Wie kann ich einen bürstenlosen Motor zum Generator umbauen

[bbike]

Hallo
Mein Interesse wurde angeregt durch zwei Berichte hier wo es darum geht ein Fahrzeug zu bauen das ohne mechanische Verbindung zwischen Tretkurbel und Laufrad fahrbar ist .

Bike-by-wire. So sieht echter Fortschritt aus!

Ich sehe schon zwei junge by-wire Athleten an der Ampel nebeneinander, die Blicke stur auf die rote Ampel gerichtet, die Bremsen fest angezogen, hoch konzentriert um beim ersten Zucken der Ampel lossprinten zu können, wie sie im Stand eine 110er Kadenz hinlegen um 400W in den Akku zu prügeln...

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Bafang Tretkurbelmotor als Generator

@labella-baron ich glaube wir reden momentan aneinander vorbei . Da wird von @Gerhard Naujok ein Quad gezeigt mit BBS Motor . Irgendwo habe ich gelesen es sollen zwei Heinzmann verbaut werden , die sind da aber nicht drinn . Mein Gedanke war der BBS soll zum Generator werden und die Heinzmann...

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Ein solcher Aufbau besteht in meinen Augen aus 5 Baustellen
1/ rechtliche Grundlagen
2/ der Generator
3/ Antrieb
4/Steuerung
5/ Testaufbau und später finaler Aufbau zB Velocar

Was rechtlich erlaubt ist habe ich schon viel Infos mir eingeholt . Ich suche zwar noch eine richtige Gesetzesvorlage aber da werde ich sicher auch noch fündig .
Dank @JKL habe ich schon einiges gefunden aber evtl kann da auch @Solarfreak noch was dazu beitragen .
Ich überspringe jetzt mal Punkt 2 um den es hier geht aber beim Antrieb habe ich schon eine Idee wie auch bei der Steuerung zu diesem .
Einen Testaufbau würde ich evtl in ein Fahrrad bauen aber die finale Idee wär ein Velocar wo ich schon eine sehr weite Hülle hätte . Zu dieser fehlt mir noch eine pfiffige Antriebslösung die mal anders ist . Es soll ähnlich sein wie auf dem Profilbild .
Hier ein Beweisbild das ich es ernst meine .

Mein größtes Problem ist der Generator , nicht die Mechanik sondern eher wie ich einen 3 Phasen Motor dazu bringe Strom zu erzeugen und ich damit den Akku laden kann . Also was brauche ich dafür für Ersatzteile und wie kann ich das Messen . Ich muß dazu sagen das ich keine besondere elektrische Kentnisse habe aber lernfähig bin . Ich stelle mir auch die Frage welche Art von Motor perfekt wär . Ich habe noch einiges liegen . Auch die Spannung ist sicher wichtig , wie kann ich im Vorfeld prüfen welche Ladespannung so ein Motor erzeugen kann .
So das waren erst mal einige Fragen zum Bau des Generators .

Grüße und schon mal danke

 

[Marc]

Mein größtes Problem ist der Generator , nicht die Mechanik sondern eher wie ich einen 3 Phasen Motor dazu bringe Strom zu erzeugen und ich damit den Akku laden kann .

Du brauchst einen (Ebike-)Motorcontroller hinter dem Generator, der sich passend programmieren lässt. Ich würd einen Phaserunner (kostenintensiv und wahrscheinlich überdimensioniert), oder den Baserunner (gleiche Technik, programmierbar mit die selbe Software (Win, Mac, Linux), günstiger) wählen. Der Antriebsmotor braucht natürlich auch einen Motorcontroller, aber das ist ja nicht das Problem.

Grin Tech Motorcontroller gibts in DE zb bei Ebike-Solutions. @didi28 kann dir dazu vielleicht mehr sagen (der arbeitet dort).

Controller

Unsere Controller für unsere aktuellen Umbausätze werden in der V2-Version ausgeliefert. V2-Controller haben Stromstufen und verfügen über eine…

www.ebike-solutions.com

Edit sagt, das der Phaserunner grad nicht lieferbar ist. Grin hat dafür als Alternative den Frankenrunner im Programm.

 

[JKL]

Mein größtes Problem ist der Generator , nicht die Mechanik sondern eher wie ich einen 3 Phasen Motor dazu bringe Strom zu erzeugen und ich damit den Akku laden kann .

Ich werfe jetzt mal die Frage in den Raum: was macht ein Controller, wenn man die Reku einschaltet?

