Hochstartwinde: Baubericht

Hallo Peter,
einen interessierten gibt es auf jeden Fall.
Ich bastel auch gerade an einer Lösung, aber mein Ansatz ist ein Anderer.
Ich arbeite z.B. daran jeden Motor nutzen zu können ohne Sensoren einzusetzen.
Dafür habe ich spezielle mathematische Modelle mit denen ich arbeite.

von der mechanischen Seite her habe ich deinen Stand noch nicht erreicht, aber das kommt noch.
elektronisch sieht meine Lösung etwas anders aus, da ich nicht mit Arduino arbeite, sondern die Software für den µC selber erstelle.

Auf dem Bild ist der linke Motor der Antreibende, und der Rechte ist eine elektronisch gesteuerte Bremse.
Derzeit arbeite ich an einer Elektronik für Leistungen bis 3kw bei 48V. Die 1kw Variante sieht man auf dem 2ten Bild.
Klar, ist für eine Winde völlig oversized, aber das geht bei mir auch noch weiter.

Also einer liest auf jeden Fall mit !

Hi Peter,

deine Berichte folge ich immer sehr gerne, also bitte weiter berichten :-)
Dadurch bekomme ich immer inspiration an meiner Winde weiter zu arbeiten, das wird definitiv demnächst der Fall sein. So professionell wie du schaffe ich das leider nicht, deshalb „traue“ ich mich manchmal gar nicht hier mit zu schreiben ;-)

Folgendes steht an:

- Trommel erneuern (dort haben sich die Seitenteile verbogen)
- Umbau auf Stirnradgetriebe
- Inkrementalgeber in die Umlenkrolle für bessere Seillängenbestimmung.

Dann möchte ich generell mehr Power rausholen, mal schauen was mir da so einfällt. Das Stirnradgetriebe ist der erste Schritt, ein anderer Motor liegt bereit, nur die Zeit fehlt gerade ein wenig, aber sie wird kommen.

Grüße

Felix

Hallo Peter,

ich lese auch immer wieder gerne mit.
Ich muss allerdings auch sagen das es für mich schon schwierig wird alles zu verstehen.
Elektrotechnik ist nicht so mein Ding.

hallo Peter,
ich lese gerne mit, auch wenn ich derzeit mit meinem blauen Gummi gut zurecht komme (voll analog), eh viel zu selten...

Windenbauer schrieb:

Sensoren mechanisch so justiert, das für jede Phase ein symmetrischer Verlauf entsteht. Gelbes Signal direkt am Motoranschluss gemessen.

Zum Vergrößern anklicken....

Sensoren helfen sicher, die Regelung feinfühliger zu gestalten, speziell wenn der Motor nahe Stillstand oder durch Zug auch gegenläufig betrieben wird. Das zu modellieren und über Zustandsregler implementieren, wie Kai das macht (hsb auch noch ein dspic eval board rumliegen und komme zu nix) ist zumindest für Massenprodukte Erfolg versprechender.

Was ich aber auf dem Screenshot noch sehe, sind extreme Spannungsnadeln beim Motorsignal. Kann eventuell auch am Messaufbau liegen (wer misst, misst Mist) wegen Masseleitung der Tastspitzen, lohnt sich aber zu beobachten, ob das ansteuerungsbedingt ist, Freilaufdioden (im FET) verursacht oder mit dem Stromanstieg/Abfall auf den Zuleitungen zur Endstufe bedingt ist. Das kann auch ein "Killerkriterium" sein.

Grüße Stefan

Danke für die positiven Rückmeldungen.

Hallo Kai
Was du da machst übersteigt bei weitem meine Fähigkeiten. Da muss ich deutlich kleinere Brötchen backen.

Hallo Felix
Den Bau meiner Seiltrommel habe ich hier schon einmal ausführlich beschrieben (ab 347). Vielleicht kann dir das eine Anregung geben. Ich wickle ja teilweise mit 14kg Seilzug womit meine Seiltrommel noch nicht überfordert ist.

