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Geschrieben von Kette1zu8 am 17.11.2012 um 23:01:

BL-Motor & Governor// Auslegung

Hallo Freunde,

wieder mal eine Frage an die erfahrenen Leute. Wenn ich einen Regler mit Governor Mode (Jeti Spin 44) verwende, dann regelt der mir doch die Motordrehzahl bei Belastung nach. Soweit, sogut. Jetzt kann ich den Motor ja mit verschiedenen Windungszahlen kaufen; wenn der Motor nun seine Nenndrehzahl erreicht hat (der Regler also 100% durchgesteuert hat) und dann belastet wird, dann kann da doch nichts mehr nachregeln? Wenn ich diesen Motor nur mit z.B. 80% der Drehzahl ansteuere, dann wäre ein Nachregeln ja möglich (um 20%). Aber dafür ist meine Drehzahl dann entsprechend geringer?
Oder dreht der Motor dann mit 80% Reglersignal dennoch seine Nenndrehzahl?

Ansonsten müsste ich ja einen Motor mit weniger Windungen nehmen... verwirrt

Geschrieben von JensR am 18.11.2012 um 01:01:

RE: BL-Motor & Governor// Auslegung

Hi Markus!

Genau, Du kannst nicht im "Leerlauf" schon bei 100% sein, das hatte Georg ja glaube ich auch schon erwähnt.
Also, Du kannst natürlich schon - nur dann bringt Dir der Governor Modus halt nichts Augenzwinkern

Spaß beiseite: Ohne Druck sollte der Regler bei 80 bis 90% sein, Laut Georgs Empfehlung. Das kannst Du aber ausprobieren. Bzw. auch ausrechnen, wenn Du magst.
Ein Brushless-Motor verhält sich ja wie ein Bürstenmotor: Bei Last sinkt die Drehzahl. Die Nenndrehzahl ist die Drehzahl, bei der der Motor die höchste Leistung abgibt. Nennmoment*Nenndrehzahl=Nennleistung
(Weißt Du natürlich, nur der Vollständigkeit halber.)

Also stellst Du den Regler so ein, dass er bei vollem Druck gerade bei der Nenndrehzahl rauskommt und sein Nennmoment abgibt.
Wenn er bei weniger als 100% rauskommt, nutzt Du den Motor nicht voll aus.
Wenn er bei mehr als 100% rauskommt, wird er natürlich bei 100% abgeschnitten, bedeutet, dass Du gegen Ende eine Drehzahldrückung bemerkst. Als Warnhinweis vielleicht gar nicht so schlecht, aber natürlich nicht der eigentliche Sinn des Governators.

Tschöö
Jens

PS: Habe vergessen, dass Dein Motor evtl. immer unterhalb seiner Nennleistung betrieben wird - dann muss der obige Text natürlich leicht abgewandelt werden.

Geschrieben von Fanuc am 18.11.2012 um 10:17:

RE: BL-Motor & Governor// Auslegung

Brushless Motoren sind bürstenlose Drehstrom-Motoren, die zum Betrieb einen Drehzahlsteller (Controller) benötigen, der den Gleichstrom des Akkus in einen 3-Phasen-Drehstrom umwandelt. Dabei muss der Drehzahlsteller über reichlich Intelligenz verfügen, denn er muss zu jedem Zeitpunkt erkennen, wo sich der Magnet-Rotor gerade befindet, und im richtigen Moment die richtige Spule der Wicklung ansteuern. Da die modernen Brushless-Motoren keine Sensoren haben, wird hierzu die Rück-Induktion der nicht bestromten Spulen gemessen und ausgewertet. (Auszug Torcman)

Regler mit Governor Mode nutzen die Messung zur Drehzahlbestimmung des Motors. Der Governor Mode ist ein Regelkreis und wie bei allen Regelkreisen braucht man Luft nach oben und unten um überhaupt regeln zu können.

