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Der Controller/Motor Thread


Artur

Empfohlene Beiträge

[...] Controller arbeiten mit bestimmten Eingangsspannungen

Soweit richtig.

(deswegen) beginnt die Sache mit der Festlegung der Accu-Spannungshöhe
Jaa, aber zuvor hast du ja schon den Controller ausgesucht. Also beginnen wir doch mit dem Controller, richtig?
Parallel dazu die Wahl eines Motortyps (Asyn, DC, Magnet-Syncron) und die Drehzahllage.

Danach richtet sich dann der Controller und ein passender Motor des gewählten Typs.

Moment, da wir uns zuvor schon für einen Controller entschieden haben, haben wir somit auch den Motortyp ausgewählt.

[...] die sichtbare Auswahl speziell an Motoren leider auch beschränkt ist.

Ach was. Es gibt z.Bsp. Asynchron-Motor Manufakturen, die fertigen dir für deinen Wunschcontroller die passende Maschine. Auf Wunsch in IP69 und als Einzelstück.

Bearbeitet von Artur
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Die Spannungswahl ist schon maßgebend auch von der praktikablen Zellen-Config abhängig: Zellgröße, Platzverhältnisse, Stromstärken, BMS, Ladegerät, etc und was man sonst noch so ins Auto integrieren will.

Der Motor ist die zweit teuerste Komponente. Der Inverter dagegen eines der billigen Teile, wenn man günstig dran kommt und unterschiedliche Motortypen kann er meist auch abdecken ...

Daher hat der Controller für mich nachrangige Bedeutung.

Aber du hast praktisch schon recht, es gibt ja auch nicht beliebig viele Budget-Controller zur Auswahl.

Früher musste man sich halt entscheiden, ob man unter 96V blieb (billige Mosfet) oder darüber wollte (teurere IGBT). Das Angebot relativiert sich erst jetzt so langsam ...

 

Letzlich entscheidet jeder abhängig davon, welche Bezugsquellen er/sie hat... also individuell. Mir geht's eigentlich auch meist darum, technisch sinnvoll zu argumentieren, um die Abhängigkeiten zu erkennen.

 

Und das man für Geld alles kriegt ist mir schon klar, aber an Edel-Umbauten hatte ich noch nie Interesse. Das man für einen guten Motor immer noch schnell weit über 3K zahlen muss, ist für mich nicht akzeptabel, da Standard-Ware deutlich günstiger gefertigt wird.

Aber das sollte der Thread hier ja auch noch aufzeigen, wass es so gibt zu welchem Preis...

Bearbeitet von A2-E
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Zunächst: Selbst habe ich noch gar nichts verbaut, ich 'arbeite' nicht genug für Geld, um mir ein EV leisten zu können :)

 

Kennengelernt habe ich in der 96V Klasse die Budget-Controller von Sevcon (gen4) und DMC (sowie ein 650V-Zebra-System, dass aber hier sicher keine Rolle spielt).

 

DMC ist in D/NL beheimatet, was ja auch mal nett ist. Das Teil kam damals aber nicht zum Einsatz, weil es die (seltener verwendete) PM-Synchronmaschine (noch) nicht ausreichend hochdrehen konnte. Das wird sich bis heute sicher geändert haben. Der franz. Sevcon konnte das aber schon. Und Asyn-M ist ja eh Standard-Anwendung. B2B-Einkaufspreislage in dieser 96V/500A-Klasse war damals <500E.

 

Habe aktuell mal geschaut und für den GEN4 oder den Curtis Preise so ab ca 1500E in Web-Shops gefunden, da steckt halt viel Handelspanne mit drin...

Solche Controller kommen ja aus der etablierten Flurförder/Stabler/Golf-Cart/etc-Industrie, die im EV-Markt angekommen ist und enthalten nicht viel teure Teile. Die Entwicklung/Software wollen sich die Hersteller aber natürlich nach Möglichkeit bezahlen lassen. (Am günstigsten lassen sich wohl DC-Motor-Steller herstellen, aber Bürsten-DC-Antriebe gelten eigentlich für moderne EV als überholt, aber geht natürlich immer noch). Die EV-Shops nutzen nun aber auch aus, dass die privaten Käufer meist auf ein fertiges Paket angewiesen sind. Und 'die Überzeugten' dann letztlich auch bereit sind, das Geld auszugeben.

