Discussie motor- of accudraden verlengen

Hmmm krijg halverwege januari mijn motoren esc en batterij binnen en ben een draadje aan het zoeken over hoe dit allemaal aan te sluiten met de verschillende voltages die ze max aankunnen. Moet ook ongetwijfeld draden gaan verlengen en ben een absolute noob maar ga dan toch voor de motor draden daar dit door de fabrikanten word geadviseerd
Ben dus ook erg benieuwd waar Sander mee gaat komen

Gr Johan

 

Mits ze van de juiste dikte zijn, lijkt me.

 

Waarom niet ?

In post 11 schrijf je :

Ik zet regelaars altijd direkt achter de motor zodat deze door de propellor luchtstroom worden mee gekoelt.

Zou ik de regelaars van de modellen in mijn gevallen bij de lipo in de romp plaatsen weet ik zeker dat ze affikken .

Hier is een koeling schlecht of bij de watermodellen helemaal niet te doen omdat de romp waterdicht moet zijn.
En dan ook nog het probleem van te warme FASST ontvangers ga krijgen.

En wat ze op RCU schrijven lees ik nooit .
Ik heb aan de Duitse en Nederlandse informatie genoeg .
En de eigene lange ervaring speelt voor mij ook nog een rol.

Mvg Johan

 

Voordat ik aan m'n (lange) reactie begin wilde ik dit argument even van tafel vegen.

De draden of liever gezegd wikkelingen in de motor maken geen deel uit van de motordraden simpelweg omdat ze onderdeel zijn van wat anders, namelijk de wikkelingen om de stator van de motor die de elektromagneten vormen bij een borstelloze motor.

Daarmee maken ze puur fysiek gezien wel deel uit van de motordraden, het is tenslotte hetzelfde stuk geëmailleerd koperdraad, echter ze maken deel uit van een ander fundamenteel component in de elektronica, namelijk een spoel (elektromagneet), gewikkeld om een kern (de stator). Hierdoor wordt hun elektromagnetisch veld gedefinieerd door de wikkelrichting en positie op de stator. Het door deze spoelen opgewekte magneetveld ligt dan ook voor het allergrootste deel besloten in de motor zelf, immers alleen dan is het rendement goed te noemen, het lekken van elektromagnetische veldlijnen is nadelig voor het rendement.

Voor de draden die uit de motor komen geldt heel wat anders, deze maken géén deel uit van de spoel in de motor. Voor hun elektromagnetisch veld geldt dat dit zich buiten de motor bevindt en geen deel uitmaakt van de feitelijke motor, het wordt immers niet voor de aandrijving gebruikt. Echter het hier opgewekte magnetische veld heeft wel invloed op andere elektronica in het model en is één van de redenen waarom motordraden bij voorkeur kort dienen te worden gehouden. Daar kom ik in mijn volgende reactie uitgebreid op terug, dus ik zal in deze korte reactie niet op de zaken vooruit gaan lopen.

Duidelijk is echter dat de wikkelingen in de motor geen deel uitmaken van de motordraden, de wikkelingen zijn onderdeel van de elektromagneten in de motor, de motordraden die uit de motor vandaan komen zijn dat niet. De motordraden dienen voor transport van elektronen naar de spoelen in de motor zodat deze spoelen samen met de stationaire magneten in de rotor voor beweging zorgen. De omzettting van elektrische energie naar bewegingsenergie komt dan ook voor rekening van deze spoelen die d.m.v. door de ESC opgewekte draaistroom een draaiveld aanleggen waardoor de stationaire magneten de rotor laten draaien.

Het gros van het verliesvermogen komt dan ook voor rekening van de wikkelingen in de motor, zouden de motordraden deel uitmaken van de wikkelingen dan zou hierin een evenredige hoeveelheid verliesvermogen in warmte omgezet worden en da's niet het geval, deze draden dienen puur voor het transport van de elektrische energie.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
ImmersionRC - Real Virtuality

 

Om het storende magneetveld te verkleinen dan wel te voorkomen, kun je de draden naar de motor toch beter twisten (zoals geslagen touw of staaldraad) ?
Dan maakt het wat dit veld betreft ook niet uit hoelang die draden zijn?

 

Ik heb ze nooit getwist .

Maar ik vlieg ook op 2,4.

Dat is ook minder gevoelig voor storend magneetveld van de accu draden.