Wenn Du mit Deinem Auto auf der Geraden schon Vollgas fährst und es kommt ein Berg hast Du doch auch keine Reserven um die Geschwindigkeit zu halten.

Das heist zB. Du gibst dem Regler zB. 80% als Sollwert, dann wird ein 4000U/min. Motor ca. 3200U/min. machen im unbelastetem Zustand. Wenn der Motor jetzt belastet wird bricht die Drehzahl ein. Der Regler nutzt der 20% noch verbleibende Öffnung und gibt mehr Gas um die 3200U/min. zu halten und umgekehrt bremst er ihn wieder.

Gute Regler gleichen dabei auch noch die Spannungsschwangungen zwischen vollem und leerem Akku aus, z.B Lipo 3S 12,6V-11,1V. Vorausgesetzt das Deine gewählte Drehzahl auch mit 11,1V erreichbar ist.

Geschrieben von Kette1zu8 am 18.11.2012 um 10:47:

Guten Morgen,

gut, das hab ich jetzt verstanden. Wenn ich den Modus nutzen will, muß der Motor entsprechend mehr Drehzahl (unbelastet) machen.
Der von mir favorisierte Motor mit 28 Windungen macht 353 Umdrehungen/Volt, allerdings bei einen Laststrom von 10A. Dann könnte der schon gut passen, bei etwas über 12V sind das etwa 4400 Umdrehungen bei 100% Reglereinstellung.

Geschrieben von Fanuc am 18.11.2012 um 10:51:

RE: BL-Motor & Governor// Auslegung

Beispiel:

Grundlagen :
Wunschdrehzahl Pumpe = 4000U/min.
max. Laststrom des Motor = 40A
Datenblatt: http://www.torcman.de/motoren/tm350/datenblatt_350_v1.2.pdf

Auswahl:
bei Akku: 3S / Nominalspannung 11,1V
TM350-20 P14 / 20W
Drehzahlen : Leerlast 10A = 11,1 * 510 = 5661 U/min.
Volllast 40A = 11,1 * 390 = 4329 U/min.

Regleröffnung = ca. 70% = 4000U/min.

bei Akku: 4S / Nominalspannung 14,8V
TM350-20 P14 / 25W
Drehzahlen : Leerlast 10A = 14,8 * 400 = 5920 U/min.
Volllast 40A = 14,8 * 280 = 4144 U/min.

Regleröffnung = ca. 67% = 4000U/min.

Bei dieser Auswahl würde der Regler immer die Drehzahl halten. Vorausgesetzt der Akku liefert genug Dampf (C) und geforderte Leistung übersteigt die 40A nicht.

Geschrieben von Kette1zu8 am 18.11.2012 um 11:45:

Es wird immer heller!

In meinen Fall also:

Akku mit 12.8V Nominalspannung
Motor TM350-20L-14P / 28W
Leerlast 10A --> 12.8V x 353 = 4518 U/min
Volllast 30A --> 12,8V x 273 = 3494 U/min --> 30A x 12.8V = 384Watt

Wäre bei der IPZ1-HR10 0.6cm³/U x 3494 = 2.09L unter Volllast (vom Original maßstäblich runtergerechnet bräuchte ich 1.41L, möchte jedoch ein bisschen schneller werden und werde auch prozentual mehr Verluste ausgleichen müssen).

Wenn ich nun den 25-Winder nehme, hätte ich folgendes:

Leerlast 10A --> 12.8V x 400 = 5120 U/min
Volllast 30A --> 12.8V x 320 = 4096 U/min

Regleröffnung 4000 : 5120 x 100% = 78%

Der verwendete Akku ist mit 5C dauerhaft entladbar, was bei nur 12 Ah schon 60A sind. Also kein Problem.

Die Pumpenaufnahmeleistung bei 4000 U/min:

(1,59 x 0.6 x 35 : 50) x 4000 : 9550 = 0.280KW --> 280Watt

Bei einen Gesamtwirkungsgrad von etwa 80% würde die Stromaufnahme dann

280W : 80% = 350W; 350W : 12.8V = 27.3A

Eine Laststromaufnahme von 30A (384W) würde einen Gesamtwirkungsgrad von 73% ergeben.

