Extrémní počasí si vybralo daň

[VTjr]

Tak na odpověď jsem zvědavej.

Pravdu řečeno já jsem zvědav taky.
Protože ty průběhy spínaných impulsů co jdou do jednotlivých fází motoru jsem na osciloskopu nesledoval. Ta zátěž spínacích tranzistorů roste s frekvenci spínání, no a teď jde o to, jak ta se mění. Jestli když jedeš na plný plyn, tak krmí fáze plnými obdélníky (i při vyšších otáčkách tak může být frekvence spínání menší) a když na střední plyn, tak ty obdélníky ještě seká nadrobno v nějaké střídě (pak by byla frekvence i řádově vyšší) - fakt nevím jak to je, budu se muset zeptat vývojářů. I proto jsem svoji domněnku napsal jako otázku.

Na druhé straně má vlastní zkušenost tomu předpokladu docela odpovídá. Když létám s akrobatickým větroněm tak, že mám prakticky skoro stále plný plyn, tak je regler jen vlažný, ale když létám převážně na půl plynu a přidávám jen do obratů, tak je docela horký a motor je taky teplejší (asi větší ztráty v železe).

[nosense]

V podstatě máte pravdu, při zapínání a vypínání tranzistoru vznikají ztráty. Zvlášť pokud jsou budící obvody odfláknuté jak to často kvůli úspoře místa, hmotnosti a hlavně peněz v regulátorech bývá. Počet sepnutí ovšem nezáleží na tom kolik modelu naložíte plynu. Mění se akorát střída, ale frekvence spínání se nemění. Ve skutečnosti by tak měl regulátor topit nejvíc právě na plný plyn, protože se ke spínacím ztrátám přidávají ještě ztráty vlivem proudu tekoucího přes tranzistory.

[VTjr]

... Počet sepnutí ovšem nezáleží na tom kolik modelu naložíte plynu. Mění se akorát střída, ale frekvence spínání se nemění. Ve skutečnosti by tak měl regulátor topit nejvíc právě na plný plyn, protože se ke spínacím ztrátám přidávají ještě ztráty vlivem proudu tekoucího přes tranzistory.

S tím souhlasím jen v případě stejnosměrných regulátorů, kde se opravdu spínací frekvence nemění a mění se jen střída.
Jenže u střídavých regulátorů tomu může být jinak, kde naopak s přidáváním plynu rostou i otáčky a tím i frekvence sinusoidní obálky proudu která má vytvořit rotující magnetické pole. Teď je ale otázka, zda k tomu dochází při stejných vzorkovacích frekvencích, či nikoli. Každopádně, pokud by frekvence otáčení měla souvis se spínací frekvencí, tak by to situaci se ztrátami v spínacích tranzistorech při plném plynu ještě víc zhoršovalo a regler by měl topit ještě víc (jelikož k rostoucím ztrátám v saturaci by přibyly i rostoucí ztráty spínací). Jenže ono tomu úplně tak není a podle mých zkušeností regler topí nejvíc když se jede na půl plynu. Tak a teď tomu nerozumím.

Ono se totiž klidně může stát i to, že při konstantní frekvenci vzorkováni je plném plynu spínání se 100% střídou, tedy po více vzorek proud nepadá k nule a tranzistory "odpočívají" v saturaci. Vzhledem j jejich minimálnímu saturačnímu odporu jsou ztráty v ní minimální i při značných proudech. Naopak na půl plynu, kdy musí spínat pořád, se budou projevovat vyšší ztráty spínací a úbytek saturačních to nevykompenzuje. To je taková moje úvaha, spíš spekulace.

[robotmz]

Ja mám akosi vsugerované že striedavý regulátor sa najmenej namáha v 2 prípadoch.
1. keď je motor vypnutý /regulátor nič nereguluje/
2. keď motor ide na plný plyn

[VTjr]

Ja mám akosi vsugerované...

Ja to mám vsugerované takisto, lenže skôr pre jednosmerný regulátor. Prax mi ukazuje, že to platí aj pre striedavý, ale zatiaľ si neviem dobre zdôvodniť prečo. Preto tie špekulácie.