Na also

Gruß Jörg

 

[JKL]

@Marc hat jetzt schon die wunschlos glücklich Version genannt, aber die finde ich etwas Overkill.

Der Baserunner (auch von Grin) reicht völlig und hat die gleichen Funktionen.
Zum testen reicht aber auch erstmal ein 20€ China Controller.

Gruß Jörg

 

[labella-baron]

Ich werfe jetzt mal die Frage in den Raum: was macht ein Controller, wenn man die Reku einschaltet?

Na also

Einen Kurzschluss.
Ernsthaft: wenn die Geschwindigkeit unterhalb der Leerlaufgeschwindigkeit ist und somit die erzeugte Spannung unterhalb der Akkuspannung ist wird die Motorwicklung ganz kurz kurzgeschlossen und wieder geöffnet. Die Rotationsenergie geht ins Magnetfeld und beim Öffnen wird eine höhere Spannung erzeugt wie bei einer Zündspule. Diese treibt dann den Ladestrom in den Akku. Passiert natürlich alles im Mikrosekundenbereich.

 

[bbike]

Hallo
Ok ich sehe das die ganze Geschichte nicht so einfach wird . Auch der Kostenfaktor spielt natürlich eine Rolle und es sieht so aus als würde der Generator ein mehrfaches verschlingen wie der Rest des Antriebs mit dem Effekt den Akku ein wenig nachzuladen .
Irgendwie erinnert mich das an meine Idee einen Fahrradakku mit einer Solaarplatte zu laden und das gestaltete sich auch sehr aufwändig und schlußendlich mit zu viel Verluste durch die vielzahl der zwischengeschalteten Bauteile .

Zum testen reicht aber auch erstmal ein 20€ China Controller.

Hallo Jörg und wie schließe ich das dann an ? Ich kann mir nicht vorstellen das ich da einfach den Motor anschließe und an Plus und Minus durch drehen des Motors Strom raus kommt der den Akku läd .
Ich muß dazu sagen das ich mich mit dem Thema Akku laden nie wirklich beschäftigen mußte . Ladegerät anstöpseln und fertig .
Naja und mit Recu hatte ich auch noch nicht viel zu tun weil ich immer Getriebemotore mit Freilauf verbaut hatte . Ok bei meinem Roller habe ich mal was umgebaut aber die Wirkung ist da auch nicht so toll .

Grüße

 

[labella-baron]

wie schließe ich das dann an ? Ich kann mir nicht vorstellen das ich da einfach den Motor anschließe und an Plus und Minus durch drehen des Motors Strom raus kommt der den Akku läd

Doch, das ist so. Da sind zwar noch ein paar passive Bauteile, genannt Dioden im Spiel, aber solange du nur z.B. die Spannung wie von einem Nabendynamo benötigst, genügt das locker.
Klemm deinen Akku ab und probiers aus.

 

[JKL]

wie schließe ich das dann an ?

So wie einen Motor.

Ich kann mir nicht vorstellen das ich da einfach den Motor anschließe und an Plus und Minus durch drehen des Motors Strom raus kommt der den Akku läd .

So funktioniert die Reku aber

Rein mechanisch gibt zwischen Motor und Generator keinen Unterschied. (ok, man wickelt je nach Anwendung etwas anderes, aber das ist bei unseren Leistungen egal)
Bei dem Einen wird Strom in Kraft und dem Anderen Kraft in Strom umgewandelt und den Elektronen ist es reichlich egal, ob sie von rechts nach links oder von links nach rechts geschoben werden.

In der reinen AC oder DC Welt (230V) sind die Bauteile so aufeinander abgestimmt, das es passt (wer macht sich schon Gedanken, wie ein Handmixer funktioniert?)
Für unsere DC-AC Anwendung (Akku - Drehstrommotor) mit verschiedenen Spannungen, brauchen wir halt noch ein bisschen Elektronik dazwischen.

Bei einer AC (Drehstromgenerator) - DC (Akku) - AC (Drehstrommotor) kommt halt noch eine 2te Elekronik dazu.
Man könnte die 2 Controller auch in ein Gehäuse bauen, aber es bleiben 2 getrennte Steuerungen.

Gruß Jörg

(seit heute etwas Nachsichtig mit meiner Rechtschreibung ... ich weiß nicht ob es an C oder den Borrelien liegt, aber mit Rechtschreibung hab ich heute Morgen deutlich mehr Probleme als sonst schon)

 

[bbike]

So funktioniert die Reku aber

Jörg ich dachte man muß immer die Reku zB durch einen Kontakt aktivieren . Dazu kommt das viele Controller garnicht Recufunktion haben .