Was ist von dieser Auslegung zu halten?

Geschrieben von Fanuc am 18.11.2012 um 15:50:

>>> Der verwendete Akku ist mit 5C dauerhaft entladbar, was bei nur 12 Ah schon 60A sind. Also kein Problem.

5C ist nicht so rießig viel...... musst Du aufpassen das der keine dicken Backen kriegt.

Geschrieben von Kette1zu8 am 18.11.2012 um 15:54:

Kurzzeitig sind´s 10C; die 12Ah sind jetzt nicht das Problem, das ist nur für den (Test-)Beginn. Soll ja später bis auf 48Ah ausgebaut werden, also 4s4p.

Geschrieben von Fanuc am 18.11.2012 um 16:05:

Deine Rechnung passt schon, der Motor hat mehr als genug Reserven. Ich würd an Deiner Stelle aber mindestens einen 60A+ Regler nehmen, wenn Du Dich einmal mit der Druckeinstellung verhaust, zeiht der ganz locker auch die 60A und mehr...

Und wie schon gesagt, dann kriegt der Akku dicke Backen. 20C würde ich schon nehmen. Für meine Heli's hab ich nur Akkus mit 40-50C

Geschrieben von Kette1zu8 am 18.11.2012 um 16:35:

Einen größeren Regler zu verwenden, ist kein Problem - Reserven sind immer gut. Und eine flinke 30A-Sicherung in der Zuleitung tut ihr übriges.
Als Akku´s hätte ich diese hier gedacht: Headway Rundzelle. Ein 4s1p-Akku hätte eine Dauerleistung von 768 Watt. Gibt´s auch als 20C, dann aber mit nur 8Ah.

Was bringt denn ein zyklenfester Blei-Gel-Akku? Ich finde da ja immer nur die Kapazität, die bei 20h gilt...

Geschrieben von JensR am 18.11.2012 um 17:07:

Habe gerade ein Problem.
Ich dachte, ich hätte das verstanden.

Habe ich aber wohl nicht.

Du verwendest doch eine Mischfunktion, damit die Pumpendrehzahl an den summierten Ventilweg angepasst wird.
Das bewirkt, dass weniger Volumenstrom über das DBV weggedrosselt wird.
In dem Moment, wo Volumenstrom über das DBV geht, und sei es auch noch so wenig, ist der Systemdruck gleich dem DBV Druck (vereinfacht, das DBV hat natürlich ein pQ Verhalten). In dem Punkt den Volumenstrom zu erhöhen würde nur die Verluste erhöhen.

In welchem Betriebszustand hast Du denn dann überhaupt Bedarf für einen Governor Modus? Der zur Verfügung stehende Volumenstrom schwankt doch eh hin und her?

Geschrieben von Kette1zu8 am 18.11.2012 um 17:20:

hmmm, ich versteh schon, was du meinst. Ist eigentlich gedacht, wenn der Motor voll angesteuert wird und eben die meißte Leistung gebraucht wird. Sobald die 3 Mischer zusammen weniger als die volle Leistung auf den Motor mischen (und ich somit unter der eingestellten Grenze bin), sollte der Governor Mode eben nicht eingreifen (ich hoffe, das das auch so geht??). Bei Neutralstellung aller Ventile soll die Motordrehzahl auf einen Minimallevel gehalten werden. Hab ich da wieder einen Denkfehler?

edit: den Governor-Mode kann ich am Regler auch auf "AUS" stellen und die maximale Drehzahl begrenzen.

Das alles sind so viele Möglichkeiten und Optionen - man möchte halt das optimale rausholen unter Beachtung des Preis - Leistungsverhältnisses. Ich bin da aber absoluter Newbe

Geschrieben von JensR am 18.11.2012 um 18:09:

> Bei Neutralstellung aller Ventile soll die Motordrehzahl auf einen Minimallevel gehalten werden.