 

Anders ist es halt beim Motor, da steckt mehr Material und Fertigung drin, dass lässt sich auch durch Stückzahlen nicht beliebig verbilligen.

Aber wenn man mal in Standard-Kataloge schaut, sind ca 35kW ASM unter 2K zu bekommen, in die Richtung muss das EV-Parts-Angebot halt gehen (Mein Favorit dafür sind kleine, hochdrehende Konzepte.

Bastler-Ideal wäre es natürlich, wenn man alte Maschinen finden könnte, die vielleicht durch Umbeschalten der Wicklung nutzbar würden...

Bearbeitet von A2-E
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Was spricht gegen die Leistungselektronik und am besten gleich den ganzen E-Antrieb aus dem e-up! ? Es sind bereits ca. 10.000 Fzg. im Markt, der groesste Anteil in Norwegen. Rein statistisch sollte es da schon Heckschaeden gegeben haben ;-))

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Mit welcher BatterieSpannung arbeitet der denn?

Ich vermute mal, da sind soviele Funktionen integriert bzw per Bus angebunden, dass es kaum möglich ist, (auch aus Mangel an Doku) dass in einem eigenen Umbau aufzudröseln. (Bei der CityStromer-Technik war das ja noch alles erkennbar, selbst schon umgebaut...)

 

Typ, Gewicht und Abmessungen des VW-Motors würden mich aber auch mal interessieren.

 

Ein verunfallter E-Neuwagen wird vermutlich auch recht teuer gehandelt.

Bearbeitet von A2-E
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Bin zwar auch kein E-Techniker, aber hier paar Infos zum Antrieb:

Die früher meist verwendeten DC-Bürsten-Motoren werden aktuell wohl verdrängt, weil die AC-Motoren deutlich günstiger geworden und auch die grundsätzlich teureren AC-Controller zumindest mit Mosfet-Technik (die aber nur bis zu bestimmten Spannungen geht) nicht mehr so arg teuer sind. Der DC-Motor hat auch eine recht steile Kennlinie, d.h. er verliert schnell an Drehmoment (->fleissig schalten) während die AC-Motoren recht elastisch, wartungsärmer und meist auch effektiver sind. Die EMV-feindlichen Bürsten und die meist offene Bauweise der DC-M sind ja auch nicht vorteilhaft.

 

Der AC-Controller kann (soweit ich das überblicke :) ) aus einer DC-Batteriespannung nur eine um den Faktor ca. 1/Wurz(3) geringere 3~AC-Spannung machen (zumindest in einer effekt., normalen Ausführung ohne Hochsetzer), d.h. aus einer 96V-DC Batterie kann der Motor nur mit unter 60V-AC befeuert werden. Das ist u.a. ein Grund, warum man nicht irgendwelche alten oder Standard-E-Mots hernehmen kann, die Wicklung muss für diese Spannung geschaltet sein.

Um mit solch niedrigen Spannungen ordentliche Momente bzw. Leistungen zu erzeugen, müssen halt hohe Ströme her (P=UxI). Die Gen1.0 der EVs der 90er konnten aus den Blei- oder NiCa-Akkus nicht soviel Amps rausholen und die alten Controller sind dafür auch nicht ausgelgt bzw zu groß/teuer gewesen. Deshalb ist es leider meist auch relativ freudlos, solche alten EVs zB. mit neuen Lithium-Akkus aufzufrischen, bei ca 80-100km/h kommt da einfach nicht mehr viel. (Für heutige EVs, die meist ausreichend motorisiert sind, sehe ich das zukünftig spannender)

 

Lithium-Akkus können heute (auch bei kleinen Anlagen) reichlich Strom liefern, die BatterieSpannung bleibt trotzdem ein Kriterium, wenn man mal folgende Daten eines Motors (zB. AC-50) bei 96V/650A und 144V/500A AkkuSpannung vergleicht. Das Moment hängt primär vom Strom ab, die Drehzahlcharakteristik eher von der Spannung.

