SinusLeistungsSteller - Entwicklungsstand/2006 |
... nachfolgend das Jahr 2006 im Überblick: 14.12.2006: Unser eigener Motor hat inzwischen eine wesentliche Verbesserung erfahren. Als ´vorweihnachtliche Bastelarbeit´ haben wir die beim 7KW-Lauf (siehe weiter unten) eingesetzte Wicklung (2 parallele 1,5mm Runddrähte = 3.5mm²) durch eine Kupferbandwicklung (2 mal parallel 0,4*10mm = 8.0mm²!!) ersetzt. Die Kupfer-Wicklungen alleine schlagen mit 500g zu Buche ... hier verlassen wir langsam den Bereich des Modellbaus ;-) 05.12.2006: Der Predator wurde mit einem Zusatzlüfter auf der Nase ausgerüstet, um zusätzlichen Fahrtwind für seine Kühlung zu erzeugen. Jetzt können wir auch damit Leistungen von mehr als 6KW für mehr als eine Minute fahren (dann erreicht der Motor 100°C). Es wurde ein kleinerer Propeller mit 28" verwendet, wodurch höhere Drehzahlen bis 6.000U/min bei 49V Batteriespannung erreicht wurden. Bemerkenswert ist, daß dieser Versuch mit einem gehäuselosen SLS-60-200 durchgeführt wurde! Die Strahlgeschwindigkeit dieses hochdrehenden Setups reicht für die Kühlung des Reglers aus - ohne Gehäuse/Kühlkörper! Der Regler blieb hierbei unter 70°C. Damit uns der SLS nicht davonfliegt, mußten wir ihn in einen kleinen Maschinenschraubstock einspannen und zusätzlich alles ordentlich mit Klebeband sichern. 06.11.2006: Zur Abwechslung mal etwas fürs Auge: Entwicklungsbegleitend dokumentieren wir den Ist-Zustand mit einer Wärmebildkamera. Hieraus eine kleine Auswahl der ´schönsten Bilder´ ... oben, links: unser Motor von der Propellerseite kurze Zeit nach einem Lauf im Stillstand gemessen... daneben zwei Bilder während unseres 7.000W-Laufs (deutlich erkennbar, daß die kleine Gehäuseseite im Vordergrund wesentlich wärmer wird als die größere Seite des Alu-Gehäuses ... ... und unten schließlich der Beweis, daß Markus einen heißen Reifen fährt ;-) ... das war aber schon bekannt! Im Monstertruck kam bei diesen Aufnahmen ein SLS-60-100 ohne Gehäuse zum Einsatz. Lediglich ein Schrumpfschlauch schützte die Elektronik gegen Verschmutzung. Der zwischenzeitlich erreichte hohe Wirkungsgrad läßt uns darüber nachdenken, den SLS evtl. doch wieder als ´Light-Version´ anzubieten. 30.10.2006: Die verbesserte thermische Anbindung der Endstufen übertrifft unsere Erwartungen. Mit einem SLS-60-200 ist inzwischen die 7.000W-Grenze gefallen! Bei einer Eingangsspannung von 53V nahm der Regler ca. 132A auf und wandelte diese Leistung um in 3.600U/min am 40"-Propeller. Dabei arbeitete der Regler mit 20kHz PWM-Frequenz in einem Arbeitspunkt von ca. 80% Teillast. Wie dem Bild zu entnehmen ist, stieg der Motorstrom dabei auf ca. 103A(eff). Wir haben uns in Schritten von 60U/min an die 3.600U/min herangearbeitet: ..3.420..3.480..3.540..3.600U/min Unseren Motor konnten wir nur ca. 30 Sekunden unter Volldampf betreiben. Er erreichte dabei Wicklungstemperaturen von mehr als 150°C. Die Pausen dazwischen waren nötig, damit der Motor auf unter 50°C abkühlen konnte. Ganz klar, daß dieser Motor bei unseren künftigen Versuchen das schwächste Glied in der Kette sein wird. Woher bekommen wir nur einen (drehmoment-)stärkeren Motor??? Der SLS (er wurde ohne Zusatzkühlkörper betrieben!) erwärmte sich auf 75°C. Diese Temperatur wurde an der kleinen Gehäuseseite gemessen, die bzgl. Wärmeabgabe an die Umgebung benachteiligt ist. Die größere Gehäusehälfte erreichte nur ca. 60°C. Bei unserem neuen Gehäuse ist diese Asymetrie