RC10.FI
Yleiset => Sähköautot => Aiheen aloitti: JesseT - 06.02.04 - klo: 12.11
-
Tästä aiheesta kun minulta kysellään useasti, niin ajattelin vastata tänne, jotta mahdollisimman moni valistuisi. Eli,
Nopeudensäädin on periaatteessa sähköinen FET-transistoreilla toteutettu kytkin, joka joko kytkee akun moottoriin tai sitten ei. Eli ON tai OFF. Käytännössä plussapiuhahan menee akulta suoraan moottorille, joten miinuspiuhaa kytketään. Jotta saataisiin myös osakaasu toimimaan, niin nopeudensäädin kytkee sähköä nopeasti päälle ja pois. Tämä kytkemisnopeus on nykyään luokkaa 1-20 kHz (tuhatta kertaa sekunnissa) ja ON ja OFF aikojen suhteellisella kestolla vaikutetaan kaasun määrään. Tätä kutsutaan pulssisuhdemodulaatioksi (PWM) ja sen ymmärtämistä helpottaa seuraava kuva:
http://www.eleinmec.com/figures/028_01.gif
Eli jos ajetaan vaikka 1/3 kaasulla, niin sähkö on kytketty yhden hetken ja pois kaksi hetkeä ja sama toistuu koko ajan. Eli ainoat hetket, jolloin nopeudensäädin ei pulssita virtaa moottorille on kun kaasu on 0% tai 100%.
Ajatellaan tilanne, että akussa on 7.2V, kaasu on 50%, akun resistanssi on 0.01 Ohm ja moottorin kuorma on 0.1 Ohm.
Nyt 50% ajasta akku syöttää virtaa 65.4545 A jännitteellä 6.5454 V ja siten antaa tehoa 428.429 W, ja toisen 50% ajasta akun jännite on 7.2 V ja teho ja virta on nolla. Keskimääräinen teho on siis 214.21 W.
Nyt kun nopeudensäätimeen laitetaan kondensaattori, se toimii ikään kuin sähkön välivarastona. Eli jos kondensaattori on äärettömän suuri, niin akulta nopeudensäätimelle virtaa kulkee tasaisesti ja nopeudensäätimeltä moottorille puolestaa vasta pulssimuodossa. Tässä tapauksessa akun jännite pysyy koko ajan 6.872 Voltissa, virtaa on jatkuvasti 34.364 Ampeeria ja näin tehoa siirtyy 236.17 W. Moottorille virta siirtyy siis säätimeltä edelleen pulsseittain, mutta paremmalla jännitteellä ja siten teho on kasvanut!
Kuulostaa hyvältä, mutta yhtä asiaa ei saa unohtaa. Täydellä kaasulla saavutetaan edelleen paras teho ja silloinhan ei mitään pulssisuhdemodulointia enää tapahdu ja siten kondensaattorista ei ole enää mitään iloa. Eli tehoa saadaa lisää ainoastaan osakaasulla ajettaessa. No pitihän tämä testata käytännössä, joten testasin vanhaa viritetyn luokan moottoria dynossa 1/3 kaasulla, 2/3 kaasulla ja täysikaasulla. Nopeudensäädin oli Novak Cyclone. Nämä kolme dynotestiä tehtiin sekä kondensaattorin (Panasonic ZL 4700uF) kanssa, että ilman (itse asiassa nopeuden säätimen sisäisellä pienellä kondensaattorilla) ja tulokset näkee tässä:
http://www.rctech.net/forum/attachment.php?s=&postid=105380
Eli 1/3 kaasulla saatiin tehoa 25 % lisää, 2/3 kaasulla 30% lisää, mutta täyskaasulla vain 1%. Viritetyssä luokassa on siis odotettavissa lisää ajoaikaa ja pienempi moottorin ja akun lämpötila. Vakioluokissa taas, missä ajetaan paljon kaasu pohjassa, ei eroa juurikaan ole.
Usein kuulee myös väitteen, että koska kondensaattori pystyy varastoimaan energiaa, niin auton kiihtyvyys mutkasta ulos paranee koska silloin tämä energia puretaan moottoriin. Nyt jokainen fysiikan tunteva voi laskea, kuinka suuri kondensaattori tarvitaa, että siitä riittää energiaa yhteen kiihdytykseen, eli noin 60A puoleksi sekunniksi. Tarve on useita Faradeja, ja kondensaattorista tulisi näin jo autoa painavampi. Sen sijaan mainittu 4700 uF kyllä riittää niiden mikrosekuntien ajaksi, kun nopeudensäädin on ON-tilassa ja kondensaattoria taas ladataan OFF-tilan aikana.