Hallo Stefan
Die Motor Steuerung über Sensoren ermöglichen den Motorlauf nahe dem Stillstand und auch gegenläufig. Das war mit gekauften Brushless Reglern nicht möglich. Die kamen aus dem Takt und liefen unter Last nicht mehr an. Der Aufbau meines Reglers ist sehr einfach und kommt ohne SW aus. Alles Andere würde mich auch überfordern.
Die Spannungsnadeln beim Motorsignal enstehen beim Wechsel von einer auf die nächste Phase und gehen ca. 1,2V ins Minus. Das müsten die Freilaufdioden doch verkraften? Werde, wenn die Winde auf meinem Leistungs- Prüfstand läuft, noch weitere Messungen bereitstellen. Vielleicht ergeben sich dann weitere Erkenntnisse.


Gruß Peter

Hallo Peter,
wahrscheinlich ist es so ruhig, weil keiner so richtig weis, ob er im nächsten Jahr ohne Verband noch fliegen darf. Hie gibt es einen thread, der um die Europäischen Regel handelt. Und da ist die Verwirrung groß, was man wie und wo noch fliegen darf. Und das nur in Deuschland. Von F,A,CH, oder andere habe ich noch gar nicht gesprochen.
LG Dieter

Hallo Elektroniker

Hier noch einige Messungen. Vielleicht ergeben sich noch neue Erkenntnisse.




Messung direkt an einer Motorphase mit 6S bei ca. 50% PWM und ca. 30A. Die PWM Frequenz liegt bei 15,6 kHz.



Die Überschwinger sind an der steigenden Flanke deutlich geringer als an der fallenden.



Vielleicht könnt ihr meine Messergebnisse beurteilen, ob etwas so daneben ist, dass man daran noch arbeiten müsste. Ansonsten würde ich die Schaltung so lassen und übers Jahr die Winden bis zur Leistungsgrenze auf dem Flugplatz testen.
Gruß Peter

Ich wage jetzt mal die Behauptung aufzustellen, dass du mit einem aktiven Freilauf, oder mit zusätzlichen schnellen Freilaufdioden die Spikes noch reduzieren könntest.
Was mir aber auch aufgefallen ist, ist das "ringing" am ende der Low-Phase!
Dazu müsste man jetzt wissen, ob der Puls in der Nähe der Umkommutierung aufgenommen wurde oder Mittendrin.
Dann noch der grosse Impuls direkt am Anfang des Blocks.
Da würde ich mal die korrekte Kommutierung überprüfen.


Normalerweise sollten die Phasenspannungen so aussehen.

Hallo Kai

Den großen Impuls direkt am Anfang des Blocks werde ich noch einmal bei der nächsten Winde messen. Machen aber alle Winden.

Das "ringing" am Ende der Low-Phase ist mittendrin.

Das mit den zusätzlichen Freilaufdioden war schon einmal Thema . Damals wurde gesagt, das die im MosFet integrierten Freilaufdioden nicht zu überbieten wären und zusätzliche Freilaufdioden nicht erforderlich.



Nächste Winde ist in Arbeit. Wenn alles läuft, geht es heute Nachmittag schon auf den Leistungsprüfstand.

Gruß Peter

bzgl.: Freilaufdioden hat aber einer das volle Halbwissen ausgepackt.
Die Dioden im Mosfet sind keine Freilaufdioden im üblichen Sinne!
Das sind Abfallprodukte aus dem Halbleiterprozess bei der Herstellung des MosFets!
Natürlich gibt es auch Leistungs Fets bei denen Dioden implementiert sind, aber das ist nicht usus.

Dazu kommt dann natürlich noch, dass der Leistungsabfall auf den Dioden zusätzlich zu den Verlusten des Fets den Transistor erwärmen.
Um das komplett zu verhindern kann man natürlich auch auf den aktiven Freilauf gehen, und den geschalteten Zweig auch wirklich komplementär schalten. Dann übernimmt der Fet selber die Verluste, was auf Grund des niedrigen RDSon deutlich weniger Leistung ist.

