Controller / maximale Geschwindigkeit

[dexter]

Die Kelly-Controller scheinen ja die Geschwindigkeits-Drosselung nur per Begrenzung von Spannung und/oder Strom zu realisieren:

http://kellycontroller.com/KEBhelp.php (Step 1 "max ... current" + Info zu Step 3 "actually it's done by limiting motor voltage")

Machen das alle handelsüblichen Controller so?

Was mich daran stört: wenn diese Limits pauschal vewendet werden klaut einem das auch pauschal Leistung. D.h. auch wenn der Motor eines 45er bspw. theoretisch 3000 W mechanische Leistung abgeben könnte, wird er in der Praxis durch die Drosselung daran gehindert, und zwar auch im erlaubten Geschwindigkeitsbereich. Ich meine genau diese Pauschaldrosselung der Leistung bei meinem Roller zu beobachten.

Wenn das tatsächlich so ist: warum realisieren die Controller die Begrenzung nicht über die Umlauf-Frequenz des Magnetfelds? Über den Raddurchmesser kann doch die Geschwindigkeit aus den Hallsensor-Signalen korrekt ermittelt werden. Der Controller könnte also doch theoretisch erst bei Erreichen der gewünschten Grenze den Feldvorlaufwinkel so weit verringern, dass die Geschwindigkeit nur noch gehalten wird. Der Vorteil wäre, dass bis zu dieser Geschwindigkeit die volle Motorleistung zur Verfügung stände.

Ich kann mir nicht vorstellen dass die Controller-Programmierer noch nicht auf diese Idee gekommen sind. Also, was spricht dagegen?

[MEroller]

Ja, diese Befürchtung hatte ich auch schon. Das hört sich schon sehr pauschal an: "actually it's done by limiting motor voltage". Dasselbe macht quasi auch der H/L-schalter bei meinem Roller, wenn er auf L steht: da wird dann eben weniger als maximal 4,5V Drehgriffspannung and den Controller gegeben, was den gesamten Antritt drosselt und nur eine verhaltenere Beschleunigung bis auf ca. 54km/h zulässt.

Wenn ein Controller von vorneweg mit einer Maximalgeschwindigkeite-Regelfunktion ausgestattet ist, dann wäre die Limitierung über die Drehzahl natürlich zumindest technisch kein Problem.
Der Sevcon im Vectrix VX1 macht das wohl, nutzt aber zur Verhinderung von weiterer Geschwindigkeitszunahme leider keinen gescheiten Regler (mindestens PI), sondern stellt einfach mal kurz den Stromfluss ab, bis die Motordrehzahl wieder unter dem eingestellten Limit liegt. Dies führt zu einem sehr unschönen Ruckeln um die Höchstgeschwindigkeit rum, wie es bei 45km/h wohl auch manche Emax Roller plagt.

Wie macht das ein Emco Novax mit seinem 4kW Motor???

Schöner ginge das mit einer PI(D)-Regelung, die z.B. ab der Drehzahl, die 43km/h entspricht erst beginnt, Spannung/Strom runterzuregeln, um dann bei 45 (besser bei 47 bis 48...) etwa den Wert einzuregeln, der die Raddrehzahl konstant hält. Das würde sich dann zwar beim Beschleunigen in etwa so anfühlen, wie wenn man auf einmal vor eine Wand fährt (muss da wieder Emax anführen), hätte aber den Charme, dass z.B. bei Gegenwind oder Bergauffahrt schnell wieder die volle Power anliegt am Motor.
Der Cycle Analyst bietet eine solche Funktion, wozu man das Sensorsignal vom Drehgriff in das Teil einspeist und den entsprechenden Ausgang an den Controller anschließt. Bei der vorgegebenen Geschwindigkeit nimmt der dann das Drehgriffsingal so weit zurück, bis die Geschwindigkeit gehalten wird. Wenn man das aber schön komfortabel und stabil geregelt hinkriegen will kommt man um eine Runde Regelungstechnik nicht herum und darf Proportional-, Integral- und ggf. Differentialanteil händisch so tunen, bis es einem passt. Ich bezweifle aber stark, dass der TÜV eine Drosselung per userverstellbarem Cycle Analyst zustimmen würde...

[dexter]

Um das komfortabel zu bekommen muss man natürlich alle Parameter zusammenbringen, im Millisekundenbereich nachregeln und den Regeleingriff gut dämpfen. Bei einem Highend-Teil wie dem Vectrix hatte ich da echt mehr erwartet als einen AN/AUS-Eingriff. Ruckeln ist IMO überhaupt komplett unnötig, die aktuelle Lastsituation spiegelt sich ja in der Stromaufnahme des Motors wieder.

