Discussie motor- of accudraden verlengen

[PH_AJH]

Sander,
Jij behandelt het deel "bij inschakelen van de spanning". In de linkjes die Henri geplaatst heeft gaat het met name over wat er gebeurt bij het draaien onder deellast. Dat geeft (voorzover ik het begrijp) rimpelspanningen die door lange accudraden opgezweept worden, met als gevolg het in rook opgaan van je ESC. Ik heb het idee dat het filmpje van Henri dit heel mooi gaat illustreren....

Kun jij jouw ideeën over dit specifieke deel ("deellast bedrijf") uitleggen? En aangeven waar volgens jou de fout zit bij al die verhalen in de linkjes van Henri?

Mind you, ik probeer niet te stoken, ik probeer het te begrijpen.

 

[SanderFPV]

Sander,
Jij behandelt het deel "bij inschakelen van de spanning". In de linkjes die Henri geplaatst heeft gaat het met name over wat er gebeurt bij het draaien onder deellast. Dat geeft (voorzover ik het begrijp) rimpelspanningen die door lange accudraden opgezweept worden, met als gevolg het in rook opgaan van je ESC. Ik heb het idee dat het filmpje van Henri dit heel mooi gaat illustreren....

Kun jij jouw ideeën over dit specifieke deel ("deellast bedrijf") uitleggen? En aangeven waar volgens jou de fout zit bij al die verhalen in de linkjes van Henri?

Mind you, ik probeer niet te stoken, ik probeer het te begrijpen.

Ik heb vanaf het begin aangegeven dat er twee situaties zien die aandacht behoeven, da's de situatie tijdens bedrijf en de situatie bij inschakelen. Ik kijk hier heel bewust in meer detail naar de situatie tijdens inschakelen omdat de situatie tijdens bedrijf niet veel verandert (feitelijk niet). Kortom dezelfde condities/suggesties die gelden voor de situatie bij inschakelen gelden ook tijdens het in bedrijf zijn, er verandert elektrisch gezien natuurlijk ook niks.

De grote gemene deler in dit alles is de zelfinductie die veroorzaakt wordt door het omsloten oppervlak van de lus gevormd door de accudraden. Deze zelfinductie zorgt voor het defect raken van de condensatoren bij de ESC als deze te klein bemeten zijn en de accudraden worden verlengd en voor de hoge piekspanning en piekstroom bij het aankoppelen van de accu.

Kortom, als je de zelfinductie aanpakt sla je twee vliegen in één klap, mijn suggestie is dan ook de volgende:

Dus zelfs als we ervanuit gaan dat de fabrikant van de ESC de condensator bij de ESC niet voldoende groot heeft gedimensioneerd om overweg te kunnen met de te leveren stroom bij maximale belasting en we een condensator moeten bijplaatsen dan zitten er geen nadelen aan het verlengen van de kabel. Echter is het logisch dat kabellengtes die veelvouden zijn van een normale lengte van pakweg een centimeter of 20 á 30 enige aandacht vereisen.

Het devies is daarbij de kabel doorsnede verdubbelen en de kabel twisten, of d.m.v. krimpkous tegen elkaar aan bevestigen, zodoende wordt het omsloten oppervlak van de lus geminimaliseerd en daarmee de zelfinductie. Ook heeft het dan zin om de temperatuur van de condensator op de ESC in de gaten te houden, wordt deze erg warm, dan een (aantal) low-ESR (Nichicon ZLH, Panasonic FC, BC Components BC136, etc.) condensator(en) bijplaatsen.

Daarmee kom ik gelijk uit bij de vraag of het verstandig is de motordraden te verlengen? Uit bovenstaande blijkt dat het verlengen van de motordraden zorgt voor een veel sterkere emissie van een EM veld met daarin een zeer breedbandig spectrum aan frequenties die mogelijk direct of indirect storen op de RC ontvanger of andere gevoelige elektronica. Ook heeft het verlengen van de motordraden een negatief effect op de tegen EMK en beïnvloeding daarvan doordat de veel langere motordraden ook een effectief hogere inductiespanning opwekken in naburige motordraden waardoor de motor timing in de war kan raken, zeker wanneer de lange draden nog eens getwist zijn, de koppeling van de EM velden is nu maximaal.

Ook bij borstelloze motoren geldt uiteraard dat de accudraden wél getwist kunnen worden en dat dit zeker voordelen heeft om het EM veld te verkleinen. Op de accudraden staat namelijk de door een (buffer) condensator afgevlakte som van alle aan de kant van de borstelloze motor opgewekte stromen. Echter de aan- en afvoer zijn hier wel gelijk in getal en dus zal het twisten, of dicht tegen elkaar aan plaatsen het EM veld significant reduceren.

Samenvattend lijkt de bovenstaande reactie, en de voorgaande, voldoende argumentatie om altijd te kiezen voor het verlengen van de accudraden. Ik zie feitelijk geen voordelen aan het verlengen van de motordraden, ook omdat de nadelen van het verlengen van de motordraden bij doorsnee (25...40A) ESC's met een krap gedimensioneerde buffer condensator eenvoudig te verhelpen zijn door het bijplaatsen van een pakweg 80 eurocent kostende condensator (470uF/25V Nichicon ZLH).

Kortom, uit bovenstaande volgt dat het verlengen van de accudraden, het twisten of dicht bij elkaar monteren van de accudraden evt. in combinatie met het vergroten van de draaddiameter en het bijplaatsen van extra condensatoren, meer voordelen met zich meebrengt dan het kort houden van de accudraden en het verlengen van de motordraden.

