Nova-Motors SLI-5: Pluskabel zum Motorcontroller wird zu heiß und erzeugt Schmorspuren

[MEroller]

Einspruch. Die Phasenströme sind nicht höher, sondern maximal so hoch wie der Batteriestrom, dann aber wegen der "Weiterschaltung" auf die nächste Phase kurzzeitig wieder weg, weshalb im Mittel auf den Phasen sogar weniger Strom fließt als am Batterieanschluss.

Einspruch gegen den Einspruch: Wir reden hier nicht von BLDC Motoren (was eh ein Oxymoron ist...), sondern von Permanentmagnet-Synchronmotoren, die bei geringen Drehzahlen mit extrem geringen Phasenspannungen (wegen fast Kurzschluss) erheblich höhere Phasen-Wechselströme abbekommen, als von der Batterie bei weit höherer Spannung in den Inverter an DC-Strom geliefert wird. Ist quasi analog dem Trafo-Prinzip.

[jolep]

erheblich höhere Phasen-Wechselströme... Ist quasi analog dem Trafo-Prinzip.

ok... ich lerne da ja gerne dazu.

Jetzt wirds ein bisschen off-topic, ich muss da aber trotzdem kurz nachhaken.
Ich verstehe durchaus viel von Elektronik, aber mit Motoren und deren Ansteuerung bin ich bisher nicht in Kontakt gekommen.
Wie kann denn der Strom in den Phasen größer werden als der Batteriestrom ? Da ist doch nirgends ein echter Trafo drin. Ich sehe da aktuell nur 2 Möglichkeiten, wie ein Laststrom höher sein kann als der Versorgungsstrom :
- es gibt eine Resonanz (die dicken C's im Controller und die L's im Motor bilden einen Schwingkreis)
- Prinzip Step-Down DC/DC : dort ist der mittlere Ausgangsstrom auch größer als der mittlere Eingangsstrom. Spitzenströme sind aber im wesentlichen gleich.
beides sehe ich bei einer Motoransteuerung nicht.
Leider finde ich im Netz nirgends eine schöne Übersicht über Strom / Spannungsverläufe an einem Umrichter mit permanent erregtem Synchronmotor

Aus meiner Erinnerung ohne jetzt am Roller nachzusehen: die Phasenkabel sind dünner als das Batteriekabel.

[MEroller]

Aus meiner Erinnerung ohne jetzt am Roller nachzusehen: die Phasenkabel sind dünner als das Batteriekabel.

Deine Erinnerung trügt Dich nicht, wenn es um einen Radnabenmotor ging. Denn dort müssen die Phasenkabel ja durch die feststehende Motorwelle durchpassen, weshalb die gerade so dick sind, dass sie noch durchpassen. Aber natürlich zu dünn für die eigentlichen Phasenströme, was die schnell heiß werden lässt, wenn man den Motor bei geringen Drehzahlen maximal plagt

Der Inverter ist bei geringer Fahrgeschwindigkeit in der Tat ein gewaltiger step-down Converter, wie ich es im vorigen Post auch beschrieben hatte. So werden durch das Zerhacken des Batteriestroms in die Phasenströme (Pulsweiten Modulation, kurz PWM) die Phasenspannungen von z.B. 72V Batteriespannung auf nur wenige mV Phasenspannung reduziert, weil die Motorphasen durch sehr wenig Back-EMF (electromotive force) nahezu einen Kurzschluss darstellen, so dass trotz der geringen Spannung weit größere Phasenströme fließen, als Batteriestrom hineingeht. Das muss auch so sein, denn die elektrische Leistung bleibt ja nahezu erhalten (P=UxI), abgesehen von den Schaltverlusten im Inverter und den Leitungsverlusten (das ist stark vereinfacht...).

Erst mit steigender Drehzahl steigt auch die Generatorspannung in den Spulen (back-EMF), so dass diese durch immer höhere Phasenspannung vom Inverter überwunden werden muss, dass überhaupt noch Phasenstrom fließt. Bis bei vmax, so diese nicht künstlich gedrosselt wird, schlussendlich die volle Batteriespannung an die Phasen weitergegeben werden muss, mit dann geringeren Phasenströmen bis schlussendlich fast 0A, wenn die Generatorspannung gleich der Battriespannung ist.

[guewer]

Das Pluskabel hat nur einen Kabelquerschnitt von 4 mm²:

Eigentlich viel zu wenig!

Ein passender Rohrkabelschuh ist der Cembre A1-M4, für die Schrauben der Größe M4 am Controller:
https://www.kabelschuhe-shop.de/cembre- ... h-4-6mm-m4

Ein Schrumpfschlauch sowie der vorher gezeigte Glasseidenschlauch kamen später noch drüber.