Da kann man schon erkennen, dass bei günstigen Umbauten (meist mit rel. geringer Spannung) man eher nicht auf ein Getriebe bzw Schaltbarkeit verzichten kann und dass die hohen Leistungen der modernen, getriebelosen EV eben auch höhere Spannungen (und evtl Motordrehzahlen) bedingen. Da die Controller nicht beliebige Spannungen, Ströme und Frequenzen(=Drehzahl) machen, und je nach Zellengröße auch nicht beliebige Spannungen untergebracht werden können oder zB. auch wegen einfacherem BMS nicht sollen, ist für das gesamte Paket aus Akku, Motor und Controller sowie Getriebestufe eben eine gewisse Abstimmung nötig.

 

In der Praxis guckt man wohl meist, was woanders schon erprobt ist und bezahlbar ist :)

AC-50-96V-Peakwerte.jpg.25606623fa8580894e77076812bf0d9e.jpg

AC-50-144V-Peakwerte.jpg.d390e2cdd7a5e456719af61cc136df1e.jpg

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Das Thema Strom / Spannung ist spannend. Großer Strom bringt aber den Nachteil der hohen Verluste (an kleinen Übergangswiderständen); weshalb man ja beispielsweise vor vielen Jahren von der 6 Volt auf die 12 Volt Technik in Fahrzeugen übergegangen ist und heute, wegen der steigenden Anzahl von elektrischen Verbrauchern, an 36 bzw. 48 Volt denkt.

 

Wenn ich mich recht erinnere, wird die aktuelle E-Mobilität mit ca. 384 Volt betrieben, richtig? Woraus sich die Frage ergibt: warum denkt ihr an unter 100 Volt?

(Ob die genannten Gründe 'MOSFETs gingen nur bis zu bestimmten Spannungen' richtig ist, scheint zweifelhaft; ein Schnellfund zeigt beispielhaft 650 Volt - Exemplare.)

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jup, hast recht, das die Mosfets nicht baubedingt auf niedrige Spannungen begrenzt sind (sagt u.a. Wiki). Allerdings gibt es andere Schaltungs-Gründe als das Bauteil selbst für solche Beschränkungen.

http://www.irf.com/technical-info/whitepaper/choosewisely.pdf

http://haggenmiller.name/resources/sc-ms-w.pdf

Und das spiegelt das Angebot an EV-Controllern halt wider.

 

Ich habe ja versucht zu vermitteln, dass höhere Spannungen Sinn machen, aber sie sind bei Umbauern aus guten Gründen (Konfektion, Kosten) nicht üblich, vgl., auch das Angebot in EV-parts-Shops oder konfiguriere dir testweise mal eine HV-Batterie mit BMS. Hat halt Konsequenzen bei der verfügbaren Antriebscharakteristik bzw war als Ergänzung zur Diskussion um Getriebe etc. an anderer Stelle gedacht.

Und man kann ja auch gut mit 96V fahren, und wenn der passende Controller dann auch noch günstiger ist, als für höhere Spannungen ....

An 100V bleibt man zudem auch noch nicht ganz so stark kleben :-)

 

(Die 36V/48V Ebene ist, denke ich, eher deshalb für die Auto-Branche interessant, weil sie kleinere Leiter- und Anschluß-Querschnitte benötigt -> Gewicht, Kosten, Verlegung, Steckerdesign...)

Bearbeitet von A2-E
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(Die 36V/48V Ebene ist, denke ich, eher deshalb für die Auto-Branche interessant, weil sie kleinere Leiter- und Anschluß-Querschnitte benötigt -> Gewicht, Kosten, Verlegung, Steckerdesign...)
Ohne Deinen Ausführungen widersprechen zu wollen, gilt das sinngemäß natürlich auch für E-Antriebe. Wobei bei den E-Antrieben aufgrund der gewünschten Leistung und der ggf. entsprechenden Ströme deutliche Verluste an Kontaktstellen auftreten; 10 mOhm * 500 A = 5 Volt Spannungsverlust * 500 A = 2.500 W ... und Du könntest die Winterheizungsprobleme vergessen ;) - insbesondere da Du wahrscheinlich mehrere Übergangswiderstände im mOhm-Bereich haben wirst.

