controller e-bike

[lraming]

Nieuwe controllers hebben allemaal een aangegeven wattage / voltage; kan een controller voor 250W ook een 200W voorwielmoter aansturen?

[major_problem]

Ik ken de software niet van een fiets motor sturing, maar vanuit de H-brug Is het alleen maar beter. Een 250Watt heeft een lagere Rds-on dan die voor 200Watt. Maar de regeling die de pulsbreedte maakt kan best wel eens anders zijn.

[Benm]

Dat zou kunnen, maar je zou ook het praktische probleem kunnen hebben dat die controller domweg 250 watt door een 200 watt motor probeert te duwen (mits je accuspanning hoog genoeg is om dat te doen). Nu scheelt dat niet zoveel dat ik direct de brandweer zou bellen, maar het lijkt me wel iets om rekening mee te houden. 

[major_problem]

Dat zou kunnen, maar je zou ook het praktische probleem kunnen hebben dat die controller domweg 250 watt door een 200 watt motor probeert te duwen (mits je accuspanning hoog genoeg is om dat te doen). Nu scheelt dat niet zoveel dat ik direct de brandweer zou bellen, maar het lijkt me wel iets om rekening mee te houden. 

Dat is wat ik bedoelde met de PWM die de controller op de h-brug wil zetten om een bepaalde fiets snelheid te maken.

Vermogen van de motor is Umot x Imot. De Umot is de batterij spanning (Ubatt) keer de delta van de PWM.

voorbeeld:

Ubatt = 18 volt

Delta = 80%

Umotor = 18 x 0.8 = 14.4 Volt.

En het verschil tussen 250 en 200 is inderdaad niet extreem maar je zult de motor mogelijk eerder te heet laten worden. Eigenlijk is de accu spanning bepalend, toch?

[lraming]

dank voor alle aanwijzingen, omdat jullie antwoorden voor een leek alweer net iets ingewikkelder zijn als de vraag in beginsel leek, hoop ik maar dat ik ´ermee weg kom´ (dwz, dat ik straks geen nieuwe voorwielmoter nodig hoop te hebben) Msschn niet te lang voluit gaan? Heb ik goed dat ; de h-brug evt. kan remmen en dat de PWM het vermogen bepaald ? 

[major_problem]

Ik denk dat de motor en permanent magneet motor is. Wanneer die aangedreven wordt (je stopt met trappen en laat de motor afremmen) zal hij als generator gaan werken. De spanning die de motor levert is normaliter niet hoger dan de batterij spanning. Kortsluiten van de motor laat deze afremmen.

En inderdaad, de PWM bepaalt de snelheid en dus niet voluit aandrijven zal minder vermogen vragen en dus minder warm worden. Maar verschil tussen 250 en 200 is minimaal...

[Benm]

Dat is wat ik bedoelde met de PWM die de controller op de h-brug wil zetten om een bepaalde fiets snelheid te maken.

Vermogen van de motor is Umot x Imot. De Umot is de batterij spanning (Ubatt) keer de delta van de PWM.

voorbeeld:

Ubatt = 18 volt

Delta = 80%

Umotor = 18 x 0.8 = 14.4 Volt.

En het verschil tussen 250 en 200 is inderdaad niet extreem maar je zult de motor mogelijk eerder te heet laten worden. Eigenlijk is de accu spanning bepalend, toch?

 
De accuspanning is beperkend voor hoeveel vermogen je er maximaal doorheen kunt jagen bij 100% PWM. 
 
Maar goed, als je motor 200 watt is en je controller 250, EN je accu die 250 kan leveren bij volle belasting zou je altijd nog in software de maximale duty rate kunnen beperken op 80% zodat je niet over die 200 watt heen gaat. 
 
Kanttekening hierbij is wel dat het vermogen beperkt wordt, maar niet de piekstroom. Je vermogen komt uit op 250 watt, maar je torque is nog wel gelijk aan dat van de 250 watt motor, en dus mogelijk teveel voor de 200 watt motor. Dit lijkt me niet heel problematisch: oververhitting is niet echt meer een issue, en mechanisch zal het toch wel sterk genoeg gebouwd zijn om 25% extra torque aan te kunnen zonder dat er iets afbreekt. 

[major_problem]

Dat klopt inderdaad. De voedingsspanning is bepalend voor de maximale stroom. Er is bij een PM motor nog wel zoiets als de maximale stroom die mag lopen i.v.m. demagnetisatie van de permanente magneten. Ga je over die stroom waarde heen, neemt je maximale vermogen meteen af omdat de magneten minder sterk worden.