Edellä tehdyt laskelmat perustuivat siihen oletukseen, että akulla on pieni resistanssi, mutta kondensaattorilla ei ollenkaan. Käytännössä, myös sillä on jokin hyvin pieni taajuudesta riippuva resistanssi, eli ei ole aivan sama minkälaista kondensaattoria käyttää, koska pelkät mikrofaradit eivät pelasta. Jos ei tiedä minkätyyppistä etsii, niin RC-valmistajien versiot ovat turvallinen joskin kallis vaihtoehto. Sopivat kondensaattorit ovat usein low, ripple, high frequency, low impedance tai vastaavilla termeillä kuvailtu. Volttimäärä mikä usein ilmoitetaan on sen kestämä maksimi jännite, eli mikä tahansa akun jännitettä suurempi riittää.
Yritin selittää asian niin että mahdollisimman moni sen ymmärtää. Periaatteessa pitkälti saman asian voi selittää myös Fourier-sarjojen ja impedanssisovitusten avulla, mutta lopputulos on sama. Akku tekee paremmin työtä, kun se tekee sitä jatkuvalla tasaisella virralla, kuin suurella pulssitetulla virralla. Kondensaattori toimii virran välivarastona ja siten efektiivisesti pienentää systeemin sisäistä resistanssia.
-
Eli eli siis 4700uF konkka Eli käykös konkaksi ELKO? ja volteiksi riittää vaikka 12v?
-
Hups ei taidakkaan sopia mun säätimeen kun on pakki :)
-
Pakki ei vaikuta asiaan, koska konkka tulee rinnan akun kanssa, eikä sen jännite käänny pakilla. Hyöty vain on kyseenalaista, jos ei tule kisakäyttöön.
-
Mistä toi täyskaasun tehon lisäys 1% tulee, kun akkujen, johdinten,noparin ja moottorin vastukset ovat vakiot. P=UxI ja I=U/R :roll:
-
JesseT
KIITOS !
Näistä kansantajuisista kirjoituksista, joita tällainen yksinkertainenkin ihminen ymmärtää, ja sitä kautta näiden laitteiden toimintaa!
Näitä on ollut muissakin topiceissa, ja edelleen yhtä kansantajuisesti esitettynä!
Jos jaksat ja viitsit, jatka edelleenkin näitä!
-
Jep. Oli kiva kerrata, vaikka tiesinkin jo suurpiirtein noparin toiminnan. Nyt tiedän taas hitusen enemmän.
-
Tästä aiheesta kun minulta kysellään useasti, niin ajattelin vastata tänne, jotta mahdollisimman moni valistuisi. Eli,
Nopeudensäädin on periaatteessa sähköinen FET-transistoreilla toteutettu kytkin, joka joko kytkee akun moottoriin tai sitten ei. Eli ON tai OFF. Käytännössä plussapiuhahan menee akulta suoraan moottorille, joten miinuspiuhaa kytketään. Jotta saataisiin myös osakaasu toimimaan, niin nopeudensäädin kytkee sähköä nopeasti päälle ja pois. Tämä kytkemisnopeus on nykyään luokkaa 1-20 kHz (tuhatta kertaa sekunnissa) ja ON ja OFF aikojen suhteellisella kestolla vaikutetaan kaasun määrään. Tätä kutsutaan pulssisuhdemodulaatioksi (PWM) ja sen ymmärtämistä helpottaa seuraava kuva:
http://www.eleinmec.com/figures/028_01.gif
Eli jos ajetaan vaikka 1/3 kaasulla, niin sähkö on kytketty yhden hetken ja pois kaksi hetkeä ja sama toistuu koko ajan. Eli ainoat hetket, jolloin nopeudensäädin ei pulssita virtaa moottorille on kun kaasu on 0% tai 100%.
Ajatellaan tilanne, että akussa on 7.2V, kaasu on 50%, akun resistanssi on 0.01 Ohm ja moottorin kuorma on 0.1 Ohm.
Nyt 50% ajasta akku syöttää virtaa 65.4545 A jännitteellä 6.5454 V ja siten antaa tehoa 428.429 W, ja toisen 50% ajasta akun jännite on 7.2 V ja teho ja virta on nolla. Keskimääräinen teho on siis 214.21 W.