Mvg Johan

 

eigenlijk nooit de motordraden verlengen, en al helemaal niet twisten of oprollen. Deze draden maken deel uit van de motor, als je ze opwikkeld maak je een extra spoel waardoor de timing van de regelaar in de knoei komt met alle nare gevolgen van dien.

Dus motordraden zo kort als maar mogelijk is en liefst in een rechte lijn leggen.

Lange accudraden kun je compenseren door extra condensators bij te plaatsen.

 

Je bedoeld zeker dat je dit wilt weerleggen?

 

Nooit m'n accudraden getwist... Niet op 40 mHz en niet op 2,4 gHz.
Daarvoor zijn een aantal van mijn motor- en accudraden ook te dik.

Simpel en netjes houden:
Draden van accu naar verbruikers aan bakboord, servodraden aan stuurboord.
Accu, motor(en) en regelaar(s) zo dicht mogelijk bij elkaar, de laatsten eventueel gekoeld door een processor-ventilatortje.

 

Goed, bij deze dan m'n reactie op de vraag of je beter je motor- of accudraden kunt verlengen. Voordat ik toekom aan het beantwoorden van die vraag lijkt het mij nuttig een aantal zaken op een rijtje te zetten waarbij ik bij het begin wil beginnen.

Borstelmotoren

Zoals velen ben ik begonnen in RC vliegerij met borstelmotoren, de bekende Speed 380 en Speed 400 Mabuchi types die ook vandaag de dag nog gebruikt worden (Multiplex levert nog steeds deze borstelmotoren bij veel van hun bouwkits). Mijn eerste modellen voorzien van borstelmotoren hadden nog geen regelbaar toerental maar waren voorzien van een RC schakelaar met een flink relais dat heel banaal de motor aan of uit schakelde.

Eén van de problemen met borstelmotoren wordt veroorzaakt door de opbouw ervan. De rotor (het draaiende deel) van een borstelmotor bestaat namelijk uit een blikpakket met daarop een aantal spoelen gewikkeld (deze fungeren als elektromagneten) en een collector (een reeks contacten) waarop die spoelen zijn aangesloten. In combinatie met sleepcontacten of koolborstels worden deze spoelen van elektrische energie voorzien en wekken een elektromagnetisch veld op. Door de aanwezigheid van permanente (ferriet)magneten in het huis van de motor gaat de rotor draaien, dit alles door het principe van elkaar afstotende en aantrekkende magneetvelden.

Helaas zorgt deze opbouw voor nogal wat problemen voor gevoelige elektronica en dan vooral de RC ontvanger. De collector en de sleepcontacten/koolborstels die eroverheen bewegen zorgen namelijk voor vonkoverslag en dit resulteert in een zeer breedbandig spectrum aan frequenties die een weg naar buiten vinden primair door de motordraden (conductie en radiatie). Hierdoor kan de RC ontvanger stoorsignalen te zien krijgen die vallen in dezelfde frequentieband als waar deze op afgestemd is. In het ergste geval zal de RC ontvanger niet meer betrouwbaar werken, maar meestal is een (significante) reductie in bruikbaar RC vliegbereik het resultaat. Dit is simpelweg te vergelijken met twee RC zenders die op hetzelfde kanaal staan afgesteld, een betrouwbare besturing door één van de RC zenders is dan niet te garanderen omdat de andere RC zender 'in de weg zit', stoorsignalen werken geheel analoog hieraan.

Om inzicht te krijgen in de overdracht van de stoorsignalen is het belangrijk om onderscheid te maken tussen de twee belangrijke mechanismes (conductie en radiatie) die zorgdragen voor het transport van deze stoorsignalen:

Conductie is het transport van een (wissel)spanning door een geleider. In het geval van de breedbandige storing zoals bij een borstelmotor wordt een wisselspanning gesuperponeerd op de gelijkspanning vanuit de accu en/of snelheidsregelaar. Dit zie je bijvoorbeeld ook terug bij schakelende BEC's, het residu van de schakelfrequentie (en de harmonischen, veelvouden van de schakelfrequentie) zie je terug bovenop de gelijkspanning van de BEC.

