Strombegrenzung

Fragen zu Elektronik und Elektro allgemein.Fragen zu Bauteilen wie z.B. Tansistoren, Dioden, Kondensatoren usw.

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Strombegrenzung

Neuer Beitragvon SchleuderTrauma am Montag 30. Januar 2012, 18:15

Hallo Elektroniker,
mein Name ist Daniel und ich bin 46 Jahre alt. Ich habe ein, vielleicht durch Euch, lösbares Problem:
Eines meiner Hobby´s ist der Slotcar Dragster.
wir fahren Reglementsbedingt mit 14,8V Steckernetzteilen die max. 350mA liefern, darüber schlägt die Strombegrenzung zu.
Nun zu meinem Problem:
Ich habe einen Dragster mit 2 Motoren gebaut. Jeder einzelne Motor zieht beim anlaufen ohne Last 300mA, was bei 2 Motoren eindeutig zu viel für das Netzteil ist, im Betrieb geht der Strom auf etwa 100 mA zurück. Gibt es eine Schaltung die den Anlaufstrom für eine sehr kurze Zeit, für beide Motoren auf 350 mA begrenzt und dann wieder freigibt?
Wir fahren auf einer etwa 10m langen Bahn, die innerhalb 2 sec durchquert ist (mit einem Motor).
Oder gibt es eine Schaltung die den Motoren Kurzzeitig mehr Strom zur Verfügung stellt? (ich hab mal was von Speicherkondensatoren gehört).
Ein weiteres Problem ist das, das die Schaltungen möglichst klein und leicht sein müssen.

Mann mann, mann viele Fragen, könnt Ihr mir da helfen?

Gruß
Daniel
SchleuderTrauma
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Montag 30. Januar 2012, 18:35

http://www.ferromel.de/tronic_6.htm Konstantstromquelle
Oder du Pufferst die Versorgung mit Goldcaps, aber dann bitte auf die Max Spannung achten (Reihenschaltung)
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst das von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon BernhardS am Montag 30. Januar 2012, 19:07

Hallo,

wenn ich das richtig verstanden habe, dann hat man ein definiertes Netzteil, aus dem man nicht mehr als 350 mA ziehen darf. Damit wird verhindert, daß der Wettbewerb nur darüber läuft wer den stärksten Motor wickelt. Du willst Das mit der Doppelmotortechnik aushebeln.
Was ich nicht verstehe ist, daß es nicht bereits für Euch spezielle Motoren mit wenig Turns und elektronische Strombegrenzungen gibt. Die RC-Branche hat das alles schon längst perfektioniert, das müsste nur angepasst werden. Macht man das in dem Metier nicht?

Ob es mit den Regeln vereinbar ist, mit gespeichertem Strom wegzufahren weiß hier wahrscheinlich keiner. Vermutlich kannst Du das zweimal machen, dann wird das Reglement angepasst.
Wenn der Speicher auf dem Auto mitfahren soll, dann dürfte es auf jeden Fall technisch nicht ganz einfach sein. Der hat eine bestimmte Größe und wiegt etwas. Daß man einen Speicher zwischen Netzteil und Fahrbahn einbauen darf kann ich mir nicht vorstellen, ohne über die Regeln in diesem speziellen Metier Bescheid zu wissen.

Nun denn, Schaltungen hast Du ja schon vorgeschlagen bekommen. Mit modernen Bauteilen, man nennt das SMD-Bauteile kann man das auch sehr klein bauen.

Bernhard
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon anders am Montag 30. Januar 2012, 20:36

Gibt es eine Schaltung die den Anlaufstrom für eine sehr kurze Zeit, für beide Motoren auf 350 mA begrenzt und dann wieder freigibt?
Solch eine Schaltung hast du doch, hier nämlich:
14,8V Steckernetzteilen die max. 350mA liefern, darüber schlägt die Strombegrenzung zu.


Oder gibt es eine Schaltung die den Motoren Kurzzeitig mehr Strom zur Verfügung stellt? (ich hab mal was von Speicherkondensatoren gehört).
Das dürfte, wie BernhardS schon schrieb, nicht regelkonform sein. Akkus wären für diesen Zweck auch viel effizienter als Kondensatoren.


P.S.:
Du meinst vermutlich eine Schaltung, die über den gesamten Drehzahlbereich, also bei wechselnder Gegen-EMK, Leistungsanpassung herstellt.