Nyt kun nopeudensäätimeen laitetaan kondensaattori, se toimii ikään kuin sähkön välivarastona. Eli jos kondensaattori on äärettömän suuri, niin akulta nopeudensäätimelle virtaa kulkee tasaisesti ja nopeudensäätimeltä moottorille puolestaa vasta pulssimuodossa. Tässä tapauksessa akun jännite pysyy koko ajan 6.872 Voltissa, virtaa on jatkuvasti 34.364 Ampeeria ja näin tehoa siirtyy 236.17 W. Moottorille virta siirtyy siis säätimeltä edelleen pulsseittain, mutta paremmalla jännitteellä ja siten teho on kasvanut!
Kuulostaa hyvältä, mutta yhtä asiaa ei saa unohtaa. Täydellä kaasulla saavutetaan edelleen paras teho ja silloinhan ei mitään pulssisuhdemodulointia enää tapahdu ja siten kondensaattorista ei ole enää mitään iloa. Eli tehoa saadaa lisää ainoastaan osakaasulla ajettaessa. No pitihän tämä testata käytännössä, joten testasin vanhaa viritetyn luokan moottoria dynossa 1/3 kaasulla, 2/3 kaasulla ja täysikaasulla. Nopeudensäädin oli Novak Cyclone. Nämä kolme dynotestiä tehtiin sekä kondensaattorin (Panasonic ZL 4700uF) kanssa, että ilman (itse asiassa nopeuden säätimen sisäisellä pienellä kondensaattorilla) ja tulokset näkee tässä:
http://www.rctech.net/forum/attachment.php?s=&postid=105380
Eli 1/3 kaasulla saatiin tehoa 25 % lisää, 2/3 kaasulla 30% lisää, mutta täyskaasulla vain 1%. Viritetyssä luokassa on siis odotettavissa lisää ajoaikaa ja pienempi moottorin ja akun lämpötila. Vakioluokissa taas, missä ajetaan paljon kaasu pohjassa, ei eroa juurikaan ole.
Usein kuulee myös väitteen, että koska kondensaattori pystyy varastoimaan energiaa, niin auton kiihtyvyys mutkasta ulos paranee koska silloin tämä energia puretaan moottoriin. Nyt jokainen fysiikan tunteva voi laskea, kuinka suuri kondensaattori tarvitaa, että siitä riittää energiaa yhteen kiihdytykseen, eli noin 60A puoleksi sekunniksi. Tarve on useita Faradeja, ja kondensaattorista tulisi näin jo autoa painavampi. Sen sijaan mainittu 4700 uF kyllä riittää niiden mikrosekuntien ajaksi, kun nopeudensäädin on ON-tilassa ja kondensaattoria taas ladataan OFF-tilan aikana.
Edellä tehdyt laskelmat perustuivat siihen oletukseen, että akulla on pieni resistanssi, mutta kondensaattorilla ei ollenkaan. Käytännössä, myös sillä on jokin hyvin pieni taajuudesta riippuva resistanssi, eli ei ole aivan sama minkälaista kondensaattoria käyttää, koska pelkät mikrofaradit eivät pelasta. Jos ei tiedä minkätyyppistä etsii, niin RC-valmistajien versiot ovat turvallinen joskin kallis vaihtoehto. Sopivat kondensaattorit ovat usein low, ripple, high frequency, low impedance tai vastaavilla termeillä kuvailtu. Volttimäärä mikä usein ilmoitetaan on sen kestämä maksimi jännite, eli mikä tahansa akun jännitettä suurempi riittää.
Yritin selittää asian niin että mahdollisimman moni sen ymmärtää. Periaatteessa pitkälti saman asian voi selittää myös Fourier-sarjojen ja impedanssisovitusten avulla, mutta lopputulos on sama. Akku tekee paremmin työtä, kun se tekee sitä jatkuvalla tasaisella virralla, kuin suurella pulssitetulla virralla. Kondensaattori toimii virran välivarastona ja siten efektiivisesti pienentää systeemin sisäistä resistanssia.
Nostetaampa taas muistin tueksi!
-
Elikkä mä voin pistää tommosen 4700 tai 6800uF konkan (12V) mun V7.1 nopariin? Eli ihan tavallinen elektrolyytti kondensaattori?
-
Voit pistää. Nopeudensäätimien valmistajat kylläkin ovat sitä mieltä, että heiltä ostetut ylihintaiset mallit ovat huomattavasti parempia. Tämä on kuitenkin lähinnä vain markkinointipuhetta.
Valitse kondensaattoriksi 10 V kestävä malli, niin koko ei kasva liian isoksi. Katso myös, että laitat sen oikein päin.
-
Siis tarkoitin lähinnä sitä ettei tarvi olla mikään tehokonkka?
