun darauf, dass es Gleichstrommotoren sein sollen, andere widerum darauf, dass es sich um Drehstrommotoren handeln sollen.

    Im Falle von Gleichstrommotoren könnte ich ja mit einem Mikrocontroller PWM und einer h-bridge den Motor steuern.

    Wie mache ich es bei Drehstrommotoren ?
    Dann müsste ich mir mit dem µC die Sinusdaten in einer Wertetabelle speichern und die dann auf ein 5V/36V Trafo geben, um dass erstelle Signal hochzutransformieren ? Sodass ich mir quasi das Sinus-Signal selber mit einer bestimmten Frequenz selbst zusammen bastel ?

    Oder gibts da noch etwas einfacheres ?

    Danke für Tipps,
    Viele Grüße
    Tech2009 :D
     
  2. AW: Nabenmotor - Drehstrom oder Gleichstrom ?

    Hallo,

    Ohne mich jetzt genauer mit dem von dir genannten Motor auseinandergesetzt zu haben, sind die Radnabenmotoren die ich zur zeit immer häufiger sehe, bürstenlose Gleichstrommotoren. Die Statorwicklungen werden von einem kleinen Steuergerät angesteuert so das jede Spule einmal nen Nordpol eine Südpol und eine Leerphase durchläuft. Da sich bei den meisten Baureihen der Stator aus drei bzw. eus einem vielfachen von drei Spulen zusammensetzt, kann bei der ersten betrachtungsweise von einem Drehstrommotor ausgegangen werden. Im Grunde erzeugen die MOS-FETs im Steuergerät auch einen Spannungsverlauf der dem Drehstrom sehr nahe kommt. Der Ablauf der Steuerung wird durch drei Hallsensoren beeinflußt, die die Stellung der Dauermagnete des Rotors erkennen.

    So das war mal nur eine sehr grobe Erklärung des Aufbaus, aber das habe ich mir jetzt in der Kürze erst ein mal gespart. Ein Elektrohase hätte da jetzt sicherlich auch noch wesendlich weiter ausholen können.

    Wenn du auf die Idee kommst nur den Motor zu holen, dann kann ich dir nur raten die entsprechende Steuerung gleich mitzukaufen.

    Wenn du weitere Infos haben möchstest, kannst du ja nachfragen, oder unter dem bürstenlosen Gleichstrommotor bzw. Radnabenmotor bei google zu schauen, von einer Schulaufgabe weiß ich das man dort einiges an Infos findet.

    Bis dann
    Markus
     
  3. AW: Nabenmotor - Drehstrom oder Gleichstrom ?

    Danke schon mal für die kleine Info :)

    Hab noch ein bisschen nachgegrübelt. Je nach Polzahl des Motors müsste er ja unterschiedliche Drehzahlen haben. Man munkelt, die haben so 200 bis 300 1/min. Bei 8 Polpaaren müssten die dann ca. mit 20 bis 30 Hz betrieben werden, wenn die Maximalspeed laufen sollen.

    Ganz klar ist mir das aber noch nicht mit den 3 "Phasen".
    Mit phi = 2*PI*f*t ergibt sich ein Winkel von 120° nach 16,67 ms.

    Ich werde mich mal weiter schlau machen. Evtl. hat noch einer weitere Tipps für die Ansteuerung ? Könnte man hier auch mit PWM arbeiten um die Drehzahl zu steuern ? Irgendwie ist mir das noch nicht ganz klar.

    Danke !

    Gruß :rolleyes:
     
  4. AW: Nabenmotor - Drehstrom oder Gleichstrom ?

    Hi Tech und Markus!
    Der Markus lag da schon auf der richtigen Welle:
    Das ist allerhöchstwahrscheinlich ein bürstenloser Gleichstrommotor.

    Wenn man den aber genau ansieht, wird man feststellen,
    dass den ein Motorentechniker als
    permanetmagneterregte Drehstrom-Synchronmaschine
    ansprechen wird, wie die heute üblichen brushless Motoren im Modellbau.
    Diese besitzen einen permanenterregten Rotor (praktisch immer Neodymmagnete)
    und im Stator eine ganz normale Drehstromwicklung (Dreieck oder Stern).
    Sie werden über vollgesteuerte Drehstrom-MOSFET-Brücken in PWM angesteuert.
    Während früher wirklich Sensoren eingesetzt wurden,
    um die Rotorstellung an den Wechselrichter zu melden,
    wird heute das in die momentan nicht bestromte Wicklung induzierte Signal verwendet,
    sodass solche Motoren bloß drei Anschlüsse haben.
    Für niedrige Nenndrehzahlen werden meist Außenläufermotoren gebaut,
    wobei der innenliegende Stator einen Montageflasch trägt.

    Den Wechselrichter (vulgo "Motorsteuergerät") kauft man wirklich am besten gleich mit dem Motor
    und der darf auch sicher nicht viel kosten:
    Im Bereich unter 50 A Nennstrom (nach diesem werden die klassifiziert)
    wenige zig Euro (Modellbaupreise).


    P.S.: Mit 250 W ist der Nabenmotor im Vergleich zu Modellmotoren
    eher ein Pimperlmotor: Da geht´s bis einige kW!
     