beseitigt, so daß sich die Gehäusehälften nahezu gleich erwärmen werden. Mit zusätzlichen Kühlkörpern könnten wir uns dieses Leistungsniveau dann durchaus auch als Dauerlast vorstellen - zumal eine nochmalige Verbesserung der Anbindung der Endstufen in Vorbereitung ist. 23.10.2006: Unten rechts der neue Konstanter - mit neuem (großen!) Trafo und Gleichrichter. Auf dem Boden im Vordergrund steht der alte (ausgebaute) Trafo. Links: unser zweiter Konstanter von der Elektronikseite her abgelichtet. Den Konstanter können wir von einem (alten - eBay!) Notebook, via serieller Schnittstelle steuern. Die Spannung kann von 0..65V, das Stromlimit von 0..200A vorgegeben werden. Ferner besteht die Möglichkeit die Ausgangsspannung mit steigender Stromstärke nachzuführen, um die Zuleitungsverluste zu kompensieren. Alle Soll- und Istwerte werden auf dem Notebook angezeigt. Wenn wir mal etwas mehr Zeit haben, bauen wir daraus einen Batteriesimulator mit einstellbarer Zellen-Charakteristik (LIPO, NiMH, etc.) und voreinstellbarer Kapazität (Ah). Das macht natürlich nur Sinn, für den stationären Betrieb an Prüfständen - in die Luft bringt diesen Konstanter niemand ;-) ... besteht für sowas Bedarf? 20.10.2006: In dieser Woche haben wir einige Punkte unserer ´to-do-list´ erledigen können: der neue Konstanter ist fertig (projektiert sind ca. 180A bei 60V - mal sehen was er wirklich kann ...) Dann haben wir ein erstes Muster des neuen SLS-Gehäuses bekommen. Dieses wird in Verbindung mit der verbesserten Endstufe (Stichwort: Entwärmung) höhere Leistungen zulassen, wie erste Experimente (bei kleinerer Leistung) bereits bestätigt haben. In den nächsten Tagen/Wochen werden wir ein paar Muster des SLS-60-100 (-200) aufbauen und an unserem Prüfstand vermessen. Sicher (hoffentlich) werden wir dabei feststellen, daß es jetzt wieder der Motor ist, der als limitierender Faktor hin zu größeren Leistungen wirkt - bisher war es der Konstanter! 04.10.2006: Mit LIPO-Zellen funktioniert die Abregelung natürlich auch! Unten ein Versuch mit dem 10S4P-Block (ca. 8Ah) aus Thomas Kalle´s Helicopter; aufgenommen an unserem Propellerprüfstand mit einer Abregelschwelle von 31.6V und einer Abschaltschwelle von 30.0V. Schön zu sehen, wie die LIPO-Zellen die Spannung über die Entladezeit stabil halten und erst sehr spät einbrechen. Nach Erreichen der Abregelschwelle kommt der Propeller relativ schnell zu Stillstand, da nur noch wenig Restladung in den Akkus vorhanden ist. Gerade bei den teueren LIPOs kommt es darauf an, nicht zu tief zu entladen damit die Zellen keinen dauerhaften Schaden nehmen oder vorzeitig degradieren (Verringerung der Ladezyklen). Von Hersteller zu Hersteller gibt es unterschiedliche Angaben, wie tief LIPO-Zellen entladen werden dürfen - mit dem SLS ist es möglich diese Schwelle sehr genau einzustellen. 29.09.2006: Die Abregelung bei leerem Akku wurde weiter verbessert. Im unten gezeigten Versuch wurde ein NiMh-Akku (30 Zellen, 3,2Ah) mit einer Abregelschwelle von 28,7V und einer Abschaltschwelle von 25.5V am Propellerprüfstand (40"-Propeller bei 1400U/min) bis zum Stillstand des Motors entladen. Bis zur Abregelschwelle (28,7V) folgt die Akku-Spannung der bekannten Entladekurve für die Entnahme einer konstanten Leistung. Ab dieser Schwelle wird die entnommene Leistung zurückgeregelt, so daß eine Tiefentladung des Akkus verhindert wird. Bei Erreichen einer Akku-Spannung von 25.5V schaltet der SLS den Motor