SinusLeistungsSteller - Entwicklungsstand/2009 |
Hier werden wir ständig über den aktuellen Entwicklungsstand und -fortschritt berichten ... Details zur Funktionsweise des SLS finden sich hier (klick mich...) 25.11.2009: Der Windows-Monitor hat eine weitere Ergänzung erhalten. Jetzt kann auch der Endanwender eigene Signalkurven erstellen (s.u.). Mittels der Signalkurve kann festgelegt werden, wie der SLS das Eingangssignal zu interpretieren hat - also die Übersetzung von Pulslänge[µs] in Drehzahl- bzw. Drehmoment-Sollwert[%]. Zusätzlich kann für jeden Abschnitt die Drehrichtung sowie die Aktivierung der Feststellbremse gewählt werden. Die Signalkurven werden beim Speichern sowohl als Quelltext (*.SLG) als auch als Binärdatei (*.DAT) auf der Festplatte abgelegt: Der Quelltext steht für spätere Änderungen z.V. und die compilierte Binärdatei (*.DAT) kann als Kennlinie in den SLS geflasht werden. ![]() 23.11.2009: Das gesteckte Ziel für dieses Jahr bzgl. des Sensor-SLS ist erreicht: die Software konnte mit der neuen Hardware einem Motor erste Umdrehungen bis zur Grenzdrehzahl (i.M. noch ohne Last, jedoch im sensorlosen Mode) entlocken! Fertig ist die neue SW/HW jedoch noch lange nicht, wir müssen ihr noch einige(!) Feinheiten beibringen ... Als Sensor werden wir zunächst einen AS5040 unterstützen. Dieser intelligente Hallsensor generiert ein "A-quad-B+Index"-Signal und stellt die absolute Winkelposition auch an einer SPI-Schnittstelle z.V. Das ist wichtig für die korrekte Ermittlung der Anfangsposition, solange der Motor noch nicht über die Index-Position gebracht worden ist! Mit einer Auflösung von 1024 Positionen je mechanischer Umdrehung müßte er auch für hochpolige Motoren gut einsetzbar sein. Der "Pferdefuß" an der Sache: der Sensor müßte eigentlich schon beim Motorhersteller mechanisch im Motor integriert und justiert werden... 17.10.2009: Die Entwicklung des Sensor-SLS macht erste Fortschritte: die überarbeitete Hardware mit noch leistungsfähigerem DSP-Kern ist eingetroffen. Als nächster Schritt steht nun die Übertragung und Erweiterung der Firmware an. Wir haben uns da einiges vorgenommen, denn die neue Hardware soll den sensorlosen Betrieb wie bisher unterstützen und zusätzlich auch den Betrieb mit Lagesensoren ermöglichen. Dann könnte volles Drehmoment auch schon bei stehendem Motor erzeugt werden. Wenn uns unsere "normale Arbeit" genügend Zeit läßt, könnte bis Anfang 2010 der erste Prototyp fertig werden. Weitere Aktivitäten hin zu höheren Strömen (SLS-60-300) haben wir erstmal aufgeschoben. Wir sehen uns dafür aber gut vorbereitet: Der Prototyp des SLS-60-300 läuft bereits und ein entsprechend dimensionierter Motor (CuBa-II) ist schon bei moderater Leistung getestet worden. Weitere Tests bei höherer Leistung könnten jederzeit durchgeführt werden, sobald Zeit und gutes Wetter dies zulassen. Absolute Priorität hat im Moment jedoch die Entwicklung des Sensor-SLS... 10.08.2009: !!WICHTIG!! Das Update des fehlerbereinigten Windows-Monitors Version 1.37 steht zum Download bereit. Ältere Versionen des Monitor-Programms und alle evtl. damit erstellte Parameter-Files (*.SLC) bitte unbedingt von der Festplatte löschen und nicht mehr weiterbenutzen! 