En ole ehtinyt tutkia minkä jänniteiden kestäviä konkkia on. On ollu koulussa täys työ opetella E12 sarja :mrgreen:
Niin ja kiitos vastauksista!
-
Kribe: Mulla on ollu kiinni ihan tavallinen 12V 6800uF ELKO ja hyvin on toiminu. Säätimenähän on IPC 7.1
-
Siis tarkoitin lähinnä sitä ettei tarvi olla mikään tehokonkka?
Kerro nyt sitten, mikä on tehokonkan ja tavallisen konkan ero. Kondensaattorien tapauksessa tehoa ei ole tapana ilmoittaa. Yleensähän tuo teho-etuliite viittaa suureen tehonkestoon. Eli hankippa ihan huoletta elko, jossa on mielestäsi riittävästi uF:jä ja jännite on esim. se 10 V. Nykyisin muut ominaisuudet alkaa olemaan elkoissa sitä luokkaa, ettei niistä tarvitse välittää tässä tarkoituksessa. Sopiva arvo konkalle on jossain 1000 ja 10000 uF välillä. Tuo 10000 uF alkaa olemaan fyysiseltä kooltaan jo niin suuri, että luultavasti sopiva on esim. juuri 4700 uF.
-
Hommasi 4700uF, 10V konkan. Ei ollu isompia varastossa, tai kyllä oli mutta niissä oli taas jännitekestävyys sitä luokkaa että se olis ollu kooltaan aika iso :shock: . Opettaja arvioi hinnan tollaselle konkalle n. 50centtiä, elektroniikka kaupassa se sit maksoikin 1,55€! Voi voi, melkein koko omaisuus meni :mrgreen:
-
nostetaan topic esille jälleen kun ois tarvis tiedosta etta LRP:n F1 Pro reverse säätimessä on se sininen johto fet servolle! että niiku mihinkähän se pitäis laittaa vai jätänkö irti? Säädin tulee pure ten 3:seen ja koneeksi integun matrix 16x2
-
Tuo sininen johto menee nimensä mukaisesti mahdolliselle FET-servolle, joka on eri asia kuin nykyiset FET-servot. Näitä on nykyään todella harvassa, joten sitä johtoa ei tarvitse todennäköisesti kytkeä mihinkään. Huolehdi vain, ettei kyseinen johto ole vähääkään paljas ja pääse koskettamaan mihinkään. Siinä kulkee kuitenkin sähkö.
-
Kiitoksia vastauksesta l150040
-
Mitenkäs niiden diodien laita kun motissa on yhdet kiinni mutta noparin mukana tuli hieman pienemmät fyysiselta olemukseltaan mutta muuten näyttää melko samanlaisilta. Eli antaako olla entisten vai täytyykö ne vaihtaa näihin "pienempiin".
Mikähän lie tarkoitus koko shotky diodeilla!
-
Eikös ne oo jotain häiriönpoisto juttui :?: :!:
-
Jarruttaessa moottori menee oikosulkuun. Shottky diodi estää tämän oikosulun virtapiikin menemästä säätimelle ja näin säästää säädintä. Asiantuntijat korjatkaa jos olen väärässä :wink:
-
Mitenkäs lie niiden vaihdon kanssa että pitäiskö ne olla just ne mitkä tulee säätimen kanssa vai mitkä tahansa?
-
Kyllä saa mun mielestä olla mikä tahansa kunhan se on, koska se tosiaan suojaa säätimen fettejä jarruttaessa.
-
Eiköhän tuo lukemalla tarkkaan, selvitä asiaa....
http://rc10.fi/viewtopic.php?t=6779
-
Sanokaapa tarkat arvot tuommoselle konkalle että voin vaan kävellä kaupaan ja sanoo sen arvot niin ne antaa oikeen. (en viitsi alkaa lukemaan koko topiccia ja en tiedä sähköstä kovin paljoo) Säädin on ko propo VFS-1
-
10v 4700uF esimerkiksi
-
Mihin väliin tuo sitten juotetaan.
-
Mihin väliin tuo sitten juotetaan.
Akun ja noparin...
-
Kondensaattorin asennuksesta, ymmärsinkö oikein. Konkka juotetaan akun ja noparin väliin, aivan noparin juureen, akulta tuleviin piuhoihin tai noparin "kantoihin"?
-
Niin se tehdään, noparin + ja - rinnalle. Tämä nyt lähinnä koskee NiMH akkuja.
Konkan olisi hyvä olla mahd. nopea.
ps. mulla olisi valmiiksi tehty setti liittimineen ylimääräisenä.