vollständig ab - die Akku-Spannung erholt sich im Anschluß bis nahe an die Leerlaufspannung. Der Anwender behält auch während des Eingreifens der Abregelung die volle Kontrolle - lediglich die maximale Leistung steht nicht mehr zur Verfügung. Die Schwellen für Abregelung und Abschaltung können in Schritten von 0,1V parametriert werden. Dadurch kann für die unterschiedlichste Anzahl und Art der verwendeten Zellen ein sicheres Abregelverhalten bei nahezu vollständiger Nutzung der mitgeführten Energie erzielt werden. 26.09.2006: Unser erster SLS-60 mit neuer Hardware durfte heute erstmals laufen. In der großen Ausbaustufe (SLS-60-200) erreichten wir auf Anhieb eine Leistung von 5.500W bei Uin=50V - jedoch mit Zusatzkühlkörpern, die beidseitig außen auf das SLS-Gehäuse geklebt wurden und einen Platz im Luftstrom zugewiesen bekamen. Der SLS kam dabei auf 80°C (neben einem MOSFET gemessen); unser Motor brachte es auf 110°C (in der Wicklung gemessen). Fazit: Für größere Leistungen müssen wir das SLS-Gehäuse überarbeiten, die thermische Anbindung der Endstufen-Elektronik an das Gehäuse verbessern und den größeren Drehstromtrafo endlich in unseren Konstanter einbauen. Ein größerer Motor als Last wäre auch wünschenswert. Trotzdem hat unser Eigenbaumotor überrascht: er mußte bei einer Drehzahl von 3.300U/min immerhin knapp 14Nm abgeben! Für einen Innenläufer mit nur 2kg Gewicht und ohne Getriebe (Direktantrieb!) kein schlechter Wert, wie wir finden. 11.09.2006: Es wird spannend ... wir haben zwar noch keine neue Hardware des SLS-60 für unsere Tests verfügbar, wollen die Zeit bis dahin aber nutzen, unseren eigenen Motor schon mal einzumessen. Hierfür haben wir einen Propeller mit 40" Durchmesser und einstellbarer Steigung montiert und optimieren damit den SLS-Parametersatz für diese Konfiguration. An diesem Aufbau muß die neue 60V-Hardware demnächst zeigen, was in ihr steckt! Der Propeller (er reicht mir vom Boden aus bis zum Bauchnabel!!!) gehört eigentlich zu einem (manntragenden) Ultraleicht-Flugzeug, wird uns aber durch die veränderbare Steigung erlauben, die Leistungsgrenze von SLS+Motor bis in die ´hinterste Ecke´ auszureizen. Beim Motor handelt es sich um einen von uns umgebauten Industrie-Motor, den wir auf unseren SLS hin optimiert haben und mit großen Luftein- und -ausläßen versehen haben, um eine gute Kühlung und somit eine hohe Dauerleistung zu gewährleisten. Für den zu erwartenden hohen Leistungsdurchsatz muß das SLS-Gehäuse (=Kühlkörper) in den nächsten Wochen hinsichtlich bessere Kühlung überarbeitet werden. Die Leistungstests werden wir natürlich im Freien durchgeführt - im Moment beschränken wir uns auf Anlaufversuche und kleine bis mittlere Leistungen um 3KW. Die neue SLS-Hardware geht in der nächsten Woche zum Bestücker. Ende September/Anfang Oktober wird sie uns für die Tests zur Verfügung stehen - dann wird es erst richtig spannend :-) 09.08.2006: In der kommenden Woche können wir hoffentlich das überarbeitete Layout für den SLS-60 zur Platinenfertigung geben. Die verbesserte 60V-Version wird uns also Mitte September z.V. stehen. Dann hoffen wir auch den abermals ´aufgebohrten´ Konstanter in Betrieb zu haben, da wir auch hier schon wieder gegen eine Leistungsgrenze laufen - die Ausgangsspannung bricht bei dem angeforderten Strom schon wieder zu stark ein! Jetzt kommt ein Drehstromtrafo mit der nächst größeren Bauform rein - das sollte Abhilfe schaffen! :-) ... 