[petan64]

Zkusme se zamyslet jak vlastně funguje AC regulátor. Základní spínací frekvence regulátoru se během provozu nemění. Je mnohem vyšší, než frekvence výsledné "sinusovky", která teče motorem, obvykle kolem 8-16KHz. Regulace proudu probíhá šířkovou (PWM), nebo spíše tzv. delta modulací, kterou je tvarován přibližně sinusový průběh proudu. V indukčnosti vinutí se ukládá část energie a proud tedy nemá obdélníkový (schodový), ale spíše pilovitý průběh:


Při tomto druhu modulace může opravdu docházet k delším spínacím časům, kdy tranzistory zůstanou sepnuté v čase, který odpovídá několika impulsům základní modulační frekvence. Zvýšení spínací frekvence umožní přesnější vytvarování sinusového průběhu proudu a můžeme tak zlepšít účinnost regulátoru. Regulátor musí zajistit i správnou frekvenci této sinusovky - ta se mění v závislosti na otáčkách motoru. Dále je nutné, aby fáze souhlasila s aktuální polohou magnetu rotoru proti buzenému pólu a také aby změna polarity (komutace) proběhla ve správném čase (hodnota časování - předstih).

AC regulátor tedy nemá žádný "trvale sepnutý" stav, jaký platil u DC regulace. Stav spínačů se stále mění i při maximálním výkonu. Vinutí motoru je indukční zátěž a ztrátový výkon spínače je menší při sepnutí a vyšší při vypnutí. Při sepnutí indukční zátěže narůstá proud pomaleji a maximum dosahuje při plně otevřeném tranzistoru. Zde je tedy ztráta omezena pomalejším nárůstem proudu cívkou a nízkým odporem sepnutého tranzistoru. Nejvyšší ztráty vznikají v okamžiku rozepnutí. Proud nikdy nezanikne okamžitě, ale prochází tranzistorem i v době, kdy už není plně otevřen. V tu chvílí se na tranzistoru zvyšuje napětí, ale současně jím ještě protéká poměrně vysoký proud. Výkonová ztráta je tedy největší v okamžiku rozepnutí. Pokud je pravda, že při menším výkonu ke spínání dochází častěji, může být vyšší i tento ztrátový výkon.

Další otázka je, jak se mění skutečná hodnota předstihu v závislosti na otáčkách a také jak se mění při změnách otáček a při brždění. Zde už mé znalosti nestačí. Pokud je tady někdo z konstruktérů a je schopen "polopaticky" posat co se děje v různých režimech regulace, rád se nechám poučit...

[VTjr]

Zkusme se zamyslet jak vlastně funguje AC regulátor.
...
AC regulátor tedy nemá žádný "trvale sepnutý" stav, jaký platil u DC regulace. Stav spínačů se stále mění i při maximálním výkonu.
...

Jó, díky za podrobný výklad.
Nicméně ten regler se mi na půl plynu opravdu hřeje víc než když létám pořád jen na plný. A to Tvůj výklad bohužel nevysvětluje.

Tak nějak jsem si to totiž i já představoval, jen jsem si myslel, jestli v plném výkonu už náhodou nedochází k vzniku deformace sinusoidy na obdélník, kdy by po nějaký čas byla střída 100% a tedy by k rozepínáním po několik vzorek vůbec nedocházelo.

Druhá věc je, že takhle vzorkovaný signál má své spektrum, které obsahuje jednak spektrální čáry vzorkovacích frekvencí a jejich násobků, rozptýlené vlivem PWM do širších čar a taky čáru subspektra užitečné sinusové složky, která se změnou otáček mění svoji polohu. Teď jde o to jaký to všechno má vliv na ztráty v tranzistorech. Osobně si myslím, že všechny ty účinky se sčítají i když možná ten pohled přes spektrální analýzu signálu nebude ten správný. Protože, jak jsi správně poznamenal, při induktivní zátěži je rozdíl mezi spínáním a rozpínáním.
Tak se snažím pochopit proč se mi regler na půl plynu hřeje víc a nevím si s tím rady. Asi jsme ještě na něco zapomněli.

[Dejfak]

A co třeba to že se regulátor hřeje stejně, akorát na půl plynu se chladí méně jak na plný plyn. Myslím tím jako čím rychleji letíš, tím se regl vice chladí.

[VTjr]

A co třeba to že se regulátor hřeje stejně, akorát na půl plynu se chladí méně jak na plný plyn. Myslím tím jako čím rychleji letíš, tím se regl vice chladí.

