SinusLeistungsSteller - Teillastfestigkeit |
Teillastfestigkeit: ... eins vorweg: Der SLS fühlt sich in Teillast pudelwohl! Herkömmliche, blockkommutierte Regler sind i.d.R. auf das Erreichen und Halten einer Höchstdrehzahl ausgelegt (´Vollgas´-Betrieb). Hier erreicht ein Antrieb seine Höchstleistung. (Leistung ist proportional zu Drehzahl*Drehmoment - das Drehmoment ist jedoch durch den max. Motorstrom begrenzt - mehr Leistung ist also nur durch Erhöhen der Drehzahl möglich.) Gleichzeitig arbeitet ein blockkommutierter Regler bei maximaler Drehzahl in einem vergleichsweise günstigen Arbeitspunkt, da verglichen mit dem Betrieb in Teillast nur wenige Schaltvorgänge der Leistungshalbleiter stattfinden und somit Schaltverluste in den Leistungshalbleitern minimiert werden. Lediglich Durchlaßverluste fallen an und müssen als Wärme abgeführt werden. Wird ein blockkommutierter Regler in Teillast betrieben, so fallen erheblich mehr Schaltvorgänge (übliche PWM-Frequenzen für den Teillast-Betrieb betragen 8kHz, 16kHz, 32kHz) und somit Schaltverluste an. Für solche Verlustleistungen sind blockkommutierte Regler i.d.R. nicht ausgelegt und überhitzen, wenn sie längere Zeit in Teillast betrieben werden. Damit blockkommutierte Regler nicht den ´Hitze-Tod´ sterben bleibt diesen nur das komplette Abschalten des Antriebs als Ausweg. In der Praxis begegnet man diesem Problem mit schlichtem Meiden der Teillast ("nie zwischen 70%-90%") oder einer zeitlichen Begrenzung einer solchen Teillastsituation ´nach Gefühl´. Gewisse Abhilfe verschaffen zusätzliche Kühlkörper oder Lüfter, die vom Anwender meist selbst angebaut werden. Dadurch kann theoretisch eine Verlängerung der erlaubten Teillast-Zeit erreicht werden und das Abschalten des Reglers hinausgezögert werden. Schlechte thermische Anbindungsmöglichkeiten einzelner Leistungshalbleiter führen regelmäßig zum Versagen dieser Methode - bereits ein einziger, überhitzter Leistungshalbleiter kann zum Ausfall des gesamten Reglers führen! Darüber hinaus soll das Mehrgewicht durch diese Zusatzkühlkörper und/oder Lüfter nicht unerwähnt bleiben. Auch nicht unerwähnt soll bleiben: Einige blockkommutierte Regler umgehen die Situation elegant, indem oberhalb einer gewissen (noch unkritischen) Teillast auf 100% hochgeschalten wird. Teillast existiert für diese Regler im oberen Bereich nicht! Beim SinusLeistungsSteller macht es die Anwendung der feldorientierten Regelung zwingend erforderlich auch bei Vollast mit vergleichsweise hoher PWM-Frequenz zu schalten - der Motorstrom soll schließlich auch bei Vollast auf eine Sinusform geregelt werden. Der SLS muß von seiner thermischen Auslegung also auf den ´worst case´ Vollast ausgelegt werden. Das bedeutet jedoch auch, daß jeder Betriebszustand ungleich Vollast (also jeder denkbarer Teillastbetrieb) weniger Verlustleistung am Regler zur Folge hat und somit unkritisch ist! Der SLS ist somit voll teillastfest! Da die größte Verlustwärme bei Vollast anfällt, ist es dem SLS möglich bei drohender Überhitzung die Abgabeleistung zu reduzieren (also in Teillast zu gehen) und somit automatisch für Abkühlung zu sorgen. Der SLS schaltet also bei Übertemperatur nicht ab, sondern arbeitet mit gerade soweit reduzierter Leistung weiter, daß keine Temperaturüberschreitung mehr auftritt. Ein nicht zu vernachläßigender Sicherheits-Aspekt! OK, bei Vollast fallen beim SLS mehr Verluste an als bei blockkommutierten Reglern, da hier beim SLS höhere Schaltverluste entstehen. Jedoch werden durch die Sinus-Ströme Verluste im Motor vermieden (Stichwort: Oberwellen), welche die zusätzlichen Verluste im SLS mehr als kompensieren. Vergleicht man also einen kompletten Antriebsstrang "SLS + Motor" mit einem "blockkommutierter Regler + Motor" so liegt das System mit SLS im Wirkungsgrad besser! ... und somit auch in der zu erwartenden Flugzeit! Zusätzlich sollte in der Praxis gerade die Tatsache, nicht überwiegend Vollgas fliegen zu müssen zusätzliche Flugzeit bezogen auf eine Akkuladung zur Folge haben! |