04.08.2006: Mit dem großen 42V-Regler (SLS-42-220) haben wir zwischenzeitlich die 5KW-Grenze genommen. Mit einer 28x12 Luftschraube auf dem Predator konnten wir eine Drehzahl von 5.400U/min bei einer Konstanter-Spannung von 41V erreichen. Nach 3 Minuten Vollgas kam der SLS gerade mal auf 75°C Endstufen-Temperatur. Der Motor erreichte nach dieser Zeit bereits 100°C (an der Wicklung), was uns zum Abbruch des Versuchs veranlaßt hat. Wir gehen davon aus, daß der Regler noch nicht am Ende seiner Maximalleistung angekommen ist! Zwar sind die 41V Eingangsspannung bei Betrieb an 10S-LIPOs unter Last nicht erreichbar, jedoch ist sowohl hinsichtlich der Regler-Temperatur (der Versuch fand ohne zusätzliche Kühlkörper am SLS statt!) als auch beim Akkustrom noch Luft nach oben. Mit der richtigen Kombination von Motor und Luftschraube sollte es möglich sein, diese 5KW noch deutlich zu überbieten. 12.07.2006: Die Verfügbarkeit der 60V-Version verzögert sich noch etwas, da wir das Platinen-Layout noch einmal überarbeiten müssen. Als Nebeneffekt verdoppelt sich dadurch der Trace-Speicher auf 512kByte. Dadurch können sämtliche Daten im Flug bis zu fast einer Stunde in einer Auflösung von 1/10 Sekunde mitgeschnitten werden! 11.07.2006: Da der SLS keinen internen ´Blitzschutz´ beim Stecken der Akku-Leitung hat, haben wir eine kleine (23x15mm), externe Schaltung entwickelt, welche die internen ELKOs vor dem Stecken der Akku-Leitung auf Betriebsspannung (vor-)läd. Die Schaltung wird nach dem Vorladen durch Stecken der Plus-Leitung überbrückt und produziert im Flug KEINE zusätzlichen Verluste. Der Vorladevorgang wird durch ein LED angezeigt. Verpolen der Akku-Leitungen wird duch ein zweites LED angezeigt. Beim SLS legen wir diese aktive Vorladeschaltung (AVS) natürlich kostenlos bei. Die AVS arbeitet auch mit Reglern anderer Hersteller zusammen und kann als Nachrüstsatz für diese bezogen werden. Verfügbar wird die Schaltung voraussichtlich ab Anfang August sein. 20.06.2006: Seit heute befindet sich unter "Highlights" (siehe links oben) weitere Information zum SLS. Jedes Highlight kann angeklickt werden und öffnet eine Seite mit ergänzenden Erläuterungen bzw. Hintergrundinformationen zum jeweiligen Punkt. 12.06.2006: Die letzten Wochen haben wir uns mit der Weiterentwicklung der Software beschäftigt und u.a. die Trace-Funktion implementiert. Im Bild unten sieht man eine Darstellung der ausgelesenen Werte. Aufgezeichnet haben wir einen Lauf des kleinen SLS-42-110 mit Predator auf dem Propeller-Prüfstand über 10 min bei 3,2KW. Zu sehen sind die Meßwerte für Drehzahl, Motorstrom(effektiv), MOSFET-Temperatur und Zwischenkreisspannung (wir arbeiten hier mit unserem Konstanter, nicht mit Akkus). Gut zu erkennen ist, daß die Drehzahl exakt auf 4.000 U/min ausgeregelt wird. Im zweiten Bild ist der rampenförmige Übergang von einer kleinen Drehzahl auf 4.000 U/min aus dem oberen Bild als Detail herausvergrößert. Wie theoretisch erwartet, steigt der Motorstrom quadratisch mit der Drehzahl an. Die Eingangsspannung lag bei 37V; die Anfangstemperatur bei 37°C. Alle Meßwerte wurden mit 100ms Auflösung aufgezeichnet - d.h. es wurden 10 Werte pro Sekunde mitgeschrieben. Die Stromschwankungen im ausgeregelten Zustand resultieren in der unterschiedlichen Anströmgeschwindigkeiten des Propellers. Auch dadurch wird das sehr gute Regelverhalten erkennbar: die Drehzahl wird ausgeregelt! 