Ja, aber das macht doch der Summenregler der Ventilpositionen?
Summen-Ventilposition = 0% aller Volumenstrom geht über das DBV, Druck = max.

Dann Ventilausschlag: die Soll-Drehzahl geht rauf. Der Governor nimmt diese Drehzahl als Sollwert. Wenn jetzt der Druck _abfällt_ (steigen kann er ja nicht wegen DBV) weil sich die Zylinder mit dem Druck schneller bewegen würden als die Pumpe nachliefert, dann steigt die Pumpendrehzahl und der Governor würde die Pumpendrehzahl _reduzieren_.
Dann kommt der Zylinder gegen einen Widerstand und der Druck steigt wieder auf DBV Druck an, der Governor regelt nach und regelt die Drehzahl wieder hoch.

Der Zusammenhang zwischen Ventilposition und Zylindergeschwindigkeit würde dadurch gleichmäßiger werden.

Aber man müsste den Governor so konfigurieren, dass er bei Summenventilausschlag=max und aller Volumenstrom über DBV bei 100% Stellgröße angelangt.

Geschrieben von Kette1zu8 am 18.11.2012 um 18:26:

Genau, bei Summenventilposition = 0% geht alles über´s DBV, da geschlossenes System. Ölmenge wird dabei aber so niedrieg wie möglich gehalten. Mal sehen, wie weit sich der Motor da runterregeln lässt.

Bei Summenventilposition = 100% wäre dann die Governor-Mode Position erreicht bzw. die 4000 Umdrehungen. Angenommen ich brauch jetzt bei dieser Position nur 30Bar, so würde doch diese Belastung den Motor einbremsen und so die Bewegungen verlangsamen. Entsprechend regelt das System die Drehzahl nach.

>Aber man müsste den Governor so konfigurieren, dass er bei Summenventilausschlag=max und aller Volumenstrom über DBV bei 100% Stellgröße angelangt.<

Wie oben schon berechnet, müßte auf etwa 78% gestellt werden, damit ich auf meinen max. Volumenstrom komme. Was meinst du jetzt mit 100% Stellgröße verwirrt

Geschrieben von JensR am 18.11.2012 um 18:43:

Ich meine, dass Du den Governor so konfigurieren musst, dass er 100% gibt, wenn der maximale Druck anliegt. Er regelt dann bei niedrigerem Druck runter auf ne niedrigere Stellgröße um die Drehzahl zu halten.

Du schlägst vor, ihn auf ~80% zu stellen und er regelt dann bei höherem Druck auf ne höhere Stellgröße um die Drehzahl zu halten.

Im Prinzip genau dasselbe - aber Du kennst den niedrigsten Druck ja nicht, deswegen mein Vorschlag, ihn mittels dem bekannten höchsten Druck einzustellen.

Aber vielleicht geht das nicht? *kopfkratz*

Geschrieben von Kette1zu8 am 18.11.2012 um 18:50:

hm, wenn ich mir die Formel zur Berechnung des Pumpendrehmoments so anschaue, dann steht da nix drin vom Volumenstrom. Demnach ist der Druck ja nicht von der Drehzahl abhängig, sondern vom Strom. Ein Drehzahleinbruch macht sich doch auch mit einer geringeren Fördermenge bemerkbar.
Demzufolge müßte ich den Strom auch begrenzen. Geht sowas?

Geschrieben von Fanuc am 18.11.2012 um 19:12:

Du Markus,

ich glaube das Du etwas übersehen hast. In Deinem anderen Tread habe ich folgendes geschrieben:

>>in seinem Masstab würde ich einen Motor mit zwei oder drei direkt angeflanschten Jungpumpen im "OFFENEM SYSTEM" in Betracht ziehen. Als Motor würde ich z.b. einen passenden Torcman mit Jazz Regler im Governor Mode nehmen.