Uiteraard geldt voor beide dat je het niet naar het absurde door moet trekken, als je anderhalve meter accudraad moet gaan trekken dan lijkt het mij beter om de accu te verplaatsen. Zoals altijd geldt hier ook dat je liefst alles zo compact mogelijk houdt met minimale lengte aan kabels, maar dat lijkt mij vanzelfsprekend.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
ImmersionRC - Real Virtuality

 

[PH_AJH]

Ha,
Dank voor je antwoord. Er is een deel wat ik niet begrijp:

Kortom dezelfde condities/suggesties die gelden voor de situatie bij inschakelen gelden ook tijdens het in bedrijf zijn, er verandert elektrisch gezien natuurlijk ook niks.

Bij inschakelen gaat het om een hele korte stroom die één kant op loopt, om de condensator op te laden. Dat is de kern van jouw betoog en dat kan ik volgen.

Maar dan
In de genoemde linkjes gaat het om het werken onder deellast. Wat ik er van begrijp: doordat de ESC gaat schakelen krijg je een voortdurend wisselend belasten van de accu, die door zijn eigen weerstand een rimpelspanning af gaat geven.
(Vraag: Dat is toch fundamenteel anders dan wat er gebeurt bij inschakelen?)

En als je lange accudraden gebruikt wordt die rimpel steeds groter, tot ver boven de nominale accuspanning. En daarvan kan een ESC (als je geen extra condensatoren plaatst) snel en makkelijk kapot gaan.

Verder wordt gesteld dat dit verschijnsel bij het verlengen van de motordraden NIET op zal treden.

Daarin zijn jij en Henri het dan toch met elkaar eens....?

Blijft over het storings-verhaal, maar dat gaat dan eigenlijk ergens anders over. Heb ik het dan een beetje begrepen of......?

 

[Ernst Grundmann]

PH_AJH jij schrijft precies waar ik ook aan zat te denken. Wat het INSCHAKELEN betreft heeft Sander gelijk maar het probleem is wat er gebeurt als de motor draait.
De inductie pieken die door het schakelen ontstaan zullen hoger worden naar mate de draden langer worden. Daar moeten dan de nodige elco's bij komen om die pieken voldoende op te kunnen vangen. Daarbij moet de werkspanning van die elco's ook voldoende hoog gekozen worden. Het dubbele van de accuspanning is ongeveer wel het minimum en als je de kabels erg lang gaat maken kan dat nog hoger worden. Dan moet je ook nog eens gaan uitkijken voor de maximale spanning die de Fet's mogen hebben. Wanneer de inductie pieken te hoog worden, door te lange draden, kunnen de Fet's ook het loodje leggen.
Het zal niet de eerste keer zijn dat hier een regelaar door is overleden.

 

[Henri Zikken]

Goed.. ik neem ook even de tijd om een goede reactie te formuleren.

Voordat ik verder ga. Sander, wij verschillen van mening. Dat moge duidelijk zijn. Zoals ik al eens eerder schreef, twijfel ik er niet aan of je beschikt over een bepaalde vorm van kennis en kunde. Met andere woorden, ondanks dat wij het niet eens zijn, heb ik wel respect voor je kennis.

In je eerste posting in dit draadje, begon je over dat 'ik normaal moest discusseren' (ik = Henri). Ik wil jou dan ook vragen hetzelfde te doen, want dat doe je nu NIET. Als je wil dat ik jou en je verhalen met respect behandel, vind ik dat ik hetzelfde terug mag verwachten.

Zoals je eerder zelf al toegegeven heb, heb je geen benul van mijn opleidings- en/of kennisniveau. Ik zou je dan ook willen verzoeken om vanaf nu je bij de materie te houden, en dit soort onzin achterwege te laten:

Lezen is ook een vak. Je laat duidelijk zien dat je de materie niet beheerst/begrijpt

Laat ik je uit de droom helpen. Ik beheers de materie wel degelijk, ik ben het alleen niet met je eens.

We vergelijken 2 situaties, namelijk het verlengen van draden aan accukant of aan motorkant. Dat aan beide situaties voor- en nadelen zijn, is duidelijk, dat zijn we denk ik helemaal met elkaar eens.

Nu gaat het dus om welke keuze je gaat maken tov de voor- en nadelen. Wat weegt zwaarder, en wat niet.

Nu doe jij de uitspraak:

- bij het verlengen van de motordraden zullen de storingen ENORM toenemen

dat zijn letterlijk jouw woorden.

Afgezien van het feit dat er al tig meter draad in je motor zit, zal er altijd enige vorm van draad tussen je motor en regelaar moeten zitten. Van de draad in de motor geef je terecht aan dat deze onderdeel uitmaken van een spoel en dat de veldlijnen van het magnetisch veld daarmee beperkt zijn.

Afgezien van dat een spoel wel degelijk breedbandige storingen buiten die spoel kan opleveren, blijft nog steeds het feit dat er een stuk kabel uit je motor steekt, ook als je die draden niet verlengt.

Om dingen duidelijk te maken, zijn soms wat getallen nodig, de getallen zelf zijn niet zo relevant, het gaat om de principes er achter.

Ik wil graag van jou het natuur- en wiskundige bewijs zien dat een storingsveld over een afstand van 10cm, enorm, waarneembaar, meetbaar en op zo'n manier dat het van invloed is op de rest van een toeste, toeneemt, als je er 20cm van maakt.

In plaats van nu te zeggen 'jij hebt er geen verstand van, dit is algemeen bekend, dit zijn natuurkundewetten', bewijs het nu eens dat 20 cm motordraden ENORM veel méér storingen opleveren dan 10cm motordraad. Want dat heb je nu nog steeds op geen enkele wijze bewezen.