29.07.2009: Im Download-Bereich stehen weitere Updates für den Windows-Monitor und der Firmware zum Download bereit! Neben der Beseitigung einiger kleinerer Fehler beim Speichern von Tracedaten ist es jetzt z.B. auch möglich, das Statusfenster auf den gesamten Bildschirm zu vergrößeren um es auch aus der Ferne ablesen zu können. Auch die DEMO-Version des Monitors (im Download-Bereich ganz unten) zeigt inzwischen die neuen Features und bringt zusätzlich ein paar Trace-Dateien aus der Wirklichkeit sowie Beispiele für Signalkurven mit. 03.07.2009: Als nächster notwendige Mosaikstein für echte Hochstromtests ist in dieser Woche unser großer Kupferbandmotor (CuBa-II) fertig geworden. Dazu haben wir ein HPD13.5 von Geiger/Eck auf unser Vorhaben hin optimiert. Da wir für unsere Tests nicht so sehr auf das Gewicht des Motors achten müssen (wir bleiben am Boden) wurde die Wicklung ersetzt und der Kupferfüllfaktor auf das maximal mögliche erhöht - es steht jetzt ein Cu-Querschnitt von durchgehend 24mm² z.V. - bei einem (im Vergleich zum Original-Motor) fast identischen KV von 50rpm/V. Bleibt zu hoffen, daß der magnetische Kreis im Original nicht zu nah an die Sättigungsgrenze des Eisens ausgelegt wurde und wir durch das viele Kupfer nicht nur eine drastische Verringerung der Kupferverluste erreichen werden sondern wahlweise auch eine Erhöhung des Nennstroms des Motors. Die Grenze von 400Aac ist das erklärte Ziel ... Alle 6 Segmentmaschinen sind mit ihren Phasen getrennt herausgeführt, wodurch sich eine sehr große Flexibilität bei der Durchführung möglicher Tests ergibt. Es könnte z.B. die eine Hälfte der Maschine als Motor und die andere Hälfte als Generator (gesteuert von einem zweiten SLS) genutzt und die Energie auf die DC-Seite zurückgespeist werden ... unser DC-Konstanter würde uns dann noch einige Zeit länger ausreichen. Das unterste Bild zeigt den CuBa-II im Größenvergleich mit unserem ersten Kupferbandmotor (Innenläufer) vom Jahreswechsel 2006/2007, mit dem wir bereits Leistungen von mehr als 8KW im Minutenbereich umsetzen konnten. ![]() ![]() ![]() ![]() 01.07.2009: Einem von Wulf Kraneis auf Elektro-Hilfsantrieb umgerüsteten Velomobil steuerten wir unseren SLS-42-110 bei. Es ist ein überaus effizientes Fahrzeug entstanden ... (mehr hier) ![]() 18.06.2009: Nicht immer wird zur Kühlung des SLS genügend Fahrtwind z.V. stehen (wie z.B. bei unseren Versuchen mit SLS-60-300 und Impeller; s.u.). Deshalb haben wir die Entwicklung konsequent weitergeführt und eine Wasserkühlung entworfen. Unserem Grundsatz ("maximale Leistung bei minimalem Gewicht") folgend, wurde auch hier auf eine "schlanke" Umsetzung geachtet. Zunächst wird diese Wasserkühlung nur an unserem Prüftstand für Tests mit großen Luftschrauben in Verbindung mit Prototypen des SLS-60-300 (evtl. auch SLS-60-400) zum Einsatz kommen - später wird diese Wasserkühlung als Option für den SLS natürlich für jedermann erhältlich sein, sofern Bedarf besteht. Einer Dauerlastfähigkeit im "rund-um-die-Uhr"-Betrieb steht (aus Sicht des SLS) künftig also nichts mehr entgegen. ![]() ![]() ![]() ![]() 23.04.2009: Ab heute steht im Download-Bereich der neue SLS-Windows-Monitor zum kostenlosen Download bereit! 16.04.2009: Der SLS kann natürlich nicht nur mit kleinen Strömen (9V-Block-Batterien, s.u.) sehr effektiv umgehen. Bei ersten Tests mit einem Prototypen des neuen SLS-60-300 konnten wir auf Anhieb 275Aac erreichen. Dazu benutzten wir einen Motor von Lehner (LMT3080) in unserem TF8000-Impeller. Als Stromversorgung hätte unser Konstanter alleine nicht ausgereicht; deshalb pufferten wir die DC-Seite zusätzlich durch 42S-NiCd Hochstromzellen. Um den Motor nicht in Übertemperatur zu treiben, haben wir uns auf 275Aac beschränkt; wir sind uns aber sicher, daß wir auch 300Aac erreichen können und diese evtl. noch übertreffen können. Das unterste Diagramm zeigt Versuche nur mit dem NiCd-Akku bis 250Aac (ca. 240Adc). Wie immer: alles in Teillast! ![]() ![]() ![]() ![]() 02.04.2009: Um das Softstart-Verhalten des SLS zu demonstrieren, haben wir Werner Eck´s HP-Direct 10 Para-Motor (bestückt mit einer 1,4m Klappluftschraube!) mit nur vier in Reihe geschalteten 9V Blockbatterien betrieben. 