[Benm]

Dat zou een beperkende factor kunnen zijn, al hangt het er wel een beetje vanaf wat voor mageneten men gebruikt, en ik denk dat de marge meer dan 25% overbelasting zal zijn. Overigens durf ik niet te zeggen of de motoren voor een e-bike permanente magneten bevatten of gewoon stator-windingen zoals de meeste electromotoren. 
 
Dat lijkt me overigens vrij eenvoudig om uit te vogelen: als de motor niet is aangesloten zou deze ferromagnetische voorwerpen redelijk sterk moeten aantrekken bij permanente magneten, terwijl bij stator windingen dit op zn minst een beetje zwakke remanente magnetisatie is. 
 
Permanente magneten hebben ook zo hun beperkingen: De sterkste variant, met neodymium magneten kan compact zijn, maar temperatuur is daar een groter probleem dan weerstand tegen tegengestelde velden. Vaak zijn dat soort magneten niet eens bestand tegen pakweg 100 graden en maak je van een magneet die je met geen mogelijkheid meer van een stalen plaat af krijgt een presse-papier door hem in kokend water te gooien. 

[major_problem]

Wanneer je een PM motor aandrijft via de as (met de hand dus), levert de motor een spanning. Met een multimeter kun je dit testen. Wanneer je de twee draden van de motor kortsluit, zal de motor sterk gaan afremmen. Dat komt omdat de stroom in de windingen tegen gaan werken.

Of dat ook zo is met stator windingen weet ik niet maar ik vermoed van niet..
De demagnetisatie stroom is vaak groter dan 2x de nominale stroom.

[Benm]

In principe zou een motor met stator windingen geen spanning produceren door deze te draaien, maar de praktijk is weerbarstiger: Als je een klein beetje magnetisme hebt en de draaiende motor belast dan bouwt zich een magneetveld op in de stators. Dat kleine beetje magnetisme is er meestal wel - remanent van vorig gebruik of wellicht zelfs door het aardmagnetisch veld. 
 
De alternator (soms onterecht dynamo oid genoemd) in de meeste auto's werkt volgens dat principe, maar met een klein beetje hulp door een kleine stroom door de stators te sturen zodat direct voldoende stroom wordt opgewekt. Hoewel er geen magneten in de alternator zitten is het vaak wel mogelijk een benzineauto te starten door aanduwen: als er nog een beetje energie in de accu zit (te weinig voor de startmotor, maar genoeg voor de hulpstroom) lukt dat aanduwen doordat het veld zich snel opbouwt en er genoeg spanning is om de bougies te laten vonken. Is de accu helemaal leeg tot 0 volt dan heeft aanduwen geen zin tenzij je een hele lange weg en veel geduld hebt. 
 
Maar om te kijken wat er nou in die e-bike zit lijkt me de magnetisme test toch de beste als je het niet op een andere manier kunt achterhalen. Er zijn genoeg motoren die redelijk wat vermogen leveren maar toch gebruik maken van permanente magneten. Er zijn namelijk ook grote voordelen aan die aanpak: je hebt geen electrische verbinding met de rotor nodig dus geen slijtage, en je kunt soms meer vermogen per gewicht krijgen. Daarom vind je dit soort motoren vaak terug in dingen als drones, ook als het hele forse exemplaren zijn. 

[lraming]

Dank voor alle uitleg Major Problem en Benm, moet bekennen dat ik nog steeds geen wielmotor heb opengeschroefd (en t ook niet echt van plan ben), maar weet ondertussen wel dat e-bike-motoren altijd met 3-fasenstroom werken, meer dan 3 dikke draden lopen er (bij mij) niet dus ik neem aan dat de rotor permanente magneten zal hebben. 
 
Ik heb gehoord dat wielmotoren op zich robuste en onderhouds-arme electromotoren zijn. 

[Benm]

Dat zal inderdaad een 'brushless' motor zijn met permanente magneten in de rotor. 
 
Qua aansturing denk ik dat het belangrijkste punt is die motor niet te oververhitten gezien de magneten dan hun magnetisme verliezen, maar als je het middels PWM beperkt tot het opgegeven vermogen zou dat geen issue moeten zijn, ook al is je piekstroom wat groter dan de continustroom die de motor volgens de specificaties mag hebben.