BLDC Motor Controller als Laderegler

 
wmb
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BLDC Motor Controller als Laderegler

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Gepostet: 10.09.2021 - 09:35 Uhr  ·  #1
Hallo in die Runde,

ich bin neu hier und brauche ein par Tipps zum Selbstbau eines 3kW-Windrades als 48 V Inselanlage. Ich suche einen geeigneten Laderegeler, der kein Vermögen kostet aber mit Kennline und nicht nur als Gleichrichter arbeitet. Wäre es prinzipiell möglich, einen Motorcontroller aus dem Modellbaubereich als Laderegler zu missbrauchen? Es gibt ja dort gehobene Modelle, die Sinuskommutierung mit FOC (feldorientierte Regelung) unterstützen und auch Rekuperation (also die Rückspeisung von Bremsenergie in die Baterie, d.h. Generatorbetrieb) erlauben. Das hätte den Vorteil, dass man die Drehzahl des Windrades sehr flexibel steuern und immer im aerodynamisch optimalen Arbeitspunkt betreiben könnte. Hat das schonmal jemand ausprobiert, oder ist das eine blöde Idee?

Weil es dazu past gleich hier: Eignen sich auch gleich die Modellbau-BLDC-Motoren selbst als Generator (ggf. mit Riemenübersetzung)? Oder ist der Wirkungsgrad von den Dingern zu schlecht?

Danke für Eure Ideen dazu und viele Grüße!
Wolfram
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Re: BLDC Motor Controller als Laderegler

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Gepostet: 10.09.2021 - 15:34 Uhr  ·  #2
Hallo Wolfram

Interesante Fragen !
Das eine Rekuperation möglich ist ist ja schon real, aber welche Leistung das betrift und wie lange, kann Ich nicht sagen.
Das wäre ja dann für 3 kw ? ziemlich heftig denke Ich.
Die Regler , oder Steller arbeiten mit hohen Frequenzen, Polzahl und Drehzahl bedingt, so 1000 Hz wird grob hin kommen.
Bei ~ 14 Polen und 5 bist 20 k Umdrehungen pro min . Drehzahlen werden pro 1 V angegeben zb 500 U/V.
Die Leistungen sind also bei hohen Drehzahlen erst erreicht .

Als Generator können DIE auch genutzt werden, es sind aber hohe Drehzahlen oder grosse Maschinen nötig.
Grundsätzlich schon mal geringe Drehzahlangaben pro 1 V, auswählen.
Wirkungsgrad ist etwa dem vom Motorbetrieb, also über 80 %.
Etwas schwer anlaufend wegen Magnetrastung.
Es ist unbedingt ein Radiallüfter ratsam bei Dauerbetrieb.

Gruß Aloys.
wmb
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Re: BLDC Motor Controller als Laderegler

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Gepostet: 12.09.2021 - 14:32 Uhr  ·  #3
Hallo Aloys,

danke für Deine Ideen und Hinweise! Ja, es wäre schon eine recht heftige Rekuperationsleistung. Mein Gefühl ist auch, dass zumindest manche Controller nur geringe Bremswirkungen zulassen. Ein wirklichen Grund dafür, warum ein Stromgereglter Antrieb der 100A ab kann dass nicht grundsätzlich auch in die andere Richtung können sollte, fällt mir allerdings nicht ein. Leider findet man bei den Motoren selten Angaben zur wirklichen Dauerbelastung. Ich hatte an folgenden Motor gedacht:

BLDC Kv 50, 7kW

Mit KV 50 und einer Riemen-Untersetzung von 1:4 würde er bei 600 rpm am Windrad gerade 48V bringen. Das wären mit dem Angebenen Strom von 110 A (continous??) dann 5,28 kW. Als Controller hatte ich an die VESC gedacht, also diesen

Controller 100A

oder sogar diesen

Controller 300A

An der Opensource Software kann man dann ja vielleicht auch noch was anpassen. Wenn jetzt keiner laut aufschreit würde ich das einfach mal ausprobieren und den Motor mal ein bisschen vermessen.

Was die Rastmomente betrifft: Ist das mit der Untersetzung von 1:4 noch so ein großes Thema? Ggf. könnte man ja den Controller auch dazu nutzen, den Rotor ab einer bestimmten Windgeschwindigkeit im Motorbetrieb anzuschubsen...