Momentan wüsste ich nicht, wo man so etwas fertig bekommt, aber im Prinzip sollte sich ein modifizierter Tiefsetzsteller, wie er z.B. als Konstantstromquelle für Power-LED verkauft wird, dafür eignen.
Den müsste man so umbauen, dass er nicht den Ausgangsstrom konstant hält, sondern den Eingangsstrom.
Das ergäbe eine bessere Beschleunigung beim Anfahren.
Zuletzt geändert von anders am Montag 30. Januar 2012, 20:50, insgesamt 3-mal geändert.
anders
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon SchleuderTrauma am Montag 30. Januar 2012, 21:03

Hallo Zusammen,

regelkonform ist das schon, denn die Regel besagt nur, das man alles machen darf, nur nicht über die 350 mA hinausgehen darf.
Dies ist das Standardnetzteil der Carrera GO!!! Bahn.
@ Bernhard: in dieser Größe der Elektromotoren lohnt sich das Wickeln wohl nicht, da es diese Motoren (GM9330) frei zu kaufen gibt. Die Eckdaten sind: 12Volt Betriebsspannung, 39000 Umdrehungen, ca 250mA. Es gibt keinen anderen Motor der diese Leistungsdaten hat.Wir dürfen alles machen was in das Reglement passt:
max Fahrzeugbreite: 48mm, max Länge: 220mm mit Wheelie-Bar, Offene Karosserie mit Fahrer, oder geschlossene Karosserie. Original Netzteil 14,8V, 350mA. Strecke: 9,36m. Das ist alles, also kann ich auch etwas elektronischen Schnickschnack verbauen, solange das das Netzteil mitmacht.
Trotzdem schonmal Danke für die Schaltungen.

Gruß
Daniel
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon anders am Montag 30. Januar 2012, 21:26

, also kann ich auch etwas elektronischen Schnickschnack verbauen, solange das das Netzteil mitmacht.
Nur werden alle gezeigten Schaltungen die Situation lediglich verschlechtern.

Hast du mal versucht die beiden Motore hintereinander zu schalten?
Das gibt doppelte Beschleunigung ohne Überstrom, kostet aber vermutlich in der Endgeschwindigkeit.

P.S.:
Wieviel wiegt denn so ein Renner normalerweise ?
Zuletzt geändert von anders am Montag 30. Januar 2012, 21:30, insgesamt 1-mal geändert.
anders
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon SchleuderTrauma am Montag 30. Januar 2012, 21:35

Hallo anders,
In Reihe hatte ich die auch schon geschaltet, dann gibts aber nur 7,4 Volt pro motor und die Drehzahl sinkt eklatant. Es geht ja darum die Strecke in möglichst kurzer Zeit zu fahren, der Rekord liegt im Moment bei 1,3725sec. Aber da muss noch was gehen. Vielleicht gibts ja auch eine Schaltung die aus den 14,8Volt im Auto mit einem Motor etwa 18Volt macht, das hält der Motor aus und die Drehzahl steigt. Es darf halt nicht mehr wie 350mA Strom fließen.
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon winnman am Montag 30. Januar 2012, 22:01

Die Leistung der Stromquelle ist durch Spannung und Strom begrenzt:

14,8V und 350mA ergibt eine Pmax von 5,18W, da kannst du erst mal nix (auch durch div Schaltungsversuche) dran Ändern.

Wenn du die zur verfügende Spannung durch Spannungswandler verdoppelst, halbiert sich der Strom, . . .

Ohne euer Rglement zu kennen (und daher wahrscheinlich von vornherein verboten) wäre die einzige Möglichkeit Energie vorher zu speichern und erst beim Start freizugeben (vorgeladene Golcup, . . .).

Details gibts vorab nicht hier!
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon anders am Montag 30. Januar 2012, 22:02

Es darf halt nicht mehr wie 350mA Strom fließen.
Ja, aber das während der ganzen Zeit, und während der ganzen Zeit muss auch die maximale Spannung geliefert werden, damit dem Netzteil die maximale Leistung entnommen wird.
Die maximale Leistung von 5,2W muß dem Motor dauernd zugeführt werden *), obwohl sich dessen elektrische Eigenschaften kontinuierlich ändern.
Eine Schaltung, die dies bewirkt, macht eine so genannte Leistungsanpassung.
Das wäre etwa das elektrische Gegenstück zu einem Drehmomentwandler.

Ob es besser ist mit zwei Motoren zu fahren oder einem Überspannung zu geben, könnte man evtl. anhand detaillierter Motordaten berechnen. Mit zwei Motoren bekommt man einen besseren elektromechanischen Wirkungsgrad, aber bei Beschleunigungsrennen ist das dadurch höhere Gewicht natürlich nachteilig.

Solch ein Wandler, den man wegen des besseren Wirkungsgrades zweckmäßig im Fahrzeug unterbringt, wiegt ja auch ein paar Gramm und deshalb fragte ich nach dem Gewicht des Fahrzeugs (und der zweiten Motor Getriebe-Kombination)

Kennst du einen Link zum Schaltplan des Original Netzteils, bzw. weißt du, wie dort die Strombegrenzung gemacht wird? PTC?