Rein mechanisch gibt zwischen Motor und Generator keinen Unterschied. (ok, man wickelt je nach Anwendung etwas anderes, aber das ist bei unseren Leistungen egal)
Bei dem Einen wird Strom in Kraft und dem Anderen Kraft in Strom umgewandelt und den Elektronen ist es reichlich egal, ob sie von rechts nach links oder von links nach rechts geschoben werden.

Ok das verstehe ich und ist mir auch klar .

Bei einer AC (Drehstromgenerator) - DC (Akku) - AC (Drehstrommotor) kommt halt noch eine 2te Elekronik dazu.
Man könnte die 2 Controller auch in ein Gehäuse bauen, aber es bleiben 2 getrennte Steuerungen.

Damit wir nicht aneinander vorbei reden , hier geht es erst mal nur um einen Generator . In diesem Satz hast du aber den Antrieb schon mit einbezogen , oder mache ich gerade einen Denkfehler ?

Aber jetzt mal zu meinen ersten Erkenntnisse bei einfachen Versuchen .

Versuch 1:
Ich habe wie mir vorgeschlagen einen Nabenmotor mit einem Controller verbunden und mit dem Multimeter an Plus und Minus die Spannung gemessen . Es lagen ca 5 V an und ich denke das dies die Restspannung durch Kondensatoren im Controller waren . Nach drehen des Motors ( rückwärts wegen des Freilaufs ) stieg die Spannung auf gut 20 V und blieb so stehen .

Versuch 2:
Um diese Spannung abzubauen habe ich jetzt paralell noch eine LED angeschlossen . Jetzt fällt die Spannung ab bis auf ca 2 Volt und die LED geht aus . Sobald ich am Nabenmotor drehe leuchtet die LED und die Spannung steigt je nach Drehzahl bis max 30V an . Stoppe ich den Nabenmotor fällt die Spannung verzögert ab bis die LED erloschen ist und bleibt dann bei 2 V stehen .

Versuch 3:
Nachdem das drehen des Nabenmotor sehr mühselig war habe ich einen Bofaili Mittelmotor angeschlossen . Ergebnis das gleiche wie bei Versuch 2 . Um über 30V zu kommen müßte ich aber viel schneller drehen .

Versuch 4:
Da ich nur sehr mühselig über 30 Volt komme habe ich jetzt mal einen Versuch mit einem 24 V Akku gemacht und diesen am Ausgang ( eigentlich Spannungsversorgung für den Controller ) angeschlossen . Die Spannung lag bei 26,3 Volt am Akku . Wenn ich jetzt den Mittelmotor schneller gedreht habe stieg die Spannung . Wenn ich aufgehört habe zu drehen lag die Spannung wieder bei 26,3 Volt . Ich habe dann kontinuierlich etwas länger ( 30sec ) schneller gedreht und nachdem ich aufgehört habe lag meine Akkuspannung bei 26,5 Volt . Ok der Akku wurde tatsächlich etwas nachgeladen .

Versuch 5:
Jetzt wollte ich noch wissen mit wieviel Ampere geladen wird und habe ein Multimeter dazwischen geklemmt . Also wenn ich schnell am Bofaili gedreht habe schaffte ich ca 1,8 Ampere . Ich denk das dies die Ladespannung war .

So richtig befriedigent ist das Ergebnis noch nicht . Zum einen muß ich irre scnnell am Generator drehen und ich finde es selsam das es keinen Unterschied macht ob was angeschlossen ist oder nicht . Der Generator geht immer gleich leicht bzw schwer zu drehen .

Jetzt noch einige Fragen dazu .
Wie ist das mit dem Controller , eigentlich habe ich den Controller nur angeschlossen . Hätte man diesen einschalten müssen oder ein Display anschliesen müssen um ein besseres Ergebnis zu erziehlen .
Verwendet habe ich einen 36V Motor ( bzw Generator ) Controller S12 von KT ohne Hallsensoranschluß für 36-48V Betrieb .
Akku 7S also 24Volt .