22.05.2006: Ab heute ist der SLS-42-110 sowie der SLS-42-220 lieferbar! Bereits bestellte Exemplare werden umgehend ausgeliefert. 19.05.2006: Ein erster Prototyp des SLS-60-100 ist aufgebaut und läuft bereits! Gleiches gilt für den neuen 60V-Konstanter. Schon in den nächsten Tagen werden wir auch den SLS-60-200 in Betrieb nehmen! Eine 24h-Dauerleistung von 6KW sowie 10KW(+) Peak-Leistung sollten damit möglich werden ... 29.04.2006: Gestern hat uns ein PREDATOR nebst 30"x12" Kohlefaserpropeller erreicht! Erste Messwerte mit SLS-42-220: 4.400 U/min an 35V mit ca. 100A Batteriestrom. Das sind 3.5KW aufgenommene Leistung! Die konnten wir mehrere Minuten laufen lassen, ohne daß sich der SLS-42-220 (Endstufen innerhalb des Gehäuses gemessen: max 55°C) oder der PREDATOR übermäßig erwärmt hätten! OK, der SLS lag voll im Luftstrom des Propellers - trotzdem überraschen gut! Im "Langsam-Mode" dreht er noch bei 50 U/min absolut rund - Drehzahlen zum Mitzählen! Sicherer und ruckfreier Anlauf auch auf die langsamen Drehzahlen ist kein Problem! Der PREDATOR könnte sicher auch noch mehr Leistung, da er sich selbst jede Menge Frischluft zuschaufelt - mehr als 65°C konnten wir nicht messen. Als einzigen Kritikpunkt bzgl. des PREDATORs können wir hier die Lautstärke des Motors nennen: bei gewissen Drehzahlen im Teillastbereich beginnt der Motor zu kreischen während er bei geringfügig größerer oder kleinerer Drehzahl wesentlich ruhiger läuft. Vermutlich irgendwelche schlecht gedämpften Resonanzen im mechanischen Aufbau des Motors, die sich von Plettenberg bestimmt noch beheben lassen. Diese Resonanzen traten auch bei Messungen am Generatorprüfstand auf... Getestet haben wir das ganze auf unserem Propellerprüfstand - DANKE ANDREAS! Da das Wetter wiedermal nicht mitgespielt hat fand dieser Test indoor(!) statt. Fazit: eine sehr zugige und sehr laute Angelegenheit! Unsere Frisuren sind etwas durcheinander, die Ohren klingeln noch aber die Tapete befindet sich an der Wand wo sie hingehört ;-) Hoffentlich wird das Wetter bald besser... 27.04.2006: Die MOSFETs sind endlich da! Wir werden jetzt umgehend die ersten Seriengeräte des SLS-42-xxx fertigen lassen und die bereits bestellten Geräte ausliefern. Anfang Mai können wir auch das erste Muster des SLS-60-xxx in Betrieb nehmen! 23.03.2006: Das Layout der 60V-Version ist fertig und bereits an die Platinenfertigung übergeben. Wir erwarten die ersten bestückten Platinen in der Woche nach Ostern - erste Tests also wie geplant noch im April! Das Layout wurde um einen Tracebuffer (256kByte) ergänzt. Damit können Systemgrößen wie z.B. Motorstrom, Temperaturen der Endstuf(en), Motordrehzahl oder Akkuspannung im Betrieb (Flug) mitgeschnitten und danach ausgelesen und graphisch ausgewertet werden. 13.03.2006: In den letzten Wochen haben wir uns darauf konzentriert, möglichst hohe Drehzahlen zu erreichen. Heute haben wir uns an die Stromgrenze herangetastet. Bei einer Teillast-Drehzahl von 7.500U/min haben wir den LMT3060-8-14 ´ausgequetscht wie eine Zitrone´. Die Bilder dokumentieren den Versuchsaufbau sowie die Meßergebnisse. Gemessen wurde der Motorstrom mit einer 100:1 Stromuntersetzung. Die Drehmoment-/Drehzahlanzeige zeigt die Werte der langsam drehenden Welle - also nach dem Untersetzungsgetriebe mit 3,6:1 (11,2Nm bei 2.084U/min ergibt ca. 2450W). Mit einem effektiven Motorstrom von 175A konnten wir dem LMT3060 deutlich über 300Ncm in Teillast abverlangen; dabei sind die Verluste im Getriebe noch nicht mal berücksichtigt! Natürlich haben wir für diesen Versuch einen SLS-42-220 verwendet, den wir jedoch nur bis zu 80% seiner theoretischen Stromgrenze ausgesteuert haben. Die PWM-Frequenz lag dabei bei konstanten 25kHz. 09.03.2006: Erste Muster der schwarz eloxierten Alu-Gehäuse für die Serie sind heute bei uns eingetroffen. Die zusätzlichen Lüfter bringen den SLS in ganz neue Dauerlastbereiche! Daneben Detailaufnahme der Status-LEDs und der Buchse für die serielle Schnittstelle. 