De rest van je mooie betoog zal ik morgen op ingaan. Ik heb dus een filmpje al gemaakt met verlengde kabels, maar wil nu ook nog een filmpje maken waarop in 2 2.4ghz sets en één 35mhz set in de praktijk gebruik om het effect op reikwijdte (en evt storing) van het verlengen van kabels te laten zien.

Omdat de materie waar we het nu over hebben, veel complexer is dan jij nu voorschoteld, kunnen we nog jaren discusseren over de wetenschap erachter. Wat jij nu doet, is zelf iets verzinnen en dan alleen die set regels erbij pakken die jouw gelijk bewijzen. Als je dan het verhaal gaat uitbreiden, zul je zien dat het ook weer ontkracht gaat worden, enzovoort, enzovoort.

Om een klein voorbeeldje te noemen.. ten eerste heb je dus nog niet bewezen dat het verlengen van motordraden de storingen ENORM of significant doen toenemen. Ten tweede moet je dan nog bewijzen dat die storingsvelden belemmerend werken in het dagelijks gebruik. Of, beter gezegd, dat de storingsvelden van verlengde draden een significant grotere belemmering vormen in het dagelijks gebruik.

Maar, waar je aan voorbijgaat, voor het gemak, is dat diezelfde storingen óók optreden in je accudraden. Immers, daar gaat óók een pulserende stroom doorheen. Die wordt weliswaar iets gedempt door de condensatoren, feit blijft dat óók die kabels storing kunnen opwekken.

Dus om het verhaal compleet te maken en daadwerkelijk jouw gelijk te halen, zou je eerst moeten aantonen dat:

a) de storing zoals die op de 'normale motordraden' zijn, belemmerend werken voor het dagelijks gebruik
b) genoemde storingen minimaal exponentieel toenemen bij verlenging van die kabels
c) die storingen niet of veel minder voorkomen op de accudraden
d) de verlenging van die accudraden niet een verergering van storing geven

Geen van deze vier punten heb je tot nu toe ook maar enige vorm van bewijs voor aangeleverd. Wat je zegt is 'dat zijn natuurkundewetten en daar heb jij geen verstand van'.

Als je op die manier de discussie aan wilt gaan, zijn we snel klaar. Dan zeg ik ook gewoon, Sander, je begrijpt de materie niet, dat zijn natuurkundewetten, en dat weet iedereen. Zo.. nu heb ik gelijk. Of toch niet?

Zoals gezegd.. voor een goede inhoudelijke reactie heb ik ook even tijd nodig, evenals de filmpjes. Na het posten van die filmpjes is de discussie ook in één keer gesloten. Zien is geloven. Geen zelf bedachte theorieen en simulaties die nietszeggend zijn maar er interessant uitzien, maar de daadwerkelijke praktijk. Goed.. het heeft mij nu al één regelaartje gekost, maar ik heb er nog drie

@Ernst en PH_AJH: het inschakelen heeft Sander erbijgehaald, maar is een non-probleem. In werkelijkheid branden regelaars daar niet op door. Het gaat juist om het verhaal wat als de motor in bedrijf is, en dan met name in niet-volgas situaties. De series filmpjes die ik over een dag of 3 zal posten (ik wil het eerst compleet hebben) laten dat heel mooi zien.

 

[SanderFPV]

In de genoemde linkjes gaat het om het werken onder deellast. Wat ik er van begrijp: doordat de ESC gaat schakelen krijg je een voortdurend wisselend belasten van de accu, die door zijn eigen weerstand een rimpelspanning af gaat geven.

Niet helemaal. Wat er gebeurt is analoog aan wat je ziet tijdens het inschakelen, alleen kun je dat het beste ontleden in het tijdbestek van het bekrachtigen van één wikkeling in de borstelloze motor. Op het moment dat er één wikkeling (elektromagneet) bekrachtigd wordt gaat er een grote stroom lopen van de condensator/ESC naar de wikkeling op de stator en wordt er een piekspanning opgewekt, ook hier hebben we immers te doen met een LC kring. De LC kring bestaat nu niet alleen uit de zelfinductie van de accudraden, maar hoofdzakelijk uit de zelfinductie van de wikkeling in de stator van de motor, deze is significant groter dan de zelfinductie van de accu- of motordraden en is dus dominant.

De condensator bij de ESC is dus feitelijk ingesloten tussen verbruiker (de combinatie motor en ESC) en toeleverancier (de accu) en fungeert als reservoir voor elektrische energie (feitelijk een emmer vol elektronen). Aan de ene kant wordt bij het inschakelen van een wikkeling van de borstelloze motor de condensator (gedeeltelijk) leeggetrokken, zijn opgeslagen elektrische energie wordt in de wikkeling omgezet in een elektromagnetisch veld wat de permanente magneet in de rotor aantrekt of afstoot en dus elektrische energie omzet in bewegingsenergie. Bij het afschakelen van de wikkeling wordt de condensator bijgeladen via de accu. Deze cyclus herhaalt zich uiteraard keer op keer (tientallen keren per seconde).

Door deze laad/ontlaad cyclus zal de spanning over de condensator dus varieëren, maar uiteraard ook de spanning van de accu, die inzakt als er meer stroom wordt gevraagd en bijtrekt als de afname kleiner wordt. Uiteraard zal de accuspanning inzakken als de condensator bijlaadt en iets bijtrekken als de condensator vol is (of als de laadstroom afneemt volgens dV/dT). De combinatie van die twee is de rimpelspanning die je terugziet. Uiteraard komt hierbij nog een stuk superpositie van de ringing en overshoot van het in- en uitschakelen van de wikkeling van de motor (ook dit is een LC kring). Dus een deel van deze overshoot en ringing zie je terug op de rimpelspanning op de accu alhoewel enigzins afgevlakt door de buffercondensator bij de ESC.

