Ik heb me er al vaker over verbaast maar nu vind ik dat ik er toch maar eens op in moet gaan. Waar halen jullie het idee vandaan dat een moderne regelaar bij half gas het meeste vermogen voor z'n kiezen krijgt en dus het warmst wordt :?:
Het is volgens mij niet waar. 8) Ik denk dat het nog uit het tijdperk stamt dat de regelaars nog niet volgens het schakelprincipe werkte. De "lineaire" regelaars van lange tijd geleden werden inderdaat het warmst bij ongeveer halfgas. Waarom het nu met de schakelende regelaars niet meer zo is zal ik uitleggen. Misschien ga ik nu een beetje (te) technisch worden voor sommige lezers maar ik zal het proberen het zo simpel mogelijk uit te leggen.
Moderne regelaars regelen de motorsnelheid door de VOLLE accuspanning gedurende korte tijd door te schakelen naar de motor. Een veel gebruikte regelfrequentie is 2500Hz. Dit betekend dan dat de regelaar 2500 keer per seconde de stroom naar de motor aanschakeld en ook weer uitschakeld. De stroom naar de motor wordt dus elke 0,0004 seconden (dit is 400 microseconden) gedurende enige tijd ingeschakeld en daarna weer uitgeschakeld. Wanneer die inschakeltijd maar heel kort is zal de gemiddelde spanning die de motor te verwerken krijgt maar laag zijn dus draait de motor langzaam.
Een voorbeeld: de regelaar schakelt elke 400 microseconden (us) (2500 keer per seconde) gedurende 10us de stroom naar de motor in, dan krijg de motor effectief maar 10/400 x de accuspanning. Wil je de motor sneller laten draaien dan zal je de spanning moeten verhogen zodat er ook meer stroom gaat lopen. Schakel je de stroom naar de motor gedurende 200us in dan krijgt de motor 200/400 x de accuspanning, de helft dus. Wanneer je nu volgas geeft zal de regelaar de stroom gedurende de volle tijd naar de motor ingeschakeld laten en krijgt de motor 400/400 x de accuspanning dus alles.
Wat heeft dit nu met het verlies dus het warm worden van de regelaar te maken?
Eigenlijk simpel de regelaar is niets meer of minder dan een hele snelle schakelaar. Als schakelaars gebruikt men tegenwoordig MOSFET's (FET's) dit zijn speciale transistoren die een hele lage inwendige weerstand hebben. Die weerstand is bij vele FET's niet meer dan 0,015 Ohm. Er zijn er met een nog lagere weerstand maar die zijn nog erg duur. In de meeste regelaars zitten 2 of 3 FET's paralel geschakeld zodat de inwendige weerstand nog lager wordt.
Als voorbeeld neem ik een motor met een maximale stroom van 15Amp, dan zal er bij volgas door elke FET maar 5Amp gaan. Het vermogens verlies in elke FET kan uitgerekend worden met de volgende formule P=IxIxR. P is het vermogen, I is de stroom door de FET en R is de inwendige weerstand van de FET. In dit geval zal er dus een vermogensverlies van 5x5x0,015=0,375Watt in elke FET. Het totale verlies in de regelaar bij volgas is dus 1,125Watt. Dit is zo weinig dat de regelaar hier niet of nauwelijks warm van zal worden.
Maar met de motor halfgas wordt de regelaar wel merkbaar warm, hoe komt dat dan?
De FET's schakelen de stroom naar de motor dus steeds even aan en weer uit. Alleen als er stroom door de FET's loopt treed er verlies op in die FET's. Als de stroom uitgeschakeld is treed er GEEN verlies op in de FET's. Als de FET's gedurende een halve periode aan staan en de andere halve periode uit staan zal er alleen verlies optreden gedurende de tijd dat ze aan staan. Dit zou betekenen dat de FET's dus ook maar de helft warm zouden worden bij half gas maar dat klopt ook weer niet.
Een FET is een hele snelle electronische schakelaar maar niet oneindig snel. :cry: Alles kost enige tijd hoe kort dat ook is. Wanneer je nu een FET aanschakeld om stroom naar de motor door te laten dan zal die FET "langzaam" aanschakelen. Dat betekend dat de weerstand van de FET "langzaam" van bijna oneindig hoog naar heel erg laag gaat. Gedurende die schakeltijd heeft de FET dus een hogere weerstand en zal de stroom "langzaam" oplopen. Gedurende die tijd zal het verlies in de FET dus hoger zijn en de FET warmer worden.
Hetzelfde geldt voor het weer uitschakelen van de FET, dat gaat ook niet oneindig snel. Ook bij het weer uitschakelen van de FET zal er door het "langzaam" hoger worden van de weerstand van heel erg laag naar bijna oneindig hoog, verlies optreden en de FET nog warmer worden.
Dit houdt dus in dat bij elke schakelfunctie (aanschakelen en uitschakelen) van de FET er extra verlies in die FET optreed. Bij een lage snelheid van de motor loopt er een lage stroom door de motor en dus door de FET's. De verliezen door het aan en uitschakelen van de FET's zijn dan ook gering. Loopt de motorstroom op dan worden die schakelverliezen dus groter en de FET's warmer. Dit betekend dat de grootste verliezen optreden wanneer de stromen het grootst zijn dus bij bijna volgas! Bij volgas worden de verliezen dan weer minder omdat de FET's dan niet meer schakelen maar continu aan staan. Wat de verliezen dan zijn heb ik hier boven al uitgerekend.
De conclusie is dat een moderne schakelde regelaar het warmst wordt bij bijna volgas en niet bij half gas! Net nog even getest bij mijn electrokistje en het klopt nog ook.