*) Anfangs viel Strom bei wenig Spannung späterStrom fallend bei steigender Spannung
Aber immer so, dass das Produkt von Spannung und Strom P= 14,8V * 0,35A = 5,2W ist.
Das kann auch mal 5,2V 1A bedeuten (abzüglich der möglichst geringen Wandlerverluste natürlich)


P.S.:
wäre die einzige Möglichkeit Energie vorher zu speichern und erst beim Start freizugeben
Das ist durchaus nicht die einzige Möglichkeit und Kondensatoren sind dafür auch denkbar schlecht geeignet. :evil:
Zuletzt geändert von anders am Montag 30. Januar 2012, 22:04, insgesamt 1-mal geändert.
anders
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon SchleuderTrauma am Montag 30. Januar 2012, 22:11

Hi anders,
sorry hab ich vergessen, das Mindestgewicht beträgt 65 Gramm. Goldcap´s benutzen wir um LED´s in den Frontscheinwerfern zu speisen, wenn ein Auto beim Nachtrennen von der Bahn fliegt. Im Dunkeln Raum findet das sonst keiner wieder, geschweige denn wie herum es wieder in die Bahn gesetzt werden muss.
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon anders am Montag 30. Januar 2012, 22:33

Goldcap´s benutzen wir um LED´s in den Frontscheinwerfern zu speisen, wenn ein Auto beim Nachtrennen von der Bahn fliegt.
Würde ich trotzdem nicht so machen.
Eine kleine Lithiumknopfzelle, die bei Stromausfall die Beleuchtung übernimmt, ist kleiner, leichter und leistungsfähiger und kostet auch nur 25 Cent.
das Mindestgewicht beträgt 65 Gramm
Was ist mit meinen übrigen Fragen?
anders
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon winnman am Montag 30. Januar 2012, 23:12

kurz zusammengefasst:

du kannst mit eventuell erlaubten Mitteln die 1. Beschleunigung etwas forsieren.

Im laufenden Betrieb kannst du nicht mehr leistung als die aus der Einspeisnung Minus der auf der Strecke erfolgenden Verluste (wird wohl so bei 1,0 DC liegen auf der von den an der entferntesten Einspeisestelle liegenden Stelle liegen)

Wenn dein Motor (Motoren) für 13V DC auslgelegt ist, ist das wahrscheinlich die max Leistung.

Wenn du nun 2 Motoren mit geringerer Betriesspannung über entsprechende Regelung an die teilweise geringere Spannung anpassen willst musst du folgendes überlegen:

die Verlustleistung der Regler

oder Inkaufnahme dass bei ev für Geringere Spannung zb13V Auftretende Stromspitzen (ev durch Strombegrenzung eingegrenzter Betrieb) die kurzfristige Leistungseinbuße durch den dann im Bereich geringerer Leistungsversorgung (und damit geringerer Versorgungspannung) erzielten Leistungsgewinns gegenüber Verlustbehafteter "Regelung" erfolgtem Gesamtgewinn eigentlich die bessere Lösung ist.
winnman
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon anders am Dienstag 31. Januar 2012, 20:51

@winnman:
Lies das bitte noch einmal durch, was du oben geschrieben hast und dann sage bitte, ob du selbst es verstehst! :me:
anders
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon SchleuderTrauma am Dienstag 31. Januar 2012, 21:16

Hi anders,
da es mit 2 Motoren offensichtlich nicht funktioniert, wegen dem begrenzten Strom des Netzteils, werde ich wohl doch nur einen Motor verbauen.
Erstens spart das Gewicht und zweitens kann ich das Dragsterchassis schmaler machen und breitere Hinterreifen fahren, was den Schlupf der Reifen reduziert. Wenn man dann noch eine Schaltung hätte, die dem Motor mal kurzzeitig "in den Hintern tritt", dann wärs doch was.
Ein Schaltbild des Netzteils hab ich leider nicht. Die Technischen Daten des Motors sind:
14,8 V, 0,2A bei 39000U/min, Drehrichtung: CW
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Re: Strombegrenzung

Neuer Beitragvon anders am Dienstag 31. Januar 2012, 21:48

Wieviel wiegt denn nun die einmotorige Kutsche und wieviel wiegt ein zweiter Motor?

der Rekord liegt im Moment bei 1,3725sec. Aber da muss noch was gehen.
Ich habe mal ausgerechnet wo das theoretische Limit bei 5,2W liegt und wie weit der Rekordhalter davon entfernt ist.
Der ist gar nicht mal schlecht, seine Zeit entspricht einer konstanten Leistungsabgabe von 2,5W.
Vermutlich aber hat er für den kurzen Moment auch mehr als 5,2W elektrische Leistung zur Verfügung, wenn, wie ich annehme, die Strombegrenzung mit einem PTC gemacht wird.
Wegen der Toleranzen dieser Bauteile könnte es auch lohnend sein nach Netzeilen Ausschau zu halten, die ein bischen mehr Strom bringen als der Rest.
Schliesslich kann man dann noch mit einem Wandler, der seinen Eingangstrom konstant hält, auch tatsächlich mehr Leistung vom Netzteil abfordern, ohne dass der PTC auslöst.
Im Idealfall stell man diesen Wandler vor dem Rennen so ein, dass der PTC im Netzteil nach 1,4..1,5 s abschaltet.
Dann muß das Fahrzeug die Ziellinie überquert haben und braucht keinen Strom mehr.
Das ist ähnlich wie bei den großen: Der ideale Rennmotor hält ein 1 Rennen.

Das wichtigste aber ist, das geht ganz klar aus meinen Berechnungen hervor, dass du Gewicht sparst und nicht mehr als das Mindestgewicht auf die Waage bringst.
Wenn das mit zwei Motoren nicht möglich ist, brauchst du gar nicht mehr über diese Technik nachzudenken.
anders
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