Waar het hier echter om draait is dat er een situatie kan ontstaan (wanneer de condensator te klein gekozen is) waar het opgeslagen elektrisch vermogen in de condensator elke keer voor de volle 100%, of meer, wordt opgebruikt om een magnetisch veld in de wikkeling op te wekken. Hierdoor zal de condensator bij het afschakelen feitelijk leeg zijn, de spanning erover is dus vrijwel gelijk aan nul volt. Hierdoor gaat er een laadstroom lopen gelijk aan de inschakelstroom vanuit de accu, tientallen keren per seconde.

Nu kan je je voorstellen dat door de ettelijke honderden ampere's aan stroom die uit de condensator worden onttrokken en weer erin worden gestopt en het feit dat een condensator ook niet verliesvrij is (hij heeft immers ook een eindige inwendige weerstand) hij snel zal opwarmen, het verliesvermogen wordt namelijk in warmte gedissipeerd. Hierdoor raakt hij op termijn defect, zeker wanneer hij kleiner bemeten is dan nodig om de benodigde stroom te kunnen leveren onder belasting. Ook kan er een situatie optreden waarbij de ESC 'clipt', waarbij de condensator al z'n opgeslagen elektrische energie heeft vrijgegeven maar de wikkeling in de motor nog niet is afgeschakeld, nu zal er een nog hogere piekstroom gaan lopen omdat de accu én de laadstroom van de condensator moet leveren én de stroom voor het bekrachtigen van de wikkeling. Niet zelden is de stroom die dan door de ESC loopt groter dan het toegestane maximum.

Als de condensator komt te overlijden is er voor de ESC weinig hoop meer, deze zal overlijden omdat als de condensator defect is de LC kring niet meer gedempt is, de spanning kan door het ontbreken van de condensator tot ettelijke honderden volts opslingeren als een wikkeling ingeschakeld wordt. Dat overleeft geen enkele MOSFET en daarmee is de ESC feitelijk direct kapot.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
ImmersionRC - Real Virtuality

 

[PH_AJH]

Ja...en dat probleem wordt groter naarmate je de accudraden verlengt. Toch?

Uit de eerste link van Henri:
"Long leads won't show any difference on an oscilloscope, because the input capacitors are making up for the increased voltage ripple -- However, the input capacitors are also working MUCH harder with long leads, which can lead to premature failure. (Run with short and long leads at high current, and measure the temperature of the input capacitors -- you will see a large difference.)"

 

[SanderFPV]

Ik wil graag van jou het natuur- en wiskundige bewijs zien dat een storingsveld over een afstand van 10cm, enorm, waarneembaar, meetbaar en op zo'n manier dat het van invloed is op de rest van een toeste, toeneemt, als je er 20cm van maakt.

Da's eenvoudig en volgt uit de grondbeginselen van de elektronica. De totaal door de lus omsloten oppervlakte is een bepalend voor de hierdoor opgewekte elektromagnetische veld. Dit concept is bekend als de magnetische flux en geeft aan hoeveel veldlijnen door een bepaald oppervlak kruisen (oppervlak = oppervlak van de lus waarin de stroom loopt). Omgekeerd is dit natuurlijk ook van toepassing, dus de mate van magnetische flux wordt ook bepaald door de grote van het oppervlak, dus hoe groter het ingesloten oppervlak hoe meer veldlijnen en hoe groter het EM veld.

Als we het probleem even reduceren naar een borstelmotor met twee draden is duidelijk dat als we een aanvoerleiding hebben met een lengte van 10cm en een afvoerleiding van ook 10cm en een afstand tussen beide van 2cm, dat de lusoppervlakte 20cm^2 bedraagt.

Als we nu de motordraden verlengen naar 20cm en de afstand gelijk houden zal dus de lusoppervlakte toenemen naar 40cm^2. Het EM veld zal dus met een faktor twee groeien. Dat noem ik significant, zeker als je kijkt naar de stromen die er lopen hij een gemiddelde brushless motor.

De rest van je mooie betoog zal ik morgen op ingaan. Ik heb dus een filmpje al gemaakt met verlengde kabels, maar wil nu ook nog een filmpje maken waarop in 2 2.4ghz sets en één 35mhz set in de praktijk gebruik om het effect op reikwijdte (en evt storing) van het verlengen van kabels te laten zien.

Zonder de benodigde meetapparatuur is een dergelijke test nietszeggend.

Omdat de materie waar we het nu over hebben, veel complexer is dan jij nu voorschoteld, kunnen we nog jaren discusseren over de wetenschap erachter. Wat jij nu doet, is zelf iets verzinnen en dan alleen die set regels erbij pakken die jouw gelijk bewijzen. Als je dan het verhaal gaat uitbreiden, zul je zien dat het ook weer ontkracht gaat worden, enzovoort, enzovoort.

Oh, ik wil ook wel concreter worden en met de nodige wis- en natuurkunde gaan schermen, maar dan haakt 99% van de forumleden af en dat lijkt mij niet de bedoeling.

Om een klein voorbeeldje te noemen.. ten eerste heb je dus nog niet bewezen dat het verlengen van motordraden de storingen ENORM of significant doen toenemen. Ten tweede moet je dan nog bewijzen dat die storingsvelden belemmerend werken in het dagelijks gebruik. Of, beter gezegd, dat de storingsvelden van verlengde draden een significant grotere belemmering vormen in het dagelijks gebruik.