Hallo Kai,
danke für deine Ausführungen. Das mit den zusätzlichen Freilaufdioden hatte ich schon einmal ausprobiert, was aber zu keiner wesentlichen Verbesserung bezüglich der Spikes führte. Habe mich dann auch durch diverse Kommentare bestätigt gefühlt, das ich darauf verzichten könnte. Werde es aber auf Grund deiner Klarstellung im Auge behalten. Im Moment rüste ich meine Winden auf den neusten Stand und hoffe auf besseres Wetter.
Gruß Peter

Hallo Windenstarter

Nachdem ich meine Winden nun bald alle auf den neusten Stand gebracht habe, (neue MosFets zur Verringerung der Verlustleistung und Update zur Vermeidung von Motorstillstand) möchte ich mich nun noch der Displayanzeige widmen.

Da bei der Displayanzeige hauptsächlich die Entwicklung der Winde im Vordergrund stand, werden dort Daten angezeigt, die beim normalen Windenbetrieb das Display unnötiger Weise überfrachten.




In der ersten Zeile wird die Startdauer in Sekunden angezeigt, gefolgt von den dabei verbrauchten mA Stunden und der Anzahl der bereits erfolgten Starts. Wobei die Startdauer wohl wegfallen könnte.

Die Zweite Zeile zeigt den eingestellten Startmodus an, ob normal oder mit Schuss gestartet wird. Und die Strombegrenzung von 65A , die sich bei schwachem Akku auch verringern könnte.

Darunter wird der maximal erreichte Seilzug mit 11,5 kg angezeigt, worauf ich nicht unbedingt verzichten möchte, weil man dort erkennt, ob bei den Gegebenheiten die Winde den voreingestellten Seilzug (12kg) erreichen konnte.

In der vorletzten Zeile wird die Minimalste Lipo Spannung, die Maximale Temperatur des Reglers und der maximale Strom des letzten Starts angezeigt.

Und in der letzten Zeile die aktuelle Lipo Spannung, die aktuelle Temperatur des Reglers und die gesamte Stromentnahme aus dem Lipo

Frage an euch. Auf welche Werte würdet ihr verzichten und welche Informationen sind für den normalen Windenbetrieb nützlich???

Gruß Peter

Hallo Peter,
eine interessante Aufforderung!
Du hattest mir geschrieben, daß du den Programmsketsch nicht an deine Kunden weitergibst, um selber Verbesserungen einbauen zu können, die man dir dann zurückgeben könnte.

Hier fragst du jetzt nach Verbesserungen?
Für wen sollen die dann sein?

LG Dieter

Hallo Dieter

Um noch einmal klar zu stellen. Ich bin kein Händler und habe somit auch keine Kunden. Mir macht es lediglich Spaß Winden zu bauen und andere Interessierte daran teilhaben zu lassen. Gelegentlich gebe ich dann auch mal eine überzählige Winde ab. Von Modellflieger zu Modellflieger. So bist du ja auch an deine Winden gekommen.

Ich möchte im Moment lediglich, wenn nötig, die Displayanzeige auf die Bedürfnisse beim normalen Windenbetrieb entschlacken. Da freue ich mich natürlich auf eure Einschätzung welche Anzeigen für den Normalbetrieb nützlich sein könnten. Das würde ich dann bei meinen zukünftigen Winden umsetzen. Natürlich wäre, wenn Interesse besteht, ein Update vorhandener Winden möglich, welches durch ein austauschen des programmierten Arduino erledigt wäre.

Also alles freiwillig. Jeder kann, aber Keiner muss. Und auch nur wenn er ebenfalls Spaß daran hat.

Mit thermischem Gruß Peter

Hallo Windenstarter
Habe jetzt alle Reste verbaut und auf den neuesten Stand gebracht.

Leider kann ich zur Zeit nicht auf dem Flugfeld Testen. Habe aber alle Winden auf meinem Windenprüfstand mit Erfolg bis 10kg Seilzug belastet.

Der Brushless-Motor, den ich als Brems-Generator verwende kann leider nicht mehr Bremskraft aufbringen.