Jedenfalls ist das kein Argument warum man das nicht machen könnte, denn jeder aktuelle Controller dürfte mehr als genug Rechenpower für noch wesentlich komplexere Aufgaben haben, und kennt ja alle Parameter.

Hier hat jemand einen Controller selbst gebaut: http://rmmx.gmxhome.de/bldchv/start.html
...und selbst die dort verwendete Atmel-CPU (8 MHz!) dürfte genug Reserven für zig solcher Regelungen gleichzeitig haben...

Der Cycle-Analyst ist ein guter Hinweis. So kann man's natürlich auch machen, aber offenbar macht der es ja auch nicht ganz richtig (=komfortabel+stabil)? Er könnte es aber, denn er kennt ja auch die anderen Fahrparameter... ach ne, nur wenn er das direkte Interface zum Controller hat, schade. Aber ist natürlich auch iwie krank, eine elementare Controller-Aufgabe durch ein Zusatzgerät nachrüsten zu müssen.

[Peter51]

Mein E-Max 90S ist auf speed forward 168Hz eingestellt = 48km/h. Wenn ich mit 52V Batteriespannung fahre und der Max versucht 52km/h zu fahren, macht der Controller zu = Ampereanzeige 0 Ampere. Wenn die 48Km/h unterschritten sind, reist der Controller wieder auf. Ist die Batteriespannung 47...48V werden die 48Km/h so gerade eben erreicht und es ruckelt nichts. Ist der Controller auf 160Hz eingestellt = 45km/h ist der Effekt noch störender. ( Genau 3,5Hz entsprechen 1 km/h)
Für die Rennstrecke: (mit der Setting-Box nur für Händler lassen sich über 2 Dutzend Parameter einstellen)
Wird der Controller auf 210Hz ( theoretisch 60km/h) eingestellt, werden Taxho 58km/h erreicht = 55Km/h nach GPS.

Der Vectrix ist ein ganz anderes Kaliber. Der Sevcon-(Sinus) Controller arbeitet mit erweiterter Stromvektorregelung (u.a. gutes Drehmoment von unten heraus). Ein normaler Controller arbeitet im Spannungs/Frequenz Modus. Motorspannung steigt mit der Ausgangsfrequenz des Controllers und damit auch die Motordrehzahl. Zu diesem Thema ist sicher Sinusleistungsteller.de interessant. Wünschenwert wäre ein Cruise Control - so Art Tempomat für unsere Elektroroller.
P.S. Die neuen E-Maxe ( schwarz-orange) haben auch den Sevcon Controller. Liegen hier schon Erfahrungsberichte vor?
Das Programmiergerät für ein Sevcon G8035 kostet übrigens 995 US Dollar.

[Inno6000L]

Dies führt zu einem sehr unschönen Ruckeln um die Höchstgeschwindigkeit rum

Also bei meinem Vectrix konnte ich noch kein Ruckeln feststellen. Der beschleunigt halt mit voller Power bis 100 und bleibt dabei bis man vom "Gas" runter geht. Ein Ruckeln gibts da in keiner Drehgriff Stellung. Jede beliebige Geschwindigkeit ist super fein einzustellen, auch 0,5Kmh.

[Peter51]

Dein Roller hat ja auch keine 45km/h Begrenzung (Gesetzgeber). Wer kann schon den Stromgriff in einer 90% Position halten? Deshalb auch mein Wunsch nach einer cruise control (Tempomat). Vielleicht lesen die Entwickler des neuen BMW Elektrorollers ja mit. Der neue Vectrix VX 1 kostet ja nur 12.000 Euro und hat einen state of the art Sevcon-Controller. Meinem E-Max 90S vergleichbar ist der Vectrix VX 2 rund 4.000 Euro. Die E-Mäxe waren aber 3 Jahre eher da und haben jetzt auch den Sevcon-Controller und kosten 20% weniger als der VX 2.

[dexter]

Ein normaler Controller arbeitet im Spannungs/Frequenz Modus.

Da hab ich mal wieder viel zu kompliziert gedacht, ich dachte genau für die Modellierung der Maschine braucht ein Controller einen Mikroprozessor...

Was fehlt denn einem "normalen" Controller hardwareseitig für eine Vektorregelung? Die Messwerte für Spannung + Strom im Motorkreis? Oder ist das ein reines Softwareproblem?