Grüße

 

[labella-baron]

Wie ist das mit dem Controller , eigentlich habe ich den Controller nur angeschlossen . Hätte man diesen einschalten müssen oder ein Display anschliesen müssen um ein besseres Ergebnis zu erziehlen .
Verwendet habe ich einen 36V Motor ( bzw Generator ) Controller S12

Ich habe einen S12S-Controller und mit diesem vor etlichen Jahren Werkstatt-Versuche gemacht.
Er hat auch Hall-Sensoren. Es gibt eine einpolige Steckverbindung EABS steht für (Electric Absorption Braking System).
Habe ihn mit einem KT-LCD3 verwendet. Konnte damit schon etliche A in den Akku pumpen.

Du musst unterscheiden zwischen Roll- bzw. Zwangs-Reku wenn der Motor schneller dreht als im Leerlauf (das können alle Controller) und obiger EABS-Reku, welche mittels Bremskontakt aktiviert wird.

 

[JKL]

Damit wir nicht aneinander vorbei reden , hier geht es erst mal nur um einen Generator . In diesem Satz hast du aber den Antrieb schon mit einbezogen , oder mache ich gerade einen Denkfehler ?

Nein ... der Gedanke ist richtig -> AC (Drehstromgenerator) -(Controller)- DC (Akku)

Wie ist das mit dem Controller , eigentlich habe ich den Controller nur angeschlossen . Hätte man diesen einschalten müssen oder ein Display anschliesen müssen um ein besseres Ergebnis zu erziehlen .

Einschalten ja (Akku ist ja vorhanden), Display ... kommt auf den Controller an.

Bei einen Motor mit Freilauf musst du Controller so anschließen, das der Motor bei Betätigung des Gas "in den Freilauf dreht" (drehen würde) -> also falschrum läuft.
Und natürlich den "Bremseingang" (wie auch immer Der bezeichnet ist ... Mandarin ist ein blumige Sprache) einschalten (bzw schaltbar machen)

Dann sollte da auch etwas mehr Spannung rauskommen.
Die benötigte Kraft wird bleiben.

Gruß Jörg

 

[bbike]

Ich habe einen S12S-Controller und mit diesem vor etlichen Jahren Werkstatt-Versuche gemacht.

Diesen Controller habe ich auch in einem meiner Trikes . Der Testcontroller war aber ein S12P und ich weiß nicht wirklich ob dieser Recu unterstützt .

Einschalten ja (Akku ist ja vorhanden), Display ... kommt auf den Controller an.

Ja zumindest wär das zum programieren wichtig .

Bei einen Motor mit Freilauf musst du Controller so anschließen, das der Motor bei Betätigung des Gas "in den Freilauf dreht" (drehen würde) -> also falschrum läuft.
Und natürlich den "Bremseingang" (wie auch immer Der bezeichnet ist ... Mandarin ist ein blumige Sprache) einschalten (bzw schaltbar machen)

Also bei diesen Versuchsaufbau war es egal wie ich den Motor angeschlossen hatte . Witzigerweise ging mal ein Kabel der 3 Phasen ab , mit dem gleichen Ergebnis .

Dann sollte da auch etwas mehr Spannung rauskommen.

Ich denke es ist wie beim Antrieb . Die Spannung selbst wird abhängig von der Drehzahl sein . Das heist für mich das ich es irgendwie schaffen muß bei angenehmer Trittdrehzahl ca 42Volt zu erreichen um später einen 36V Akku laden zu können . Der Mittelmotor ist da fast raus denn da müsste ich treten wie ein Hamster . Einfacher wär da ein Nabenmotor mit entsprechender Übersetzung zur Kurbel .
Ich könnte mir auch vorstellen das die schwere des tretens dann mit dem Ladestrom zusammen hängt . Also realistisch betrachtet könnte ich mir da 3 Ampere vorstellen denn je mehr desto mühseliger wäre die Trittkraft . Sollte man das schaffen wären das immerhin 100 Watt Eigenleistung .
Ob sich meine theoretischen Werte sich später in der Praxis umsetzen lässt wird sich zeigen . Leider fehlen mir da die wirklichen elektrischen Kentnisse und das ist einfache Mechanikertheorie .

Grüße

 

[Gear7Lover]

Ja du brauchst eine Übersetzung. Der (Rad-)Motor hat seine Leerlaufdrehzahl bei 230...300RPM und treten tut man 100 sportlich. Damit die Übersetzung nicht zu extrem wird eventuell nach einem Motor suchen mit einem tiefen RPM/V Wert. Z.B. einen der für 48V gewickelt ist.

Schön wenn etwas Schwungmasse eingebaut ist dann tritt sich das runder.

Um den 36V Akku zu laden sollte der Motor über 42V effektiv (Phase zu Phase in Dreieckschaltung) liefern. Dann gleichrichten und glätten und ein DC-DC Ladegerät und dann in den Akku.