Radiatie is het transport van een (wissel)spanning door een elektromagnetisch veld (EM veld). In het geval van de breedbandige storing zoals bij een borstelmotor dat door de motordraden als EM veld wordt gegenereerd resulteert dit in een wisselspanning die wordt opgewekt in een nabij gelegen geleider door inductie. De opgewekte wisselspanning is direct evenredig met de sterkte van het EM veld en dus met de afstand tot de motordraden.

Ontstoring

Uiteraard kunnen we maatregelen nemen om beïnvloeding door deze storing te verminderen. Door kleine (10...100nF) keramische condensatoren over de motor aansluitingen en van motor aansluiting naar motor behuizing te plaatsen kan deze breedbandige storing flink worden gereduceerd. Sterker nog, door het plaatsen van een LC (spoel met condensator) filter met een kantelpunt ruim onder de frequentie gebruikt voor de RC besturing vlak voor de motor is deze storing zeer effectief te bestrijden. Toen borstelmotoren nog populair en veelgebruikt waren had iedere fabrikant wel een dergelijk LC filter in z'n programma.

De beste oplossing is echter een combinatie van maatregelen; het kort houden van de motordraden om het EM veld te verkleinen. Het zoveel mogelijk fysiek scheiden van de borstelmotor en regelaar van de RC ontvanger en het ontstoren van de borstelmotor met kleine condensatoren. Hiermee bestrijd je feitelijk de twee effecten die ten grondslag liggen aan de opgewekte breedbandige storing door de borstelmotor (conductie en radiatie). De borstelmotor zal namelijk primair via de motordraden de storing naar buiten brengen, hierdoor zal dus via conductie, geleiding via de motordraden maar ook via radiatie van het elektromagnetisch veld (EM veld) rondom de motordraden de storing een weg vinden naar andere elektronica.

Door het fysiek zoveel mogelijk scheiden van motor en regelaar en gevoelige elektronische onderdelen zoals de RC ontvanger geef je beïnvloeding via radiatie van het EM veld veel minder kans. Met elke verdubbeling van de afstand wordt het geïnduceerde voltage namelijk met een faktor vier verminderd (6dB), kortom, met de motor en regelaar in de neus en de RC ontvanger in de staart is dit probleem in de regel verholpen.

Met het ontstoren van de motor zelf door het plaatsen van de condensatoren sla je in feite twee vliegen in één klap. Je vermindert de storing die zich als wisselstroom superponeert op de gelijkstroom die aan de motor wordt aangeboden, daarmee wordt echter ook de radiatie van deze storing als EM veld via de motordraden verminderd omdat de wisselstroom van de storing in amplitude wordt verkleind.

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.

Frequentie RC besturing

Met de opkomst van 2.4GHz voor RC besturing zijn veel van de storingen die op 35MHz voor problemen zorgden verleden tijd, simpelweg omdat de frequentie van de RC besturing veel hoger is en de frequenties in de breedbandige storing van een borstelmotor veroorzaakt door vonkoverslag in veel gevallen niet zo hoog komen. Ook is de robuustheid van dit type besturing hier debet aan, waarbij met diverse controle mechanisme's (CRC, redundancy, etc.) de integriteit van de ontvangen signalen (feitelijk data pakketten) wordt gewaarborgd. Dit betekent natuurlijk niet dat bij een model met borstelmotor wat duidelijk storing gaf op 35MHz en nu vrij van storing is op 2.4GHz de oorzaak van deze storing opeens verdwenen is.

Met deze kennis in het achterhoofd kunnen we eens gaan kijken wat er verandert bij het gebruik van borstelloze motoren.

Borstelloze motoren

Feitelijk zijn borstelloze motoren omgekeerde borstelmotoren, de stator met de daarop gewikkelde spoelen (elektromagneten) staan stil en de permanente magneten zijn bevestigd aan de rotor en draaien rond. Uiteraard dienen we dan de elektromagneten aan te sturen zodat er een draaiveld wordt gecreëerd waardoor de rotor met de magneten links of rechtsom kan gaan draaien, dit alles wordt verzorgd door de borstelloze regelaar (ESC).

Voor het opwekken van het draaiveld worden borstelloze motoren in de regel aangestuurd met draaistroom, waarbij de diverse spoelen gewikkeld rondom de stator in successie worden aangestuurd. Hierdoor zullen de permanente magneten in de rotor dit draaiende magneetveld blijven volgen en zal dus de as van de motor blijven draaien. De aansturing van de elektromagneten wordt in de regel verzorgd door MOSFET's, dit zijn halfgeleider componenten die (vooral) uitblinken in het verliesarm schakelen van hoge stromen (zeer lage Rdc) in een zeer kort tijdsbestek (ettelijke nanoseconden).