 

PS: Ich trage da jetzt gern noch ein 'prinzipiell' zu meiner obigen Rechnung nach. Denn natürlich kann man Kontakte dauerhaft korrosionssicher machen und entsprechend auslegen, MOSFETs mehrfach parallel schalten, ... und so die Übergangswiderstände verringern. Dennoch bleibt: bei gleicher geforderter Last halbieren sich die Verluste durch halben Strom bei Verdoppelung der Spannung.

Bearbeitet von Joachim_A2
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...nsbesondere da Du wahrscheinlich mehrere Übergangswiderstände im mOhm-Bereich haben wirst...

 

ja, wenn ich dann auf eine Batterie mit x mal mehr kleinen Zellen blicke, die für die hohen Spannungen nötig sind, dann kommt mir der Gedanke auch ;)

Theorie füllt Bücher (und Foren), Praxis fährt ...

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Vielleicht finde ich noch heraus, warum Andere andere Spannungen gewählt haben ;).
Hat alles seine Vor- und Nachteile. Vermutlich führt eine höhere Spannung in eine höhere Preisregion. Mehr Zellen, mehr Balancer, teureres BMS, Controller, Motor.

 

Und bei einem Umbau eines A2, naja, da will man vielleicht noch unter 15 tsd bleiben wollen.

 

Und in einem Punkt hat er sicherlich recht. Bei 400V ist die Gefahr eines Stromunfalls an nur einem Pol recht hoch und an zwei vermutlich tödlich. Bei einem DIY Projekt sind die 120V viell. nicht die schlechteste Wahl.

 

Meine 33 160Ah Zellen lassen sich auch wunderbar im Kofferraum versenken. Sieben weitere unter der Rücksitzbank und wenn man mag, noch ein paar im Motorraum.

Bearbeitet von Artur
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Hat alles seine Vor- und Nachteile.
Völlig richtig und völlig in Ordnung. Es ist auch in Ordnung sich bewusst für eine in der (technischen) Theorie nicht optimale Variante zu entscheiden, weil andere Dinge höher bewertet werden.

 

Aber auch diese Variante sollte in der Theorie (für diese Variante) funktionieren und ggf. vorhandene Besonderheiten / Handicaps genannt werden können, um berücksichtigt zu werden. In so fern dachte ich: wir diskutieren.

Sonst klappt es, wenn Herr Murphy zuschlägt, mit dem Spruch ...

Theorie füllt Bücher (und Foren), Praxis fährt ...
eventuell nur eingeschränkt oder gar nicht. Insbesondere, weil / wenn...
Bin zwar auch kein E-Techniker, ...
... womit ich den Praktikern ihre Kompetenzen und Fähigkeiten aber nicht absprechen will.
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@J, du machst da offensichtlich aus der Luft eine Annahme (bei 2500W Verlustwärme an einem Kontakt würde der halt abfackeln, oder wo kommen die 10mOhm her?) und schon kommen wieder 4-5 Beiträge zusammen, um das zu "diskutieren". Und gehst dabei kaum auf die gegebenen Infos ein. (Und gibst dich auch selten mit einer Info zufrieden.)

So kommt man einfach nirgendwo hin, weil die meisten Leute hier ja nicht schreiben, um zu missionieren :-) .

Gib was und du bekommst was :WTR:

 

Die alten VW-CityStromer-Golfs fahren mit 96V, die alten französischen (AX, Berlingo, Saxo) so um die 130V (alle unter 30kW), und vermutlich alle neuen EV's mit ja meist deutlich über 50kW fahren eher mit >300V aus oben genannten Gründen.

Und die privaten Umbauer haben meist eben <130V, weil es halt aufwändig ist, mehr einzubauen (Reihen- und Parallel-Anordnungen von Zellen mit je zwischen ca. 2.5 und 4V), Komponenten teurer werden und es ja aus Erfahrung auch nicht nötig ist.

Wenn man Kunden mit gewohnter Dynamik insbesondere zwischen 100 und 130km/h beglücken will/muss, dann braucht man eben > 50kw, private Umbauer wählen solche Motoren/Umrichter eher nicht, wegen der Kosten.

Bearbeitet von A2-E
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@J, du machst da offensichtlich aus der Luft eine Annahme (bei 2500W Verlustwärme an einem Kontakt würde der halt abfackeln, oder wo kommen die 10mOhm her?) und schon kommen wieder 4-5 Beiträge zusammen, um das zu "diskutieren". Und gehst dabei kaum auf die gegebenen Infos ein. (Und gibst dich auch selten mit einer Info zufrieden.)