[Peter51]

....das ist ein sehr komplexes Thema. Ich hab' mehr mit Industie - Frequenzumrichtern ( ein FU wandelt z. B. 3 Phasen 400V 50 Hz in Gleichspannung 560VDC um, aus dieser Gleichspannung werden z.B. 3x 0...400V 0...50Hz erzeugt zur Drehzahlregelung von Drehstrommotoren) zu tun.
Ein Controller ist im Grunde genommen ein Wechselrichter ( ein WR erzeugt aus einer Gleichspannung z. B. 48VDC eine 3 Phasenspannung 0...29VAC 0...160Hz so ist es z,B. beim E-Max).
Zur Erzeugung des Pulsmusters und für Regelaufgaben braucht ein Controller einen Mikroprozessor. Die Contoller können im Spannungs- / Frequenz Modus arbeiten oder mit höherer Rechenleistung im Stromvektor bzw. im erweiterten Stromvektor Modus arbeiten. Im Vektor Modus kann mit ohne / oder Drehgeberrückführung arbeiten. Z. B. Hallsensoren, Digitaltacho mit 1024 Impulsen bzw. cos/sin Geber.
Fazit:
Für mehr Geld bekommt man auch mehr Anfahrmoment und einen höheren Wikungsgrad. Als Nachrüst Controller kann man derzeit wohl nur einen Kelly kaufen. Schade, daß so ein großer Hersteller einen Sinus-Controller, wie z.B. Sevcon, nicht herstellen kann. (Wollte letztes Jahr einen Sevcon kaufen, Projekt ist letztendlich an der Parametierung, kein Händler in Deutschland oder haben nur Ahnung von Gabelstaplern, Kosten gescheitert).
Mit Gruß aus dem hohen Norden.

[MEroller]

Ich finde auch, dass Sevcon eine GROSSE Dummheit darin begeht, den Nachrüstmarkt so konsequent zu misachten. Die überlassen das ganze Nachrüstgeschäft den Kelly-Chinesen, die sich sehr clever aufgestellt haben gegenüber Privatkunden und damit sicher ein Bombengeschäft machen. Klar ist deren Rechteck/Trapezkommutierung ein bisschen primitiver und nicht ganz so effizient wie die Sinus-/Vektor-Ansteuerung eines Sevcon, aber sie tut den Job zu einem überschaubaren Preis, sie liefern zuverlässig und pünktlich, haben einen guten technischen Support und sind qualitativ offensichtlich in der oberen Region der China-Controllerwelt zuhause - so viel mehr will ich garnicht
An Sevcon hatte ich schon am 21.08.2011 (an ukinfo@sevcon dot com) folgenden Wortlaut geschickt:

"A major drawback for potential Gen4 customers, especially in the do-it-yourself area, but also for EV-dealerships, is the very steep price for the calibrator handset unit. In your sparse Gen4 documentation (available online) you mention that "Sevcon offers a range of configuration tools for the Gen4 controller, with options for Windows based PC...".
Is this an actual fact and available - and if yes at what price? Kelly distributes it as a free download...
How would one be able to get a hold of this software? And what kind of interface would be necessary?
And is there some more detailed documentation of what configuration possiblities there are, and maybe a more complete product specification for Gen4 than is available online?"

Bin eigentlich der Ansicht, dass das einem Briten oder Iren halbwegs verständliches English war, aber bis dato keine Antwort - nix.

Deshalb habe ich dann eine Woche später bei Kelly bestellt, und habe es bis ebenfalls bis dato noch keinen Tag bereut...

[dexter]

@MEroller: Vielleicht hättest Du Kelly in Deiner Anfrage nicht erwähnen dürfen

Du hast doch einen KEB, hast Du mal probiert was passiert wenn Du den auf 45 km/h konfigurierst? Weil: die Beschreibungen zu den KEBs lesen sich eigentlich schon so als würden die mehr machen als eine einfache Spannungs/Frequenz-Ansteuerung. Zumindest messen sie alle nötigen Spannungen und Ströme, können wahlweise auf Drehmoment oder Geschwindigkeit hin optimieren und es liest sich auch so als würden die Limits keinen Einfluss auf die Startbeschleunigung haben... kann natürlich alles nur geschicktes Marketing sein.

Nochmal zum Novax: ich finde nirgends welcher Controller da verbaut ist oder was man da konfigurieren kann. Fahrer haben wir ja leider auch noch keine hier. Das Handbuch führt einen "Spannungswandler" mit genau derselben Bezeichnung wie beim Novum auf -- aber beim Novum soll der ja nicht programmierbar sein -- entweder ein Druckfehler oder gemeint ist der 12V-Wandler.