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.

Echter één ding is duidelijk anders. Vaak wordt aangeraden om bij een borstelloze motor de motordraden te twisten. De gedachte erachter is dat gelijk aan een borstelmotor de aan- en afvoer van de elektronen zorgt voor een significante vermindering van het EM veld. Bij borstelloze motoren gaat deze vlieger echter niet op. Om de eenvoudige reden dat als twee geleiders in elkaar gedraaid worden met de intentie het EM veld te verminderen de stroom (I) in de aan- en afvoer gelijk dient te zijn (!) zowel in sterkte (A), maar ook in fase (voor- of naloop). Bij borstelloze motoren is dit niet het geval omdat er een draaiveld wordt aangelegd. Dus de drie draden zullen constant wisselen in de rol van aan- en afvoer en fase. Hierdoor zal dus geen vermindering van het EM veld optreden maar een beïnvloeding van de timing en aansturing van de borstelloze motor door de ESC.

De ESC is namelijk afhankelijk van de tegen EMK van de wikkeling die is afgeschakeld om de timing en positie van de rotor te bepalen, de opgewekte tegen EMK (spanning <Vbatt) is namelijk een maat voor de positie van de rotor en de magneten die eraan zijn bevestigd. Door nu de draden te twisten zal het EM veld van een bekrachtigde wikkeling direct door middel van inductie (EM veld) een spanning opwekken in de andere motordraden. Deze spanning kan in fase verschillen van de tegen EMK en deze als zodanig gedeeltelijk opheffen, of juist eerder optreden dan de tegen EMK, waardoor een juiste timing van de motor niet valt te garanderen, daarmee kan de motor gaan stotteren of zelfs compleet stilvallen of andersom gaan draaien. Kortom, bij borstelloze motoren is het devies het kort houden van de motordraden en deze bij voorkeur niet twisten. In elkaar draaien mag, maar echt vlechten of strak twisten geeft mogelijk problemen met timing.

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.

Om deze reactie enigzins leesbaar te houden knip ik 'm hier even in twee stukken en ga ik verder met de vraag of het raadzaam is om de motordraden of de accudraden te verlengen in mijn volgende reactie.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
ImmersionRC - Real Virtuality

 

Verdorie Sander, je verhaal heeft ervoor gezorgt dat mijn wafels zijn aangebrand.

Het is heel uitgebreid en redelijk eenvoudig te begrijpen voor iemand die geen electronica kennis heeft.

 

hmmm dus toch mijn accu draden verlengen

 

Zo... nou daar kan dus niemand omheen. :lol:
Storing willen we niet, dus moeten de accu draden langer.
Als je de accu draden twist moet er dan nog een condensator op,
en zoja moet die aan de accu kant of aan de ESC kant?
Volgens mij lees ik er weer overheen.

Ik had dit stukje nog opgeslagen: RC Groups - View Single Post - Sander Style LC Filter
Dit is eigenlijk voor het vlakken van een FPV camera voeding,
maar dat is in principe ook wat je met de accu draad moet doen om de storing er zoveel mogelijk uit te krijgen?

 

Twisten/oprollen heb je gelijk in, alhoewel dat niet zo'n vaart zal lopen. Ik heb het gewoon over verlengen, en dat heeft 0,0 invloed op de timing, tenzij je er 10mtr bij aan zet.

@Sander: thumbs up so far dat je de moeite neemt zo'n verhaal te typen, maar ik wacht nog op de sectie waarin je daadwerkelijk gaat bewijzen dat je beter accudraden kunt verlengen dan motordraden

@Quad en sven:

In heel zijn posting staat nog niets over het verlengen van welke kabel dan ook? Of heeft ie dat net weggeknipt ofzo?!

 

Met alle respect, maar ik zie nergens in je hele verhaal ook maar 1 stukje bewijs voor bovenstaande. Kun je bovenstaande bewijzen, want dit is wel een belangrijk punt.

De motordraden die uit de motor komen, zijn dezelfde als die in je motor gewikkeld zitten. Er zit dus al meters van dat draad in je motor. Hoe kan het toevoegen van bijvoorbeeld 20cm draad op een lengte van bv. 10 meter, ervoor zorgen dat de handel ineens significant meer gaat storen?