Ik hoef niet te bewijzen dat iets belemmerend werkt, da's geheel afhankelijk van de situatie waarin e.e.a. wordt toegepast, ik wil alleen aantonen dat er significant meer storing wordt opgewekt met het verlengen van de motordraden dan door het verlengen van de accudraden. Onderstaande quote legt uit waarom dit zo is:

Daarmee zijn we meteen bij de kern van het probleem wat we terugzien bij borstelloze motoren aangekomen. Door het in zeer kort tijdsbestek aan- en uitschakelen (nanoseconden) van de elektromagneten is de helling van de op- en neergaande flank van de stroom (en daarmee ook de spanning, R=V/I) door de elektromagneet bijzonder steil. Dit begrip wordt aangeduid met slew-rate en normaliter uitgedrukt in V/us (volt per microseconde). Door deze hoge slew-rate en het feit dat we geen Ohmse belasting (vervangbaar door een vaste weerstand van x Ohm) aansturen maar een spoel die zowel een Ohms and inductief karakter heeft zal er opslingering plaatsvinden en zal in overeenstemming met het Nyquist theorem gelden dat de frequentiecomponenten in de (bij benadering) blokgolf die de spanning/stroom definieert door de elektromagneet een veelvoud zijn van de frequentie die normaliter gebruikt wordt voor de aansturing.

Dus ondanks het feit dat de ESC de borstelloze motor aanstuurt met een gangbare 8, 16 of 32kHz zullen er door het zeer korte in- en uitschakelgedrag (let wel, dit zegt niets over de duur van de bekrachtiging van de elektromagneet, alleen over het in- en uitschakelen) harmonischen worden gegenereerd die veel hoger zijn dan de frequentie van aansturing door de ESC. Feitelijk is er door de opslingering sprake van ringing die ik hier omwille van het eenvoudig willen houden van deze reactie even laat voor wat hij is. Echter volgens Gibbs (Gibbs phenomenon - Wikipedia, the free encyclopedia) en ook in de praktijk blijkt dat zelfs een berekening van de harmonischen volgens Nyquist onvoldoende is, en er veel meer harmonischen en restproducten van oscillaties zich in het signaal zullen laten zien.

Kortom, in een borstelloze motor wordt door de aansturing ervan een zeer breedbandig spectrum aan frequenties geproduceerd die netzoals bij een borstelmotor primair via de motordraden een weg naar buiten vindt. Dit gebeurt wederom via conductie, maar ook via radiatie. Omdat dit weer analoog aan de borstelmotor z'n weerslag heeft op gevoelige elektronische onderdelen zoals de RC ontvanger is het dus verstanding om de motordraden ook bij een borstelloze motor kort te houden. Alle effecten van conductie en radiatie zoals ik het uiteengezet voor een borstelmotor gelden hier ook, dus ook de bestrijding ervan is analoog aan de borstelloze motor.

Maar, waar je aan voorbijgaat, voor het gemak, is dat diezelfde storingen óók optreden in je accudraden. Immers, daar gaat óók een pulserende stroom doorheen. Die wordt weliswaar iets gedempt door de condensatoren, feit blijft dat óók die kabels storing kunnen opwekken.

Nee, je hebt kennelijk niet goed gelezen, ik geef aan waarom dit niet het geval is, of hoe dit is te voorkomen:

Een andere belangrijke tactiek in het terugdringen van het via radiatie van het EM veld opgewekte storing bij borstelmotoren is het kort houden van de motordraden en deze in elkaar te draaien (twisten). Dit is logisch omdat de lengte van het opgewekte EM veld direct evenredig is met de lengte van de geleider waardoor een stroom loopt. Hoe langer de geleider hoe langer ook het opgewekte EM veld, het strekt zich immers uit over de gehele lengte van de geleider. Dus hoe korter de geleider, hoe korter ook het EM veld. Door de geleiders die zorgen voor de aan- en afvoer van elektronen te twisten kan je feitelijk het EM veld tot bijna nul reduceren. Dit geldt bij borstelmotoren dus voor de motordraden, maar ook de accudraden.

Ook bij borstelloze motoren geldt uiteraard dat de accudraden wél getwist kunnen worden en dat dit zeker voordelen heeft om het EM veld te verkleinen. Op de accudraden staat namelijk de door een (buffer) condensator afgevlakte som van alle aan de kant van de borstelloze motor opgewekte stromen. Echter de aan- en afvoer zijn hier wel gelijk in getal en dus zal het twisten, of dicht tegen elkaar aan plaatsen het EM veld significant reduceren.

Dus om het verhaal compleet te maken en daadwerkelijk jouw gelijk te halen, zou je eerst moeten aantonen dat:

a) de storing zoals die op de 'normale motordraden' zijn, belemmerend werken voor het dagelijks gebruik
b) genoemde storingen minimaal exponentieel toenemen bij verlenging van die kabels
c) die storingen niet of veel minder voorkomen op de accudraden
d) de verlenging van die accudraden niet een verergering van storing geven

Nee, dat volgt al uit de werking van e.e.a. die ik uitgebreid beschreven heb. Als je van ieder punt wat ik noem, en dat geworteld is in aantoonbaar bewezen wis- en natuurkundige basisprincipes, gaat vragen of het wel klopt en of ik daar bewijs voor aan wil leveren gaan we zeker ook discussieren over het feit dat een olifant fysiek gezien groter is dan een mug?

Sorry, maar ik heb niet de goesting om hier een basiscursus elektronica te gaan geven, als je twijfels hebt bij bovenstaande is dat jou probleem, niet het mijne. Ik en elke andere elektronica ingenieur zet absoluut geen vraagtekens of twijfels bij hetgene wat ik hier aandraag. Dat jij daar kennelijk moeite mee hebt is mijn probleem niet.