24.02.2006: Wegen wiederholter Nachfrage: Wir werden auf der Messe Sinsheim NICHT als Aussteller vertreten sein! Jedoch werden wir am Samstag/11.3. oder Sonntag/12.3. (evtl. auch beide Tage) als Besucher auf der Messe sein. Natürlich werden wir auch einen SLS im Gepäck dabei haben ;-) Bei Interesse an einem kurzen Treffen am Rande der Messe bitte Kontakt mit uns aufnehmen (info@SinusLeistungsSteller.de) zwecks Abstimmung von Ort+Zeit. Wegen unerwartet langer Lieferzeiten diverser Bauteile werden wir leider erst im April lieferfähig sein - da läßt sich leider nichts dran ändern! SORRY! Bei Interesse können wir einen individuellen Vorführtermin bei uns im Labor bzw. am Prüfstand anbieten! 23.02.2006: Die neue Kupplung ist da und bereits eingebaut - der Prüfstand läuft im Leerlauf jetzt bis 20.000 U/min ohne größere Resonanzen. Mit dem LEHNER-Motor können wir 2.2KW bis zu einer Drehzahl von 16.500 U/min im Dauerbetrieb (>>5min) halten! Für größere Drehzahlen fehlt uns die nötige Eingangsspannung: unser Konstanter bricht bei dieser Abgabeleistung doch stärker ein als erwartet - ein stärkerer Konstanter bis 60V ist in Arbeit... Ferner kann nicht die gesamte Eingangsspannung in Drehzahl umgesetzt werden, da bedingt durch die Sinusregelung ein gewisser ´Headroom´ benötigt wird. Im Versuch wurde der Motor durch einen einfachen Ventilator gekühlt. Am Gehäuse pendelte sich die Temperatur um ca. 85°C ein. Als Hotspot wurden die Lötanschlüsse der Windungen ermittelt. Hier konnten Temperaturen knapp über 100°C gemessen werden. Mit einer effektiveren Kühlung des Motors sehen wir keine Probleme diese Leistung im Dauerbetrieb zu erbringen. Der SLS erwärmte sich auf ca. 70°C - ohne Zwangskühlung durch Lüfter o.ä. 22.02.2006: Die nötigen Schaltungsänderungen für eine Eingangsspannung von 14 LiPo sind durchgeführt. Das Layout ist in Arbeit. Wir hoffen, daß wir im April erste Tests machen können. 21.02.2006: Die vermutliche Ursache für die Resonanzerscheinungen am Prüfstand ist gefunden! Bei ca. 14.000 U/min (am LEHNER-Motor) hat sich eine Kupplung der langsam drehenden Welle am Abtrieb des Untersetzungsgetriebes in ihre Bestandteile aufgelöst. Die Bruchstellen lassen vermuten, daß schon früher Risse vorhanden waren. Es wäre anders auch schwer zu erklären, denn die Kupplung kann (konnte!) nach Datenblatt an die 100Nm übertragen (wir bewegen uns im Bereich bis ca. 10Nm...) Eine Ersatzkupplung ist bestellt und wird im Lauf der Woche da sein. 31.01.2006: Neuer Motor! Neue Meßwerte! Firma LEHNER hat uns einen LMT3060-8-14 zur Verfügung gestellt (VIELEN DANK!). Dieser Motor stellte sich zunächst als Herausforderung für unseren SLS heraus, da er selbst in Sternschaltung nur sehr geringe Induktivität hat (eigentlich ehr ein Kurzschluß als eine Induktivität ;-) ...) aber nur so kann der Motor auf die sagenhaften Drehzahlen kommen, die im Datenblatt zu lesen sind. Zunächst wählten wir eine PWM-Frequenz von 50kHz, um