Dat punt neem je zomaar aan, zonder enige vorm van bewijs.. dus graag dat ook echt bewijzen en niet gewoon heel veel lettertjes typen en dan ineens zo'n stelling er tussendoor gooien, die niet waar is..

Je hele tekst is mooi, ik ga er verder niet op in, want het is allemaal niet relevant voor de discussie. Wat wél relevant is voor deze discussie is je eerste stellingname.

Postulaat 1:
- het verlengen van de motordraden zal zorgen voor een enorme toename in breedbandige storing

Dat is je eerste stelling, en nergens in je hele posting staat daarvoor ook maar één stukje bewijs, je neemt dit van begin af aan gewoon aan, zonder het te onderbouwen.

Ondertussen heb ik even een heel andere route gekozen dan jij. Ik heb een 10A indoor regelaartje gepakt, een indoor motortje, een 250mAh accuutje, en de hele handel aangesloten. Ik heb nu een filmpje van die motor met een meter draad extra aan de motorkant en een filmpje van een meter draad extra aan de accukant.

De resultaten zijn erg duidelijk en goed te zien.. maar ik wacht nog even met het posten van dat filmpje tot jij je hele relaas gedaan hebt. Ik kan je wel alvast vertellen dat in één van beide situaties de ESC er met een mooie rookontploffing de geest aan geeft.

Voor de duidelijkheid: het gaat niet om of het motorstuursignaal een breedbandige storing oplevert. Waar het om gaat is of de verlenging van de motordraden deze stroring al dan niet doen toenemen, en zo ja, in welke mate. Jouw stellingname is dat een verlenging van de kabels, direct een enorme toename in storing laten zien.

Dat is A) niet waar en B) niet bewezen in je verhaal.

 

Goed, deel twee, met daarin een uiteenzetting over de voor- en nadelen van het verlengen van de motor- en/of accudraden.

Voordat ik echter aan beantwoording van die vraag toekom wil ik een aantal zaken aanstippen die essentiëel zijn voor begrip van de materie. Belangrijk is om je hierbij te realiseren dat ik me vooral richt op algemeen gebruik en algemeen verkrijgbare onderdelen voor de RC vliegerij, niet op peperdure ESCs die van allerhande beveiligingen zijn voorzien, die vertegenwoordigen nog geen 1% van de markt en zijn daarbij de uitzondering en niet de regel. De doorsnee ESC heeft geen anti-blitz schakeling of andere softstart voorzieningen die ervoor zorgen dat piekstromen en piekspanningen binnen de perken blijven.

Inschakelstroom

Bij het aankoppelen van een accu aan een ESC is het een bekend verschijnsel dat er vonkoverslag is, vaak gepaard met een duidelijk hoorbare tik. Dit verschijnsel is het gevolg van de inschakelstroom die soms wel ettelijke honderden ampere kan bedragen voor luttele microseconden.

Wat veroorzaakt deze inschakelstroom en waarom is deze zo ontzettend hoog? Dit komt deels door de zeer lage inwendige weerstand van de accu maar ook door de zeer lage inwendige weerstand van de op de ESC gebruikte buffercondensator.

Een condensator zal zich namelijk bij het aanleggen van een gelijkspanning altijd zo snel mogelijk willen opladen, of liever gezegd, het potentiëel van de spanning over de condensator wil zo snel mogelijk gelijk worden aan het potentiëel van de aangelegde spanning. Hierdoor zal er een stroom (I) gaan lopen die alleen begrensd wordt door de weerstand van de gebruikte kabel en connectoren, de inwendige weerstand van de accu en de inwendige weerstand van de condensator zelf.