9V-Blockbatterien sind nicht unbedingt für hohe Entladeströme bekannt - trotzdem machte es dem SLS keine Mühe, diesen 10KW-Motor zuverlässig auf kleine Drehzahlen zu starten! Dabei waren die Batterien nicht mal frisch aus der Verpackung genommen, wie an der Anfangsspannung (nur knapp über 35V) im untenstehenden Trace zu erkennen ist. Der Spannungseinbruch auf 32V entspricht einem DC-Strom von ca. 300mA. Für höhere Drehzahlen sind diese Batterien natürlich nicht geeignet. Es handelt sich hier weder um einen verspäteten Aprilscherz noch um einen Trick! Wir arbeiten ohne doppelten Boden und haben auch nirgends eine versteckte Batterie in Betrieb! Wer es nicht glaubt, kann sich am WE auf der AERO in Friedrichshafen am Stand von Joachim Geiger (Halle B3) selbst davon überzeugen. Die 9V-Batterien aber bitte selbst mitbringen! ;-) Ferner beachte man den akustisch ruhigen Anlauf! Das "Knurren" im zweiten Anlauf ist nur eine Resonanz des Prüfstands, die durch die Felddrehzahl angeregt wird. ![]() 16.02.2009: Roland Gaber (ein Freund aus früheren Siemens-Tagen) kam mit einer sehr speziellen Herausforderung auf uns zu: Für ein RC-Solarmobil (welches er als Jugend-Forscht-Projekt bei der SMA Solar Technology AG betreut) war es ihm bisher nicht gelungen passende Regler zu finden, mit denen die beiden Radnabenmotoren zufriedenstellend zu betreiben gewesen wären. Der eigentliche "Knackpunkt" dabei ist, über die beiden separat angesteuerten Räder gleich noch die Lenkung des Fahrzeugs mit zu realisieren! Hierfür ist zwingend eine sehr genaue Drehzahlregelung nötig - kleinste Unterschiede in der Drehzahl würden das Fahrzeug sonst sofort in eine unkontrollierbare Kurvenfahrt schicken. Das Solarmobil, das er uns vorbei brachte (eigentlich handelte es sich nur um eine Achse des Fahrzeugs mit den beiden angetriebenen Rädern) statteten wir mit je einem SLS-24-25 pro Rad aus. Damit das Gerät einen stabilen Stand bekommt, haben wir ihm kurzerhand noch eine Stütze aus Karton verpaßt und das so entstandene Vehikel auf den treffenden Namen Skorpion getauft. Mit einem für RC-Car-Piloten bisher völlig unbekannten Fahrgefühl (bedingt durch eine unglaubliche Wendigkeit und dem beinahe geräuschlosen Vortrieb) haben wir den Rest des Nachmittags dann mit Testfahrten (=Spielen) verbracht ;-) ![]() ![]() 10.02.2009: Für die anstehenden Tests mit höheren Strömen, wurde der Prüfstand vergrößert, um mit großen Propellern arbeiten zu können. Ferner werden wir unseren 10kW-Konstanter mit Batterien puffern müssen, um die angestrebten 300A testen zu können. Thorsten Wernecke hat uns hierfür insgesamt 48Stk. Hochlast-NiCd-Zellen mit 44Ah z.V. gestellt, die wir derzeit aus ihrem "Winterschlaf" erwecken. Einen SLS-60-300 haben wir schon als Prototyp aufgebaut. Wir wären also bereit, die ersten Tests draußen im Freien durchzuführen - nur spielt das Wetter leider noch nicht mit ... ![]() ![]() 07.01.2009: Ein Gutes neues Jahr all unseren Kunden, Freunden, Interessierten und Mitlesern! Selbstverständlich haben wir uns auch für dieses Jahr einige interessante Anwendungen und Weiterentwicklungen (noch mehr Strom!) für den SinusLeistungsSteller vorgenommen. Es lohnt sich also, in regelmäßigen Abständen hier vorbei zu kommen und über den aktuellen Stand des SLS zu lesen! |