den Stromripple über der Induktivität möglichst klein zu halten. Das wirkt sich zwar erstmal negativ auf die Schaltverluste aus, hilft aber die übrigen Parameter des Stromreglers zu optimieren. Als diese Optimierung beendet war, konnten wir problemlos PWM-Frequenzen zwischen 25kHz und 50kHz im laufenden Betrieb(!) wählen, ohne daß uns der Regler durchging. Die Meßergebnisse im Arbeitspunkt: 9.000U/min/1,5Nm -> Pwelle=1.413W; Uin=35V Iin=44A -> Pin=1.540W; ETA=91%(!) bei 35kHz PWM. Wir gratulieren LEHNER zu diesem Motor! Der Motor kann auf unserem Prüfstand (leider) nur weit unterhalb seiner maximalen Drehzahl (bei 35V in Sternschaltung sollten ca. 21.000U/min möglich sein) betrieben werden - bei höheren Drehzahlen ´neigt´ unsere Prüfstand-Mechanik noch zu Resonanzen... Die Messung wurde bei 43% Teillast durchgeführt. Die erreichte maximale Leistung wurde über mehrere Minuten ohne Zwangskühlung von SLS2000 oder Motor gehalten. Insgesamt war SLS2000 und Motor mehr als eine Stunde ununterbrochen in Betrieb (bei wechselnder Last und Drehzahl). Auf die maximale Drehzahl des LMT3060-8-14 bei 35V hochgerechnet erhält man unter Beibehaltung des Drehmoments (also auch des Motorstroms) eine Leistung an der Welle von Pout=3.500W. Mit dem SLS4000 (doppelter Motorstrom) sind das theoretisch 7.000W! Ohne Zusatzkühlung des Motors und des SLS ist das wohl aber nicht über längere Zeit verantwortbar ... 14.01.2006: Haben unser neues Labornetzteil in Betrieb genommen: Spannung von 0..40V sowie eine einstellbare Strombegrenzung bis zu 250A werden die Arbeit am Prüfstand künftig etwas einfacher machen! Bei einer Ausgangsspannung von 40V müßte es bis zu 150A dauerhaft erlauben. Da uns eine entsprechende Last fehlt, konnten wir bisher nur bis 70A testen. Das jedoch ohne Problem auch über längere Zeit! Limitierend hat sich die zu schwach ausgelegte Zuleitung vom Konstanter zum SLS erwiesen (von den 40V kamen nur knappe 36V am SLS an ...). Mehr Querschnitt an dieser Stelle sollte die Situation wesentlich verbessern. Außerdem erwärmt sich der Motor relativ schnell (kein Fahrtwind!), was die Dauer einer Messungen am Prüfstand doch arg einschränkt - hier müssen wir unbedingt noch eine Motorkühlung (Lüfter) vorsehen. Getestet haben wir mit dem großen TORCMAN (TM685-40PRO14-9w) und dem kleinen SLS2000 bei einer PWM-Frequenz von 35kHz. Der SLS2000 nahm dabei ca. 2500W elektrische Leistung auf und der Motor gab davon ca. 2200W wieder an die Welle ab (8.100U/min bei 2,6Nm). Der System-Wirkungsgrad (SLS2000+Motor) lag somit bei knapp 88% - und das im Teillastbereich!!! Meßungenauigkeiten unberücksichtigt; aber die Größenordnung stimmt! Für den kleinen SLS2000 jedenfalls ein sehr gutes Ergebnis zumal noch Spielraum nach oben besteht! ... und der SLS4000 läßt noch auf wesentlich mehr hoffen! 02.01.2006: Prosit Neujahr! Die Anfang Dezember gestartete Umfrage bzgl. höherer Eingangsspannung hat uns noch mehr Arbeit eingebrockt ;-) Ihr habt einstimmig für eine höhere Spannung gestimmt! Ganz ehrlich: es hat uns nicht wirklich überrascht. Zu gegebener Zeit werde wir uns dieses Thema also vornehmen. Vorerst müssen wir jedoch unsere Kräfte auf die Markteinführung des SLS zur Messe Sinsheim Anfang März konzentrieren! Rechtzeitig vor Sinsheim wollen wir auch die Verkaufspreise hier auf unserer Homepage einstellen. Wir werden nochmal mit ´spitzen Bleistift´ nachrechnen ... ;-) ... Entwicklung 2005 ... (klick mich...) |