Im geschlossenem System macht ein Govenor Mode nicht so viel Sinn, wie Jens auch schon angemerkt hat. Nur zur Drehzahlerhaltung im Volllastbereich.

Im Offenen System würde ich dem Govenor Mode zusätzlich mit einer Gaskurve versehen die nur im Standby den Motor auf minimal Drehzahl herunterfährt. Der Stromverbrauch ist bei dieser geringen Literleistung und drucklosem Umlauf echt gering. Den Systemdruck und den drucklosen Umlauf würde ich mit einem zusätzlichem Ventil regeln. Damit simuliert man halt quasi eine Druckwaage und das DBV wäre tatsächlich nur zur Absicherung.

Das sind alles Alternativen zur herkömmlichen Ausführung und "viele Wege führen nach Rom". Ob sie besser oder schlechter funktionieren stellt sich meistens erst hinterher draus.

Ich probier hat gerne andere Wege aus. Wer weiß...?

Geschrieben von JensR am 18.11.2012 um 19:36:

> hm, wenn ich mir die Formel zur Berechnung des Pumpendrehmoments so anschaue, dann steht da nix drin vom Volumenstrom. Demnach ist der Druck ja nicht von der Drehzahl abhängig, sondern vom Strom. Ein Drehzahleinbruch macht sich doch auch mit einer geringeren Fördermenge bemerkbar.

Das ist soweit richtig - aber ich verstehe nicht, was das mit der Diskussion hier zu tun hat?
Ah!
Warte.
Du hast ja ein geschlossenes System, in dem der Druck eigentlich immer der DBV Druck sein sollte.
Nur, wenn sich Deine Zylinder bei DBV-Druck schneller bewegen würden als die Pumpe liefert, stellt sich ein Druck im System ein, der unter dem DBV-Druck liegt. So sind Q und p eben doch verbunden. Der Druck ist dann der Lastdruck + der Durchströmdruckverlust des Systems.

> Demzufolge müßte ich den Strom auch begrenzen. Geht sowas?

Hm, wieder weiß ich nicht, was Du meinst, sorry.

Ja, das geht, aber nicht "ab Werk".

Strom ist proportional zu Moment, Moment ist proportional zu Druck. Stromregelung=Druckregelung.

Geschrieben von Fanuc am 18.11.2012 um 19:52:

Eine Strombegrenzung machen nur Sinussteller.

Das ist jetzt aber "Mit Kanonen auf Spatzen schiessen". Was willst Du den ausgeben?

Geschrieben von Kette1zu8 am 18.11.2012 um 20:20:

So schnell ändert sich alles! Ich habe gerade mit dem Frank Geier telefoniert, der Governor-Mode wird bei Benutzung der Blauzahn nicht benötigt bzw. ist unsinnig, da diese einen eigenen Hydraulikmodus hat. Die Frage von Frank war erstmal, warum ich für die meißte Zeit des Hydraulikbetriebs auf 20% der Leistung verzichten will. Heißt im Umkehrschluß, das bei mehreren Bewegungen gleichzeitig nichts langsamer wird, sondern bei Betätigung einer einzelnen Funktion diese eben schneller! Also mal wieder viel Rauch um fast nichts! Aber jetzt weiß ich wenigstens, wie die Motorauslegung in Zusammenhang mit einen Heliregler von Statten geht Augenzwinkern

.

Ich befinde mich da gerade in einer Lernphase, also bitte nachsichtig sein mit mir.

Den Motor brauch ich dann nicht mit Drehzahlreserve, der wird jetzt bei etwa 4000 Umdrehungen bei maximalen Druck ausgelegt.

@Georg,

ja, jetzt wo du´s sagst... rotes Gesicht

ist ja ein geschlossenes System bei mir.
Nein, einen Sinussteller a la SLS wollt ich nicht smile

. Trotzdem auch ein großes Dankeschön an deine Bereitschaft, dein Wissen weiterzugeben und an deine Geduld!