So kommt man einfach nirgendwo hin, weil die meisten Leute hier ja nicht schreiben, um zu missionieren :-) .

Gib was und du bekommst was :WTR:

Also belassen wir es nur mal dabei... Die oben von mir genannten MOSTFETs haben eine RdsOn von 10 mOhm. Frage beantwortet!? Und beachte mal die realen, also in der Praxis vorkommenden, 'Kontaktwiderstände' (1) - von denen es vom Akku bis zum Verbraucher möglicherweise einige gibt.

(1): damit meine ich nicht die im Neuzustand, sondern die den Umwelteinflüssen ausgesetzten nach einiger Zeit.

 

Im Übrigen und deshalb nochmals hatte ich bereits gesagt, dass durch Parallelschaltung, ... die Widerstände noch zu verringern seien.

PS: Ich trage da jetzt gern noch ein 'prinzipiell' zu meiner obigen Rechnung nach. Denn natürlich kann man Kontakte dauerhaft korrosionssicher machen und entsprechend auslegen, MOSFETs mehrfach parallel schalten, ... und so die Übergangswiderstände verringern. Dennoch bleibt: bei gleicher geforderter Last halbieren sich die Verluste durch halben Strom bei Verdoppelung der Spannung.

 

Wenn Ihr aber der Meinung seid - zumindest habe ich persönlich so den Eindruck - dass Diskussionen und Hinweise hier 'Eurer' Projekt stören könnten, ... dann definiert dies bitte insgesamt als 'Vorstellung eines fertigen Projektes'. (Aufgrund vieler anderer Beiträge schien mir das Projekt aber noch nicht ganz fertig.)

Dann können wir lesen und fühlen uns nicht inspiriert, unsere projektfernen Ideen / Hinweise oder was auch immer beizusteuern oder beisteuern zu wollen; selbst als Fachleute in bestimmten Teilbereichen nicht.

 

Aus letztgenanntem Grund werde ich des weiteren nur noch interessiert mitlesen!

 

PS zur Vervollständigung (bitte meinen Post #12 beachten): Wenn wir im Jahr 2014 uns auf Daten beziehen, sollten diese, gerade in Bereichen in denen es fast jedes Jahr Neues gibt, auch einigermaßen aktuell sein; im Falle dieses Links lese ich das Jahr 2002 heraus - also heute vor 12 Jahren:

- unabhängig davon, dass auch hier bereits 1.500 V / 400 A Module (letzte Seite) genannt wurden. Bei Akkus beispielsweise ist man ja auch gerne bereit auf 'neuere' Entwicklungen zurückzugreifen oder zumindest darüber zu diskutieren; siehe 'Akku'-Thread ;). Bearbeitet von Joachim_A2
PS
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Wenn Ihr aber der Meinung seid - zumindest habe ich persönlich so den Eindruck - dass Diskussionen und Hinweise hier 'Eurer' Projekt stören könnten, ... dann definiert dies bitte insgesamt als 'Vorstellung eines fertigen Projektes

Es gibt kein wir und mich persönlich stören auch nicht deine Beträge. Im Gegenteil.
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  • 1 Jahr später...

Hallo!

 

Hätte mal eine Frage an alle E-A2 Fahrer die einen Schwarz Motor und einen Curtis Controller haben. Selber habe ich den 40 kW Motor mit dem 650A Curtis Controller verbaut.

Wie ist bei euch die Beschleunigung oberhalb von 3000 Upm Motordrehzahl? Mir ist aufgefallen, dass bis 3000 Upm der Motor sehr gut durchzieht, ab 3000 Upm jedoch merklich weniger Vortrieb ist. Auch beginnt es leicht zu ruckeln!

Lt. Motorkennlinie fällt das Drehmoment ab 2.700 Upm pro 1000 Upm um ca. 40 - 50 Nm ab. Die Leistung sinkt nur sehr leicht. Das würde meine Beobachtungen erklären.

Mich würde mal interessieren, wie ihr den Controller eingestellt habt.