Zur Verbesserung der Bremskraft habe ich einen Aluring um den Außenläufer montiert. Im Prinzip eine zusätzliche Wirbelstrom Bremse.
Die Bremskraft habe ich dadurch leider nur um 0,8kg erhöhen können.
Da ich aber für die Zukunft auf der sicheren Seite sein möchte, und die Winde schon locker 14kg gezogen hat, strebe ich eine mögliche Belastung von deutlich über 15kg an. Der jetzt verwendete Brushless (6364 8S 170KV 1800W) ist dafür anscheinend zu Schwach..

Habe einen neuen Brushless 6384 10S mit 120KV und 4600W. Der Motor ist deutlich größer und wird sicher mehr Bremsleistung erzeugen. Brauche nur noch ein Zahnrad und eine Seiltrommel aus dem 3D Drucker, dann kann ich meinen Prüfstand umrüsten.

Wünsche allen ein frohes und gesundes neues Jahr und immer genug Zug am Hochstarthaken
Peter

Hallo Windenstarter
Habe inzwischen Zahnrad und Trommel aus dem 3D Drucker bekommen und gleich montiert.


Der Bremsgenerator wird an Stelle der Seiltrommel eingebaut und erzeugt mit Hilfe von den Lastwiderständen den nötigen Drehmoment.



Die Winde arbeitet dabei wie auf dem Flugplatz mit angehängtem Segler und spult einen kompletten Start ab.



Die eingestellten 14kg Seilzug waren leicht zu erreichen. Jedoch sind die Lastwiderstände noch nicht auf den neuen Motor abgestimmt so das die Windendrehzahl bei dem Versuch sehr gering war. Auch der fast leere Lipo ist etwas eingebrochen, so das die Strombegrenzung von 65A auf 54A zurückgenommen wurde.



Als nächstes werde ich noch die Lastwiderstände anpassen, dann ist der Windenprüfstand für die Zukunft gerüstet.

Gruß Peter

Hier noch das dazugehörige Diagramm



Man sieht, dass noch vor erreichen der 14kg Seilzug die Lipo-Spannung einbricht, der Strom wird begrenzt in dem das PWM Signal zurückgeregelt wird. An der Seilzugkurve kann man sehen, dass sicher noch mehr Seilzug drin gewesen wäre. Dazu müste ich den Einstellbereich an der Winde aber erst ändern.

Die Drahtwiderstände sind neu gewickelt. Jeder Widerstand hat ca. 1,0 Ohm.



Die Generator-Spannung steigt bei maximaler Belastung an den Lastwiderständen auf ca. 22V. Das sind dann ca. 22A pro Widerstand. Gesamt dann 88A x 22V = 1936W. Dabei werden die Widerstände schon etwas warm.



Die jetzt einstellbare Seilspannung von 15kg wird locker erreicht und das Drehzahl-Niveau ist mit den angepassten Lastwiderständen deutlich höher.

Der Umbau des Leistungsprüfstandes hat sich gelohnt. Zum Testen mit maximaler Leistung (15kg Seilzug) brauche ich jetzt nicht mehr auf den Flugplatz. Bin aber trotzdem gespannt, wie sich die Winde bei 15kg Seilzug im Alltag bewährt. Sobald das Wetter es zulässt, werde ich die Gelegenheit nutzen.

Gruß Peter

Servus Peter,

15kg Seilspannung kann schon einiges! Auch wieder mal Hammer wie du den Prüfstand umgesetzt hast. Bin gespannt wo der Grenzbereich der Winde liegt.

Gruaß, Jürgen.

Hallo Jürgen

Danke für die Blumen. Werde erst mal, wenn das Wetter besser ist, auf dem Flugplatz testen wie die Winde sich verhält. Der Grenzbereich der Winde wurde durch die neuen MosFets deutlich verschoben. Unter realen Bedingungen könnte das ganz gut funktionieren. Werde dann sicher noch mit mehr Seilzug testen. Der Motor dürfte aber als nächstes an seine Leistungsgrenze kommen. Bin mit 15kg Seilzug aber auch schon sehr zufrieden.

Gruß Peter