Motor – Allgemeines

Antriebskonzepte

Es gibt grundsätzlich drei verschiedene Antriebskonzepte mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen: Vorderrad-, Mittel- und Hinterradmotor. Einen Überblick zu den verschiedenen Antriebskonzepten bietet die Seite Special-E.de.

Wer sich auch mal bei den Mittelmotoren umsehen möchte kann sich den Artikel ‚Der grosse E-Bike Motoren Vergleich – 13 E-MTB Motoren im Test‚ vom September 2023 ansehen.

Stromer

Stromer verwendet ‚Bürstenlose Gleichstrommotoren‘, englisch Brushless DC Motor (BLDC). BLDC ist eine Marketingbezeichnung für Drehstrommaschinen, welche die für ihren Betrieb notwendige Wechselspannung aus einer elektronischen Schaltung beziehen, die mit Gleichspannung versorgt wird. Im Gegensatz zu einer simplen Gleichstrommaschine mit Kohleschleifern handelt es sich um eine Drehstrom-Synchronmaschine mit Erregung durch Permanentmagnete. Die dreisträngige Drehstromwicklung wird durch eine geeignete Schaltung so angesteuert, dass sie ein wanderndes magnetisches Feld erzeugt, welches den permanenterregten Rotor mitzieht. Das Regelverhalten ähnelt weitgehend einer Gleichstrom-Nebenschlussmaschine.

Sensoren

Hallsensoren: Für die Steuerung des BLCD-Motors sind, wie im Schema oben abgebildet, Lagegeber, sog. Hallsensoren, nötig. Es sind drei mit folgenden Aufgaben:

• Feedback: Die Hallsensoren liefern ein Feedback an den Controller, was eine präzise Steuerung und Regelung des Motors ermöglicht.
• Positionserfassung: Hallsensoren detektieren die Position des Rotors im Motor, basierend auf dem magnetischen Feld, das der Rotor erzeugt.
• Kommutierung: Die Informationen, die die Hallsensoren liefern, werden vom Controller verwendet, um die korrekten Wicklungen des Stators zu aktivieren. Durch das Aktivieren der richtigen Wicklungen wird ein Magnetfeld erzeugt, das den Rotor zum Drehen bringt.
• Drehzahlerfassung: Die Hallsensoren können auch verwendet werden, um die Drehzahl des Motors zu bestimmen, indem die Anzahl der Hall-Signale pro Zeitspanne gezählt wird.

Temperatursensor: Für den Schutz des Motors vor Überhitzung wird ein Thermistor eingesetzt. Ein Thermistor (Kurzform für thermischer Resistor) ist ein temperaturabhängiger elektrischer Widerstand, dessen Widerstandswert sich in Abhängigkeit von der Temperatur stark ändert. Es gibt zweit Typen:

1. NTC-Thermistor (Negative Temperature Coefficient): Der Widerstand sinkt bei steigender Temperatur.
2. PTC-Thermistor (Positive Temperature Coefficient): Der Widerstand steigt bei steigender Temperatur.

Stromer verwendet einen NTC-Thermistor. Die Schutzfunktion des Motors wird bei ca. 135-140 °C aktiviert. Dabei wird zurerst die Leistung reduziert und bei 150 °C wird die Unterstützung eingestellt bis der Temperaturwert wieder unter die kritische Schwelle gesunken ist.

Verwendete Bauteile:

• Hallsensor: Honeywell SS461R
• Thermistor: NTC, 10 kΩ (25 °C und Beta-Wert ~3500) – 15 kΩ
• MOSFET (Leistungshalbleiter) auf dem Controller:
  Bsp. ST1x, ASI-Controller:
  10 Stück 1290 BV6319 | 2 Stück 1290 BV6U11
  
  Ein möglicher Ersatz ist z.B. ein IRFB4110:
  – N-Channel FET
  – VDSS of 100V (min. 80 V)
  – RDS on, as low as possible <10 mΩ
  – Diode over DS
  – I max. >100A
  – Housing TO220

Die Controller sind schwer, die neueren ASI-Modelle gar nicht mehr reparierbar da die Leistungselektronik vergossen ist.

Defekte

> Siehe PROBLEME – MOTOR – ‚Reparaturen‘ …und weitere Themen