Na het posten van die filmpjes is de discussie ook in één keer gesloten. Zien is geloven. Geen zelf bedachte theorieen en simulaties die nietszeggend zijn maar er interessant uitzien, maar de daadwerkelijke praktijk. Goed.. het heeft mij nu al één regelaartje gekost, maar ik heb er nog drie

Nou nee, nogmaals, zonder exact te weten wat er in jouw opzet precies allemaal speelt is het gewoon een experiment. Totaal nietszeggend omdat jij er jouw conclusies aan vastspeld. Mijn simulaties zijn door eenieder te herhalen en zullen exact dezelfde resultaten geven, vandaar ook dat ik precies aangeef hoe e.e.a. is gesimuleerd en waar ik naar op zoek ben.

Maar goed, ik zie zo zoetjes aan wel weer waar dit heengaat, jij wilt ten koste van alles je gelijk halen en zet bij alles wat ik zeg, ook zaken die gezien de achterliggende wis- en natuurkunde verifiëerbaar juist zijn, vraagtekens. Met een dergelijke instelling ga je aan mij niet veel hebben.
Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
ImmersionRC - Real Virtuality

 

[SanderFPV]

Ja...en dat probleem wordt groter naarmate je de accudraden verlengt. Toch?

Nee, graag wel even mijn reactie goed lezen, ik schrijf het volgende:

Niet helemaal. Wat er gebeurt is analoog aan wat je ziet tijdens het inschakelen, alleen kun je dat het beste ontleden in het tijdbestek van het bekrachtigen van één wikkeling in de borstelloze motor. Op het moment dat er één wikkeling (elektromagneet) bekrachtigd wordt gaat er een grote stroom lopen van de condensator/ESC naar de wikkeling op de stator en wordt er een piekspanning opgewekt, ook hier hebben we immers te doen met een LC kring. De LC kring bestaat nu niet alleen uit de zelfinductie van de accudraden, maar hoofdzakelijk uit de zelfinductie van de wikkeling in de stator van de motor, deze is significant groter dan de zelfinductie van de accu- of motordraden en is dus dominant.

Het is dus primair de motorwikkeling die hier domineert en waar per saldo de meeste stroom naartoe gaat. Da's ook logisch en de volgt ook de praktijk, je motor(wikkelingen) worden warm, je accu/motordraden faktoren minder.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
ImmersionRC - Real Virtuality

 

[SanderFPV]

Goed, ik trek de stekker eruit. Voor degenen die hun waardering lieten blijken voor mijn reacties, dank daarvoor, ik hoop dat mijn reacties wat meer duidelijkheid hebben geschept in de materie.

[mod]Even wat onvriendelijkheden weggeveegd, graag op je taal letten. Sander heeft geen zin meer om de discussie voort te zetten omdat hij het gevoel heeft te kakken te worden gezet.
Martin[/mod]

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
ImmersionRC - Real Virtuality

 

[helimax]

accu- of motordraden verlengen

Hallo,
Heb niet het hele relaas gelezen, maar volgens mij kan veel ellende worden voorkomen door de langere/verlengde aanvoerende draden, welke dan ook, te "twisten". Als je dan ook nog de nodige ontstoorkernen gebruikt bij grotere lengtes he. Kan zijn dan het al vermeld is natuurlijk....
M.vr.grt. en alvast de beste wensen, Max

 

[PH_AJH]

Ik lees het echt wel goed hoor.... je schrijft zelf "De LC kring bestaat nu niet alleen uit de zelfinductie van de accudraden"
Maar als je die draden verlengt verhoog je de zelfinductie en dús het probleem aan de kant van de ESC.
De rest van je verhaal kan ik volgen maar het stukje wat ik er net uit vis is precies waar het om draait, als ik het goed heb begrepen. En sluit ook aan bij de citaat uit het RCGroups draadje wat ik aanhaalde. En, alweer:als ik het goed heb begrepen, is precies waarom ESC fabrikanten het advies geven accudraden niet te verlengen.

Waar ik de draad (what's in a word ) een beetje kwijt raak is dat jouw verhaal consistent lijkt met het gangbare advies om accudraden niet te verlengen - terwijl je toch het advies geeft om dat juist wel te doen.

Ik heb zitten zoeken naar de storende effecten van het verlengen van motordraden maar kan daar niks over vinden. Heb je linkjes (liefst enigzins op voor mij begrijpelijk nivo) met metingen/uitleg hierover.

Misschien ten overvloede, ik probeer het echt te snappen en wil daarom beide kanten graag belicht zien. Dan kan ik misschien zelf een standpunt innnemen

-edit- oh fuck laat ook maar. Ik lees net de reactie van Sander twee posten terug, dit gaat weer helemaal de verkeerde kant op.
Ik ga gauw terug naar het zweefvliegforum.
Sander, toch bedankt voor de leerzame uitleg.

 

[helimax]

Oeps,
Sorry, "twisten" stond hierboven al.
M.vr.grt., Max

 

[Henri Zikken]

Als we het probleem even reduceren naar een borstelmotor met twee draden is duidelijk dat als we een aanvoerleiding hebben met een lengte van 10cm en een afvoerleiding van ook 10cm en een afstand tussen beide van 2cm, dat de lusoppervlakte 20cm^2 bedraagt.
Als we nu de motordraden verlengen naar 20cm en de afstand gelijk houden zal dus de lusoppervlakte toenemen naar 40cm^2. Het EM veld zal dus met een faktor twee groeien. Dat noem ik significant, zeker als je kijkt naar de stromen die er lopen hij een gemiddelde brushless motor.

Je maakt het significant, door de rest van het plaatje buiten beschouwing te laten. Op die manier is alles significant te maken, als je maar genoeg randvoorwaarden weglaat, wordt jouw voorwaarde vanzelf significant.