V mém případě to asi není možné, protože je vevnitř trupu zapasován vedle baterky, která ho spíš ještě víc zahřeje. Motor se chladí malou chladící vrtulkou na osičce za kuželem.Jelikož jde o odběr jen 12A, tak jsem chlazení toho regleru nějak extra neřešil.

[Dejfak]

No ale kdyby to bylo jak říkáš tak bych ten regulátor neutavil.
Když jsem přidal tak to začlo vadnout, na půl plynu to létalo v pohodě a znovu po přidání to vyplo uplně. Takže takhle to fungovat nebude.
Navíc, protékající proud. Pokud bude plný plyn, přes regulátor poteče nejvíc proudu, a na nejslabším místě se to bude ohřívat.

[VTjr]

No ale kdyby to bylo jak říkáš tak bych ten regulátor neutavil.
Když jsem přidal tak to začlo vadnout, na půl plynu to létalo v pohodě a znovu po přidání to vyplo uplně. Takže takhle to fungovat nebude.
Navíc, protékající proud. Pokud bude plný plyn, přes regulátor poteče nejvíc proudu, a na nejslabším místě se to bude ohřívat.

Ztrátový ohmický výkon na jakékoli zátěži (tedy i na spínacím prvku) není dán jen velkostí proudu, ale je to součin proudu a úbytku napětí, nebo čtvercem proudu a odporu té zátěže (v tomto případě nežádoucího, nicméně reálného, sériového saturačního odporu VMOS FETranzistoru). Pokud jsou tranzistory sepnuté a v saturaci a pokud jsou velice kvalitní a jejich odpor v sepnutém stavu je v řádu mOhm, tak úbytek na nich je i při velkých proudech velice malý a ztrátový výkon taky malý. Takže se tím hřejí jen minimálně. Problémem však je přechod ze stavu sepnutého do rozepnutého a naopak. Při induktivní zátěži k přepnutí nedochází okamžitě a tak po nějakou dobu chtě-nechtě pracuje tranzistor v lineárním režimu, kdy ním sice protéká zmenšující se proud, ale napětí už není téměř nulové ale značné. Tohle sice trvá jen chvilku a tranzistor se dostane do rozepnutého stavu, kdy je sice napětí velké, ale proud zas nulový, čili výkon taky nulový. Ale pokud roste frekvence spínání, tak těch přechodů je víc a prvek neupeče ani tak ten maximální proud jako ty přechodové jevy, kdy se produkují výrazné výkonové špičky.

Jiná věc je, že už částečně upečený regler se může chovat tak, že ty tranzistory už nespínají úplně do saturace, nebo jim vlivem tepla roste saturační odpor (nevím, to jsou jen moje domněnky) a pak jim už začne vadit i jakýkoli další nárůst proudu. Ale to už je pak jen taková rána z milosti.

[TomasC]

Řešil jsem to pro závodní použití v pyloňáku, kdy bych při některém počasí potřeboval trošku ubrat.

Mluvím o 4-pólu roztočeném na 44.000. Tedy 733otáček za sec. To dá komutační frekvenci cca 1,5kHz.

Pokud bych chtěl jen trošku ubrat, tak to znamená v podstatě nezměněný proud. Nicméně nastoupí PWM a tím spínání tranzistorů 5x častěji (frekvence 8kHz).


Myslím, že tento problém ale bude jen právě v oblasti 90%-99% výkonu. Pak klesne proud motorem a kvadrát proudu se postará o pokles ztrát.

[koulinek]

Naštěstí to byl takový otloukánek, takže škody nijak velké.
Ale bacha na to vedro prostě se to tak nechladí.

Ta fotka je jasnej kandidát, postni to sem: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/CrashCash.asp

[Marena]

A co na to "nasi" borici mytu z cevaro? Myslim si, ze je to pro ne dalsi dobry namet. Pokud uz na tom nepracuji.

[Marena]

Takže si po delším čase odpovím sám. Bořiči mýtů jak je vidno už mýtus bořili
Byl jsem rád, že dnes vyšel další zajímavej článek a tam byl i odkaz na jeden starší článek, který se týká toho co jsme zde probrali.http://rcmodely.cevaro.sk/index.php?showme=clanky&idc=105

Jen by mě ještě zajímal graf teploty v závislosti na proudícím vzduchu od vrtule. Čistě teoreticky může být průběh grafu i opačný nebo spíše tvaru poloviční elipsy.