  5. AW: Nabenmotor - Drehstrom oder Gleichstrom ?

    Hallo Peter :)

    Ich glaube bei mir ist ein Groschen gefallen. :LOL: Jetzt wird mir das klar.
    Der Hintergrund ist, dass ich mich nicht einfach grinsend und fröhlich auf ein Pedelec-Fahrrad setzen möchte und damit durch die Gegend fahren will. :D

    Als Techniker möchte ich einfach wissen, wie dies und jenes funktioniert.
    Ich hab auch beim Lesen gedanklich Stator und Rotor vertauscht.
    Der Stator ist ja in diesem Fall dann Innen. Das Rad dreht sich ja quasi um den Kern.

    Mit MOS-FETs hab ich direkt noch nicht mit gearbeitet. Könnten dies nicht auch Thyristoren oder normale Transistoren sein ?
    Bei Strömen bis sagen wir mal 7A dürften da doch nicht allzu große Verluste auftreten oder ? :rolleyes:

    Natürlich haben die MOS-FETs ihre Vorteile. Ich werde mal eine Testschaltung aufbauen und mal durchprobieren.
    Kann die dann evtl. ja mal dann hier posten.

    Danke Euch für die Antworten und Tipps !!

    Gruß
    Tech2009 :D
     
  6. AW: Nabenmotor - Drehstrom oder Gleichstrom ?

    So ist es
    und einer dieser ist der geringe Spannungsverlust beim durchgeschalteten Transi
    (die Hälfte im Vergleich zu bipolaren!), einfache Parallelschaltbarkeit
    und dessen enorm schnelle Schaltfrequenz - beides findet sich in der Abwärme.

    Mit Thyristoren oder bipolaren baut das deswegen kein Mensch mehr;
    um knapp 10 € bekommst du das z.B. hier perfekt funktionierend, klein und mit Garantie.
     
  7. AW: Nabenmotor - Drehstrom oder Gleichstrom ?

    Danke für den Link Peter ! :rolleyes:

    Basteln tu ich natürlich trotzdem mal was kleines.

    Gruß
    Tech2009 :cool:
     
  8. AW: Nabenmotor - Drehstrom oder Gleichstrom ?

    Freundlicher Tipp:
    Man bastelt nix selber,
    was es perfekt funktionierend und ausgereift,
    in Großserie gefertigt und deshalb billigst zu kaufen gibt:
    Um DAS Geld bekommst du nichtmal die MOSFETs.
     
  9. AW: Nabenmotor - Drehstrom oder Gleichstrom ?

    Moin Peter :)

    Natürlich hast Du da Recht ! Mir gehts hierbei aber nicht ums "Sparen",
    sondern mich interessiert wie das alles funktioniert.

    Ich hab viele Schaltschränke gebaut, leider noch nicht viel mit Motoren zu tun gehabt. Daher stehe ich da etwas auf dem Schlauch. :LOL:

    Wenn ich ansonsten wieder mal nicht weiterkomme, komme ich gerne auf Dich zurück ! :rolleyes:

    Gruß
    Tech2009
     
  10. AW: Nabenmotor - Drehstrom oder Gleichstrom ?

    Das hat nix mit Schaltschränken zu tun:
    Wir sprechen von einer Printplatte mit max. den halben Abmessungen einer VISA-Card
    und die ist unter anderem DESHALB so klein,
    weil die steilen Schaltflanken des Wechselrichters bei der Taktfrequenz im kHz-Bereich
    einer enorm hohen Frequenz entsprechen und sich mit langen (10 cm) Leitungen schwer tun.
    (Da besteht die Gefahr, alle Empfänger in der näheren Umgebung
    (Handy, Fernseher, Radio, ...) durch Störfelder zuzuschütten
    und von der Funküberwachung aufgegriffen zu werden!)
    Die Ansteuerung der 3-fach-H-MOSFET-Brücke erfolgt bei heutigen Motorsteuerungen
    durch Single-chip-Rechner, die man auch erst programmieren muss.
    Wie die die Sensorik über die 3. unbestromte Phase hinbekommen,
    ist ein weiteres kniffeliges Thema, das mich als Elektronikentwickler sehr fordern würde.

    Insofern wünsche ich dir viel Spaß bei deiner Entwicklung
    und hoffe auf einen detaillierten Bericht hier im Forum!

    P.S.: Was wird dein nächstes Projekt?
    Der Bau eines Handys?
    :D
     
  11. AW: Nabenmotor - Drehstrom oder Gleichstrom ?

    Alles klar Peter :cool:

    Werde Deinen Rat mit einbeziehen. Es soll ja auch nur der Funktionsweise dienen. Die Schaltung soll ja nur aufgebaut werden, damit man nachvollziehen kann, wie das funktioniert. Es soll ja - bis jetzt - keine alltägliche Schaltung werden.

    Ich denke aber, dass man Störfrequenzen oder Oberwellen filtern oder auch abschirmen kann.

    Ansonsten hab ich hier auch Gerätschaften, um KLEINE Platinen herzustellen.

    Mit dem nächsten Projekt "Handy" kann ich ja mal gucken :D Das krieg ich bestimmt auch noch irgendwie hingebastelt.

    Gruß
    Tech2009
     
  12. Wo ist der Link?
     
  13. Du musst auf "hier" klicken!
    (Grad probiert: Funktioniert!)
     
  14. Danke
     

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