Gruß Wolfram
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Re: BLDC Motor Controller als Laderegler

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Gepostet: 13.09.2021 - 09:37 Uhr  ·  #4
Hallo Wolfram

Ich habe mal "2010 " was getestet , für Dich zur Info !
https://www.rc-network.de/threads/bl-als-generator.202472/
Ein Windrad mit 600 U/min ist schon heftig und nicht sehr groß (kleine Leistung.)
durch Getriebe wirkt die Rastung auch stärker.
Arbeite Dich mal durch den Link durch und versuche die Wirkungsweise zu verstehen.
Ein 80/100 mm Motor ist aber schon brauchbar, am geeignezten ist ein Test in einer Drehschine mit gleichmässiger Drehzahl.
Dann mit 3 Phasen-Gleichrichter die Spannung und den Kurzschlußstrom messen .
Die Max Leistung ist dann bei 50 % der Spannung mal 60 % Kurzschlußstrom, wie in meinen Versuchen herausgekommen ist .
Man lernt auf jeden Fall sehr viel dabei !

Gruß Aloys.
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Re: BLDC Motor Controller als Laderegler

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Gepostet: Gestern um 15:52 Uhr  ·  #5
Ja ich überlege mir auch gerade, für mein 24V 600W Windrad einen hoverboard controller zu nehmen. Für den hab ich ja auch schon einen online compiler entwickelt: https://pionierland.de/hoverhack

Die Dinger sind eigentlich für 36V (10s) und 2x 350W ausgelegt. Werden aber für 12s genutzt. Das Limit sind da eher die Motoren die wegen den so 20% Verlustleistung schmelzen. Eigentlich sind die Mosfets wohl eher nur für 10A ausgelegt. Wenn man das Alu kühlt, sollten aber auch 20A und mehr möglich sein.

Probelm ist, dass für Active-Rectifier, Rekuperation und FOC wohl zwingend die 5 Hallkabel nötig sind. Und mein Generator hat nur die drei dicken Kabel.

Ich würde mir wünschen dass jemand mal mit den 350Watt Motoren einen Deirreius oder Normalo baut..

3kW ist natürlich ein andere Hausnummer. Hab aber schon die VESC firmware zu meinem online compiler hinzugefügt.
Aus China gibt es 13s 50A controller für 110€: https://de.aliexpress.com/item/1005003442320157.html
Damit könntest Du knapp 2,5 kW 16s LiFePo4 laden.
Wenn man die "Ampere: 70A kontinuierliche, momentanstrom 200A" nimmt dann auch 3,5 kW
Als BLDC könntest Du einen 2000W Scootermotor nehmen, wie ich sie für mein Sägewerk verbaut habe. Hab zwei Kits im Sommer günstig direkt aus Tschechien bekommen. https://de.aliexpress.com/item/32863872417.html

48V 60V DC 2000W
Spannung/V: 60V
Nennleistung/W: 2000W
Bewertet drehmoment/N · m: 5N.m
Nenndrehzahl: 4600 r/min
Nennstrom: 30A

bei Schnelllaufzahl von 5 und 4 Meter Durchmesser wären dass bei 30 m/s 150m/s am Flügelende und 150/(4xpi) = 12 revs = 716 rpm.

Mit einem 4600/716 = 6,4:1 Getriebe könnte das klappen. Das schaffst Du mit einer Fahrradkette..


Dieser nette Kickstarter verwendet auch VESC und die kleinen billigen Skateboard BLDC: https://www.kickstarter.com/pr…nd-turbine
Halt auch nur 600W

Wäre schön wenn die 2000W Scooter Controller auch Rekuperation beherrschen würden. FOC wohl nicht. Hab zwei Dinger von dem Kit aus Tschechien "rumliegen", da ich die zwei 2000W BLDC an einem einzigen Hoverboard Controller laufen habe. Bei 36V und wohl auf je 500 W begrenzt.

Hätte so einen 2000W BLDC mal mit dem billigen Chinacontroller an eine Bohrmaschine hängen sollen..

Und schau mal bei QS Motors. Also gleich einen Hub-Motor für Elektroautos, da kannst Du die Windräder direkt auf die Flege schrauben.. Gibt es in verschiedenen Wirkungsgradklassen von billig bis ganz billig: https://de.aliexpress.com/stor…94707.html

Die passenden Controller sollten auch Rekuperation haben und so als Generator arbeiten können.


das Roland
der kleine Physiker :-)

Nachtrag: https://de.aliexpress.com/item/33050144226.html Nur 420rpm würden sich also für Direktantrieb eigenen. Vielleicht sogar vier Flügel, die würden noch einfacher auf die Felge passen.
Hier aus deren Shop ein 50A Controller mit Regenartion und zumindest Sinus: https://de.aliexpress.com/item/33053577721.html
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