Deflanging in VESC Tool: meer snelheid, en wat dat kost

Het "defluxeren", of "field weakening" in het Engels, stelt een motor in staat om sneller te draaien dan de limiet die wordt bepaald door de batterijspanning. De VESC-firmware biedt deze functie al enkele jaren, met een paar eenvoudige instellingen. Maar deze snelheidswinst heeft een prijs, en een verkeerd ingesteld defluxeren kan de controller beschadigen. Deze handleiding legt de instellingen uit, gevolgd door de voorzorgsmaatregelen.

Het principe, kort samengevat:

Bij het nemen van een bocht produceert een elektromotor met permanente magneten een spanning die toeneemt met de snelheid. Wanneer deze spanning gelijk wordt aan die van de batterij, kan de controller geen stroom meer toevoeren: de snelheid bereikt een maximum. "Defluxing" zorgt ervoor dat er een stroom door de as "d" vloeit, die zich tegen het magnetische veld van de magneten richt en deze spanning vermindert, waardoor er ruimte ontstaat om nog verder te accelereren. Het volledige principe wordt uitgelegd in onze handleiding over "defluxing" en in die over vectorbesturing.

De instellingen in VESC Tool

De instellingen zijn te vinden in de FOC-configuratie van de motor, op het tabblad dat specifiek is gewijd aan het verzwakken van het magnetisch veld.

• `Maximale stroom voor veldverzwakking : De maximale stroom die wordt gebruikt voor veldverzwakking. Bij nul wordt veldverzwakking uitgeschakeld. Hoe hoger de waarde, hoe groter de snelheidswinst, maar ook hoe meer warmte er wordt gegenereerd en hoe hoger het stroomverbruik.`
• `Field Weakening Duty Start : het percentage van de maximale pulsbreedte vanaf welk punt de veldverzwakking begint. Het wordt dus alleen geactiveerd in het hogere snelheidsbereik.`
• `Field Weakening Ramp Time : de tijd die nodig is voor de geleidelijke toename van de stroom tijdens het "field weakening" proces, wat een abrupte overgang voorkomt.`
• `Q-as Stroomfactor`: een instelling die de koppelstroom tijdens het afremmen beperkt, zodat de totale stroom onder controle blijft.

Wat het kost

• Warmteontwikkeling: De stroom die door de spoelen en transistors loopt, produceert geen koppel. Motor en controller worden warmer bij hogere snelheden. Zie onze handleiding over verwarming van de elektromotor.
• `Over de actieradius: Deze stroom komt van de batterij.`
• Risico op overspanning: Als de controller plotseling stopt bij hoge snelheid, of door een storing of stroomuitval, dan stopt de "defluxage" (een vorm van regeneratief remmen) direct. De motor stuurt dan zijn volledige spanning, die hoger kan zijn dan de batterijspanning, terug naar de controller en de batterij. Transistors, condensatoren en het batterijbeheersysteem (BMS) kunnen dit mogelijk niet verdragen.

De methode

1. Begin met de "deflow" functie uitgeschakeld en een goed afgestelde machine: motor detectie, stroomlimieten. Zie onze handleidingen over motor detectie en stroomlimieten.
2. Activeer een lage stroomsterkte voor de dempingsfunctie, met een hoge startwaarde.
3. Rijd een stuk en noteer vervolgens de bereikte snelheid, de temperaturen en de batterijstroom.
4. Verhoog de instellingen geleidelijk, zolang de snelheidstoename merkbaar is en de temperaturen acceptabel blijven.
5. Controleer of de maximale spanning die de motor kan terugsturen bij de bereikte snelheid, nog steeds binnen de specificaties van de controller en de batterij valt, in geval van een stroomonderbreking.

Ontloding of een andere oplossing?

Het aanpassen van de flux geeft een extra snelheid. Voor een significant en duurzaam resultaat zijn een motor met een snellere wikkeling of een hogere batterijspanning vaak betere oplossingen. Zie onze handleidingen High Speed of High Torque en over het overstappen naar een hogere spanning. Bij een motor met interne magneten maakt de instelling MTPA Algorithm Mode het ook mogelijk om het reluctancekoppel te benutten: zie onze handleiding over motoren met interne magneten (IPM).