Sternschaltung geht nicht weil die Motoren intern fix verdrahtet sind. Es sei denn man käme irgendwo direkt an die Wicklungsanschlüsse. Damit brächtest die Spannung auch höher.

 

[JKL]

Leider fehlen mir da die wirklichen elektrischen Kentnisse und das ist einfache Mechanikertheorie .

Ich versuche das mal zu vereinfachen

V =~ Drehzahl
A =~ Drehmoment

(Ja, das ist etwas Lügen für kleine Kinder, reicht aber erstmal für das grundsätzliche Verständniss)

Das wichtigste hat @Gear7Lover schon genannt

RPM/V

= (als Motor) Umdrehungen (in einer Minute) pro Volt <~> (als Generator) Volt pro U/min

Für einen Tretgenerator also möglichst klein.
(Der langsamste Motor den ich auf die schnelle gefunden habe macht 195U/min (bei 36V ~ 5,4r/V, ich habe aber auch schon welche mit 160U/min (bei 36V ~ 4,4r/V) gesehen)
Das Blöde ist, das viele Händler den r/V Wert nicht angeben.

gleichrichten und glätten und ein DC-DC Ladegerät und dann in den Akku.

Genau das kann/macht der Controller bei Reku.
Im Controller ist ausser dem Netzteil (das ist in diesem Fall ja der Motor) alles drin, was man braucht.

Also realistisch betrachtet könnte ich mir da 3 Ampere vorstellen denn je mehr desto mühseliger wäre die Trittkraft . Sollte man das schaffen wären das immerhin 100 Watt Eigenleistung .

Hmm, 3A ( x 40V = 120W) sind schon nicht wenig, du musst ja auch noch die Verluste in Motor und Controller mittreten und das können schnell 25% und mehr werden.
Rechne bei 100W Tretleisung besser mit ~1,8A ( x 40V = ~75W)

Gruß Jörg

 

[Gear7Lover]

Genau das kann/macht der Controller bei Reku.
Im Controller ist ausser dem Netzteil (das ist in diesem Fall ja der Motor) alles drin, was man braucht.

Nur ist der komplette Frequenzrichterteil für den Antrieb eben jenes "Motors" ja überflüssig.

Und hält sich der Controller an die Ladeschlussspannung? Ist der überhaupt dafür ausgelegt dass er auf einen Akku trifft der bereits voll ist? Wahrscheinlich wird das ja ein Plugin-Hybrid...

 

[JKL]

Der Mittelmotor ist da fast raus denn da müsste ich treten wie ein Hamster

Ich denke, dass es dir grade ein Mittelmotor einfacher macht.
Der BBS01 dreht ja (bei vollem Akku ~40V) an den Kurbel "nur" ~75U/min.

Dafür brauchst du an einem (5,8r/V ~210U/min bei 36V ... ein sehr gebräuchlicher) Nabenmotor schon eine Übersetzung von 1 zu 2,8.
Da es schwer wird ein 11er Ritzel an den Motor zu bekommen, brauchst du dafür schon ein großes KB.

Gruß Jörg

 

[Gear7Lover]

Oder eine Kette mit kleiner Teilung?

 

[Gear7Lover]

Beim Tretlagermotor treibst durch das Getriebe den Motor an. (Freilauf blockieren) Das klingt ineffizient.

 

[JKL]

Nur ist der komplette Frequenzrichterteil für den Antrieb eben jenes "Motors" ja überflüssig.

Nein ... im Gegenteil, der macht es (erst) möglich, das der Motor auch bei niedrigen Drehzahlen noch Reku machen kann.

Und hält sich der Controller an die Ladeschlussspannung?

Ein guter Controller ja.

Ist der überhaupt dafür ausgelegt dass er auf einen Akku trifft der bereits voll ist?

definiere -> voll
Prinzipiell sollte man eine Zelle aber nicht über 4,20V laden.
Jetzt sind wir (schneller als ich dachte) beim BMS angekommen aber das ist ein anderes Problem.

Gruß Jörg

 

[JKL]

Oder eine Kette mit kleiner Teilung?

Das ändert was an der Übersetzung?
Von der Beschaffung/Reperatur mal abgesehen.

Beim Tretlagermotor treibst durch das Getriebe den Motor an. (Freilauf blockieren) Das klingt ineffizient.

Das Thema Effzienz brauchen wir doch nicht noch mal ... oder?

Gruß Jörg