Het gaat om het gehele systeem van accu, regelaar, motor, bekabeling. Hoeveel storing veroorzaakt dat geheel, en hoe significant is de storingstoename door het verdubbelen van de motordraden, op dat geheel.

Stel dat we een storing meten bij een bepaalde opstelling, en dat we die storing per onderdeel zouden kunnen quantificeren.

Stel nu dat de 'storing' in een normale situatie, zo verdeeld is:

accu: 5
accudraden 5
regelaar: 30
motordraden 10
motor: 50

Nu kun je uitrekenen wat het effect zou zijn van het verdubbelen van de storing van de motordraden vs het verdubbelen van de accudraden. In bovenstaand voorbeeld zou dat 5% zijn.

Dan pas kun je je gaan afvragen in hoeverre dat significant is. Het zou best kunnen zijn dat de gehele storing in alle gevallen onder een drempelwaarde bljift en je daarom er uberhaupt niets van gaat merken, wat je ook doet.

Daarbij is het dan ook weer van belang welke andere keuzes je gemaakt hebt, vlieg je bv. op 2.4 Ghz, of op 35Mhz, wil die storing relevant zijn, is dat een erg relevante vraagstelling.

In beginsel gaat het hier om een praktijkvraag. Men wil iets aandrijven, en de kabels zijn niet lang genoeg. Dan is de vraagstelling 'wat te verlengen'.

Verder vraag ik je nog één keer om al die niet relevante teksten als 'is geworteld in natuurkunde', en 'jij als leek', enzovoort, achterwege te laten. Het bewijst niets, voegt niets toe aan de discussie en is louter stemmingmakerij. Het gaat mij niet om het halen van een gelijk, het gaat mij om het daadwerkelijke juiste antwoord op wat een betere keuze is om te verlengen.

 

[Gerard_nl]

clash of the titans....

 

[Henri Zikken]

Als de condensator komt te overlijden is er voor de ESC weinig hoop meer, deze zal overlijden omdat als de condensator defect is de LC kring niet meer gedempt is, de spanning kan door het ontbreken van de condensator tot ettelijke honderden volts opslingeren als een wikkeling ingeschakeld wordt. Dat overleeft geen enkele MOSFET en daarmee is de ESC feitelijk direct kapot

Goed.. dus we stellen vast, dat bij het overlijden van de condensator(en) de ESC direct zal volgen, en je aandrijving dus defect is, 0% bruikbaar.

Dan hoeven we daarover verder geen discussie meer te hebben, condensatoren kapot = ESC kapot.

Nu kan je je voorstellen dat door de ettelijke honderden ampere's aan stroom die uit de condensator worden onttrokken en weer erin worden gestopt en het feit dat een condensator ook niet verliesvrij is (hij heeft immers ook een eindige inwendige weerstand) hij snel zal opwarmen, het verliesvermogen wordt namelijk in warmte gedissipeerd. Hierdoor raakt hij op termijn defect, zeker wanneer hij kleiner bemeten is dan nodig om de benodigde stroom te kunnen leveren onder belasting.

Je hebt het in je hele betoog over rimpelspanning, terwijl het probleem juist rimpelstroom is, oftewel ripple current.

Ripple Current
Ripple current is the rms value of alternating current flowing through a capacitor. This current causes an internal temperature rise due to power losses within the capacitor.

Het gedissipeerde vermogen in een condensator is de rimpelstroom in het kwadraat maal de ESR van de condensator, dus
Iripple^2 * ESR

Dát is waar een condensator warm van wordt. Deze ripple current wordt groter naarmate de bekabeling verlengd wordt. Dit is ook gelijk de reden waarom je hiervoor 'low ESR' condensatoren moet hebben.

Let ook op dat het gedissipeerde vermogen (= warmte) van de elko, kwadratisch is ten opzichte van de rimpelstroom.

Dus.. maak je de kabels te lang, zal de ripplecurrent uitstijgen boven het maximum wat de condensatoren mogen hebben, en gaan ze kapot.

We hadden al vastgesteld dat kapotte condensatoren, een kapotte regelaar inhoudt.

Dus.. het is mogelijk om via het verlengen van de accukabels, de regelaar kapot te maken.

Zijn we het over dat punt op zichzelf eens? Laten we even de lengtes etc buiten beschouwing, ben je het eens met zuiver het standpunt dat het mogelijk is een ESC kapot te laten gaan door te lange kabels tussen accu en ESC te zetten?

 

[helimax]

Hallo Gerard, helemaal mee eens...
Wat de heren wellicht uit het oog verliezen is dat het probleem door de kabels wordt veroorzaakt, als je dat wil oplossen moet je het eerst in de kabels optimaal maken, daarna kan je de overblijvende "ellende" oplossen met electronica. Heeft iemand zich afgevraagd hoe het mogelijk is dat een 10Gb/s of zelfs 50Gb/s verbinding over een twisted pair kabeltje kan opzetten?
M.vr.grt., Max

 

[Burp]

[mod]Even wat posts aangepast zodat ze wat vriendelijker zijn. Graag zelf verzorgen aub.[/mod]

 

[Baggeraar]

Ben ik even blij dat ik op stoom ga varen.

 

[SanderFPV]

Je hebt het in je hele betoog over rimpelspanning, terwijl het probleem juist rimpelstroom is, oftewel ripple current.

Kom op zeg, wet van Ohm (R=V/I) waar een (rimpelspanning) wordt opgewekt loopt een (rimpel)stroom. Dus in mijn reacties waar je 'rimpelspanning' leest, graag even de 'rimpelstroom' er zelf bij bedenken, deze zijn namelijk onlosmakelijk met elkaar verbonden.

Dus.. het is mogelijk om via het verlengen van de accukabels, de regelaar kapot te maken.