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Habe keinen Curtis mit SchwarzMotor aber rede trotzdem mal mit Halbwissen los, bis wer mit Erfahrung dazu was sagt :-)

Stichwort ist hier wohl "Feldschwächbetrieb". Ab Nenndrehzahl (hier 2700U/Min) muss der Controller die Betriebsstrategie ändern und eben Strom/Spannung dazu aufwenden, das Erreger-Feld zu schwächen. Die rotierende Maschine erzeugt ja eine Gegenspannung (EMK) die der Umrichter "überbieten" muss, um Stromfluss (-> Moment) zu ermöglichen. Ergebnis ist theoretisch konstante Leistung, aber nach P(kW)=M(Nm)xD(U/min)/9550 geringeres Moment mit steigender Drehzahl.

 

Ist dir das grundsätzlich bekannt und findest du was dazu im Handbuch (field-weakening)? Evtl muss man bestimmte Parameter dafür passend(er) setzen. Dann habe ich auch mal gelesen, das für manche Maschinen es sinnvoll werden kann, auch etwas früher als Nenndrehzahl mit der Feldschwächung zu beginnen, um Übergänge weich zu gestalten. Da muss man hoffen, beim Hersteller des Motors oder des Umrichters mehr Erfahrung zu finden oder eben zu probieren.

 

Ganz allgemein gibt's natürlich noch andere Dinge: Reicht denn die Spannung aus, also ist die Batterie groß genug, um zu liefern? Begrenzt irgendwas den Strom? Ist die Polzahl richtig erkannt/eingestellt worden? Liefert der Resolver/Lagegeber ein einwandfreies/ungestörtes Signal?

 

Erzähl mal, was du da eigentlich hast, welche Spannung? Hast du Motor (mit Resolver?) und Umrichter einzelnd gekauft? Und wie den Erstbetrieb/Einstellung vorgenommen? Kannst du denn grundsätzlich den Motor bis zB 6000 hochdrehen oder geht das schon nicht? (wir wollen doch auch mal was praktischen lesen, nicht nur wer was hat und fährt.... :-)

Bearbeitet von A2-E
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Field Weakening Control ist das richtige Stichwort. Was hast du da eingetragen?

 

Bei mir steht die

Base Speed: 3000 rpm (eigentlich wären hier die 2700 sinnvoller?)

Field Weakening: 50%

Weakening Rate: 20%

 

Fährt sich ruckelfrei und ohne spürbaren Anzugsverlust ab 3000.

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Also bei field weakening habe ich 70%. Die rate weiß ich jetzt nicht auswendig, da muss ich heute Abend nachsehen. Ich habe die Einstellung aber so vorgenommen wie sie Heiko in seinem Video gezeigt hat.

Motor und Controller habe ich separat gekauft, die Grundeinstellung wurde über autotune vorgenommen, auch die Drehzahl, bei der die Feldschwächung beginnen soll, ist bei einer "vollgas" Beschleunigung ermittelt worden.

 

Ich glaube auch, dass der Schlüssel die Feldschwächung ist.

Es ruckelt nur wenn ich vollgas gebe, auch die max. Drehzahl erreiche ich problemlos.

Näheres kann ich dann erst am Abend sagen, wenn ich mir die Werte angesehen habe, aber Danke schon mal für die Antworten.

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  • 4 Wochen später...

(@lauleon, hat sich denn was verbessert?)

 

.....

Funktion, Aufwand und entsprechend die Kosten für eine Motor-Steuerung sind ja ein Thema für sich. An anderer Stelle wurde ja dazu schon mal diskutiert, zB A2 Forum ...

 

Hier mal eine Diplomarbeit zum Entwurf eines Controllers (2,3Mb):

http://www.gedan.net/wp-content/uploads/2009/12/ausarbeitung.pdf

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  • 2 Wochen später...

Verbessert hat sich nichts, da ich selber kein Programmiergerät habe. Danke nochmals an Artur für die zur Verfügungstellung seiner Programmiereinheit bei der Inbetriebnahme.:)

Die Werte die ich bei mir abgespeichert hatte dürften aber nicht stimmen, und auslesen kann ich sie leider auch nicht.

Ich werde mir wohl mal irgendwann ein Programmiergerät zulegen müssen.

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  • 3 Wochen später...
  • 3 Wochen später...
  • 7 Monate später...

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