Vielleicht erneuere ich die anderen Kabelschuhe auch noch.

[Schnabelwesen]

Jetzt sieht das schon mal ordentlich aus!
Den Glasseidenschlauch würde ich weglassen. Da staut sich eher die Wärme drin, die aufgrund der geringen Querschnitte möglicherweise entsteht.
4mm Schraube und 4 Quadratmillimeter Kabel - puh ha, die wollen es wissen. Aber da wundere ich mich jedesmal drüber. Wenn es sonst keine Schwachstelle gibt, scheint es ja zu funktionieren.
Du hast jedenfalls die Ursache geortet und den Fehler beseitigt .
Schöne Grüße, Bertolt

[guewer]

So, nun habe ich heute einmal eine längere Probefahrt über ca. 13 km nonstop gemacht. Auch geschaut, dass möglichst viele Steigungen dabei sind.

Nach dem Abstellen dann sofort die Akkuwanne herausgenommen, und mit einem Infrarot-Thermometer die Hitze am Plus- und Minuspol gemessen (danach zur Kontrolle noch mit dem Finger hingefasst).

Ergebnis: Plus lag bei ca. 33°, Minus bei 31°. Auch der Controller an sich war bestenfalls handwarm. - Ich denke, das ist okay so, auch wenn es bestimmt noch belastendere und längere Streckenprofile gibt.

Am Minuspol (schwarzes Kabel) habe ich wegen der vermutlich doch höheren Strombelastung den Kabelschuh auch noch gegen einen hochwertigen von Cembre ersetzt. Die anderen (gelb-grün-blau) belasse ich so, weil sie keinerlei sichtbare Überhitzungsspuren zeigten.

[MEroller]

Plus- und Minuspol erleben exakt den selben Strom, denn es ist ja ein Stromkreis, von dem nicht irgendwo etwas ins Nirvana abbiegt. Alos gern bie Pole gleich behandeln, was gute Ringkabelschuhe angeht
Und knapp über 30°C ist wirklich harmlos, alles soweit mal gut!

[guewer]

Ich habe mir vorhin noch etwas überlegt... Bevor ich alles wieder komplett zusammenbaue, will ich die nächsten Tage auch noch den ultimativen Härtetest für die Leitungen durchführen: Bei mir in der Nähe gibt 's da so eine Steige, wo auf einem Kilometer Wegstrecke 150 Höhenmeter an einem Stück bei 15 % Steigung zu erklimmen sind. Genau diese Strecke werde ich dann fahren.

Oben am Berg (dort verstaubt ein 1968 errichteter riesiger Fernsehturm) werde ich dann mit meinem Infrarot-Thermometer noch einmal nachmessen. Bin gespannt, ob und wie weit es dann mit den Kabeltemperaturen nach oben geht. Wenn die Kabel dabei nicht allzu warm werden, sind sie für alles gerüstet. - Werde berichten...

Plus- und Minuspol erleben exakt den selben Strom, denn es ist ja ein Stromkreis, von dem nicht irgendwo etwas ins Nirvana abbiegt. Alos

Ich als Laie dachte eigentlich immer, dass der Pluspol wesentlich stärker belastet würde, weil über den Minuspol nur der rückfließende Strom, abzüglich des Verbrauchs durch den Motor, fließt.

[MEroller]

Ich als Laie dachte eigentlich immer, dass der Pluspol wesentlich stärker belastet würde, weil über den Minuspol nur der rückfließende Strom, abzüglich des Verbrauchs durch den Motor, fließt.

Ne, ein Stromkreis ist ein StromKREIS Was verlustig geht unterwegs ist etwas Spannung, und somit elektrische Leistung gemäß P=U x I. Stell es Dir wie ein Hydraulik-Kreislaufvor. Wenn da nirgends ein Leck drin ist, kommt immer gleich viel Öl zur Pumpe zurück (der Strom), als sie auf der anderen Seite wieder in den Kreislauf schickt. Aber der Öldruck (die Spannung) nimmt über die Leitungen und die angetriebenen Hydraulikzylinder oder -Motoren ab.

[guewer]

So, gerade vorhin noch die angekündigte Höhenfahrt mit 150 m Höhenunterschied (am Stück sind 's eigentlich nur 100 m) absolviert, und am Berg dann gleich gemessen. Die Geschwindigkeit des Rollers sackte am steilsten Punkt auf 22 km/h ab. Vielleicht schon ein Zeichen, dass die Batterien langsam weich werden.

Ergebnis:
Rot (Plus) = 36°, Schwarz (Minus) = 34°, Blau = 41°, Grün und Gelb waren unauffällig.

Einzig die blaue Leitung tanzte etwas aus der Reihe. Trotz allem noch unbedenklich, denke ich. Kann und wird alles so bleiben jetzt.