Zijn we het over dat punt op zichzelf eens? Laten we even de lengtes etc buiten beschouwing, ben je het eens met zuiver het standpunt dat het mogelijk is een ESC kapot te laten gaan door te lange kabels tussen accu en ESC te zetten?

Nee, je moet een nuance aanbrengen. Het is mogelijk de condensator bij de ESC kapot te maken door kabels te gebruiken in een geometrie die zorgt dat ze veel zelfinductie hebben. Dit kunnen lange of korte kabels zijn, alles hangt samen met het omsloten oppervlak van de lus. Je kan 20cm lange kabels in een viekant leggen, dan heb je een oppervlak van 100cm^2. Deze configuratie heeft significant meer zelfinductie dan twee 50cm lange kabels die op 0.5cm van elkaar liggen, daar is de totale oppervlakte 25cm^2.

Het is de zelfinductie die het probleem is, niet de kabels, of de lengte ervan. Ook geef ik nu al ***MEERDERE KEREN AAN*** hoe je de ***ZELFINDUCTIE KUNT VERMINDEREN*** en dit probleem dus grotendeels ***KUNT VERHELPEN***. Onderstaande reactie graag nog even lezen a.u.b:

Ik heb vanaf het begin aangegeven dat er twee situaties zien die aandacht behoeven, da's de situatie tijdens bedrijf en de situatie bij inschakelen. Ik kijk hier heel bewust in meer detail naar de situatie tijdens inschakelen omdat de situatie tijdens bedrijf niet veel verandert (feitelijk niet). Kortom dezelfde condities/suggesties die gelden voor de situatie bij inschakelen gelden ook tijdens het in bedrijf zijn, er verandert elektrisch gezien natuurlijk ook niks.

De grote gemene deler in dit alles is de zelfinductie die veroorzaakt wordt door het omsloten oppervlak van de lus gevormd door de accudraden. Deze zelfinductie zorgt voor het defect raken van de condensatoren bij de ESC als deze te klein bemeten zijn en de accudraden worden verlengd en voor de hoge piekspanning en piekstroom bij het aankoppelen van de accu.

Kortom, als je de zelfinductie aanpakt sla je twee vliegen in één klap, mijn suggestie is dan ook de volgende:

Dus zelfs als we ervanuit gaan dat de fabrikant van de ESC de condensator bij de ESC niet voldoende groot heeft gedimensioneerd om overweg te kunnen met de te leveren stroom bij maximale belasting en we een condensator moeten bijplaatsen dan zitten er geen nadelen aan het verlengen van de kabel. Echter is het logisch dat kabellengtes die veelvouden zijn van een normale lengte van pakweg een centimeter of 20 á 30 enige aandacht vereisen.

Het devies is daarbij de kabel doorsnede verdubbelen en de kabel twisten, of d.m.v. krimpkous tegen elkaar aan bevestigen, zodoende wordt het omsloten oppervlak van de lus geminimaliseerd en daarmee de zelfinductie. Ook heeft het dan zin om de temperatuur van de condensator op de ESC in de gaten te houden, wordt deze erg warm, dan een (aantal) low-ESR (Nichicon ZLH, Panasonic FC, BC Components BC136, etc.) condensator(en) bijplaatsen.

Daarmee kom ik gelijk uit bij de vraag of het verstandig is de motordraden te verlengen? Uit bovenstaande blijkt dat het verlengen van de motordraden zorgt voor een veel sterkere emissie van een EM veld met daarin een zeer breedbandig spectrum aan frequenties die mogelijk direct of indirect storen op de RC ontvanger of andere gevoelige elektronica. Ook heeft het verlengen van de motordraden een negatief effect op de tegen EMK en beïnvloeding daarvan doordat de veel langere motordraden ook een effectief hogere inductiespanning opwekken in naburige motordraden waardoor de motor timing in de war kan raken, zeker wanneer de lange draden nog eens getwist zijn, de koppeling van de EM velden is nu maximaal.

Ook bij borstelloze motoren geldt uiteraard dat de accudraden wél getwist kunnen worden en dat dit zeker voordelen heeft om het EM veld te verkleinen. Op de accudraden staat namelijk de door een (buffer) condensator afgevlakte som van alle aan de kant van de borstelloze motor opgewekte stromen. Echter de aan- en afvoer zijn hier wel gelijk in getal en dus zal het twisten, of dicht tegen elkaar aan plaatsen het EM veld significant reduceren.

Samenvattend lijkt de bovenstaande reactie, en de voorgaande, voldoende argumentatie om altijd te kiezen voor het verlengen van de accudraden. Ik zie feitelijk geen voordelen aan het verlengen van de motordraden, ook omdat de nadelen van het verlengen van de motordraden bij doorsnee (25...40A) ESC's met een krap gedimensioneerde buffer condensator eenvoudig te verhelpen zijn door het bijplaatsen van een pakweg 80 eurocent kostende condensator (470uF/25V Nichicon ZLH).

Kortom, uit bovenstaande volgt dat het verlengen van de accudraden, het twisten of dicht bij elkaar monteren van de accudraden evt. in combinatie met het vergroten van de draaddiameter en het bijplaatsen van extra condensatoren, meer voordelen met zich meebrengt dan het kort houden van de accudraden en het verlengen van de motordraden.

Uiteraard geldt voor beide dat je het niet naar het absurde door moet trekken, als je anderhalve meter accudraad moet gaan trekken dan lijkt het mij beter om de accu te verplaatsen. Zoals altijd geldt hier ook dat je liefst alles zo compact mogelijk houdt met minimale lengte aan kabels, maar dat lijkt mij vanzelfsprekend.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
ImmersionRC - Real Virtuality