Zelfinductie

Er is echter nog een andere variabele die roet in het eten gooit, da's namelijk het feit dat de bekabeling niet alleen een weerstand heeft, maar ook een stuk zelfinductie. Deze zelfinductie is onontkoombaar en speelt hier een duidelijke rol, feitelijk is de schakeling van kabel en condensator namelijk een LC kring. De mate van zelfinductie wordt bepaald door het omsloten oppervlak van de kabel in kwestie, in dit geval de lus gevormd door de plus en min kabel van de ESC. Onderstaande vereenvoudigde simulatie geeft weer hoe e.e.a. is opgebouwd:

L1 is de zelfinductie van de kabel, hier 500nH
R1 is de weerstand van hetzelfde stuk kabel, hier 0.01 Ohm
C1 is een typische 470uF/25V low-ESR condensator
V1 is een 3S/2200 LiPo accu met een inwendige weerstand van 0.005 Ohm
Vin is de ingangspanning aan de kant van de accu
Vesc is de spanning aan de kant van de ESC



Wat blijkt nu, na inschakelen bereikt de inschakelstroom door de condensator een maximum van maar liefst 273A en een maximale spanning aan de kant van de ESC (Vesc) van maar liefst 18V. De piekspanning is daarmee maar liefst 45% hoger dan de accu spanning. Stel nu dat we een ESC gebruiken die gebruik met maximaal een 4S LiPo accu toestaat, da's een nominale spanning van 16.8V, de spanningspiek bedraagt dan bij het gebruik van een 4S accu maar liefst 24.5V. Dit is wellicht niet voldoende om de ESC direct defect te laten geraken, maar dat hangt allemaal af van de gebruikte halfgeleiders en de toleranties in het ontwerp. Uiteraard kan door variaties in de bekabeling dit beter of slechter uitpakken, ik heb hier gewoon een doorsnee situatie genomen.

Verlengen van de accudraden

Zullen we dan nu de accudraden gaan verlengen en een condensator bijplaatsen en kijken wat dat doet met de piekstroom en spanning? Onderstaand is weer dezelfde simulatie met een aantal wijzigingen, zo is de kabel twee maal zo lang gemaakt, het omsloten oppervlak (lengte x breedte) is een faktor vier, dus ook de zelfinductie neemt toe met een faktor vier, uiteraard neemt de weerstand van de kabel slechts toe met een faktor twee



L1 is de zelfinductie van de kabel, hier 2000nH
R1 is de weerstand van hetzelfde stuk kabel, hier 0.02 Ohm
C1 is een typische 470uF/25V low-ESR condensator
C2 is een typische 470uF/25V low-ESR condensator
V1 is een 3S/2200 LiPo accu met een inwendige weerstand van 0.005 Ohm
Vin is de ingangspanning aan de kant van de accu
Vesc is de spanning aan de kant van de ESC

Uit de simulatie blijkt dat de piekstroom is afgenomen tot pakweg 94A (grofweg 1/3 van wat hij eerst was), en ook de piekspanning aan de kant van de ESC is lager, 17.4V (40% hoger dan de accuspanning). Kortom, het verlengen van de accudraden en het bijplaatsen van de condensator heeft een positief effect op de maximale piekstroom en piekspanning, er wordt minder belasting gelegd op de condensator bij de regelaar zowel wat stroom als spanning betreft.

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.

Accudraden of motor draden verlengen

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).

Daarmee hoop ik dat we deze discussie kunnen laten rusten, maar uiteraard sta ik open voor goed onderbouwde argumentatie (dus geen verwijzingen naar 30 pagina's lange topics op andere fora) en wil daar best wel aan rekenen/simuleren als dat nodig mocht zijn.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
ImmersionRC - Real Virtuality

 

Lezen is ook een vak. Je laat duidelijk zien dat je de materie niet beheerst/begrijpt, lees onderstaande reactie van mij a.u.b. nog eens door en geef concreet aan wat je precies niet begrijpt. Je aanname is al fout, dus de rest van je betoog ook, want dat is daarop gestoeld.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
ImmersionRC - Real Virtuality

 

Ik leg dat al duidelijk uit, heb je wel goed gelezen? E.e.a. volgt uit algemeen geaccepteerde en al dik 300 jaar in gebruik zijnde wetten in de natuurkunde die (elektro)magnetisme beschrijven. Ik hoef hier toch niet de bewijsvoering te gaan leveren hiervoor of wel soms? Da's een gebrek in jouw opleiding waar je zelf aan mag gaan sleutelen.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
ImmersionRC - Real Virtuality

 

Dus een heel heel HEEL lang verhaal kort: Wil je je draad verlengen, doe dat dan met de accudraad, dan twisten, en dan bij de ESC een 470uF/25V Nichicon ZLH condensatortje ertussen bakken en klaar is kees? Yes?

 

Bedankt Sander voor je tijd en duidelijke uitleg.

Frank