Aangezien stroom voor veel mensen een moeilijk te doorgronden iets is zullen wij proberen het op een simpele manier uit te leggen, maar enige kennis en diepgang is toch een vereiste en daarom moeten wij op bepaalde momenten wat uitgebreider uitleggen wat er gebeurt.
Een goede prestatie van een elektrisch aangedreven model wordt pas in de laatste plaats bepaald door de motor.
Een motor is een ding wat de aangeboden elektrische energie omzet in mechanische energie.
Hoe meer elektrische energie er aangeboden wordt, hoe meer mechanische energie er uit komt.
De hoeveelheid aangeboden energie wordt bepaald door de combinatie van voeding/lader(wat een lader niet in de accu stopt, kan die accu ook niet afgeven.
De bedrading (hoe dikker en korter, hoe minder weerstand) en de regelaar.
Pas als deze schakels goed zijn kan een motor optimaal presteren.
De electro racerij staat of valt met weerstand.
Een weerstand waar stroom doorheen loopt geeft verlies en dat verlies wordt omgezet in warmte.
Daarom is het altijd zaak de weerstand van welk onderdeel dan ook zo laag mogelijk te houden.
Alles waar stroom doorheen loopt heeft weerstand, ook de bedrading.
De weerstand in een draad hangt af van de dikte en de lengte van de draad.
Hoe dikker de draad des te minder weerstand hij heeft.
Maar ook hoe korter een draad is, des te lager de weerstand is.
Stekker verbindingen hebben ook weerstand, zeker de witte zogenaamde Tamiya stekkers met de dunne pootjes die vaak gebruikt worden.
Om zo weinig mogelijk weerstand te hebben is het dan ook zaak om goede stekker verbindingen te kiezen. Bijvoorbeeld de corally stekkers zijn zeer goede stekkers met een zo laag mogelijke weerstand.
Een accu heeft ook een (inwendige) weerstand.
Hoe lager deze is, des te makkelijker geeft een accu stroom af.
Een goed voorbeeld zijn de accu’s van Sanyo, deze hebben een zeer lage weerstand.
Bovendien hebben deze accu’s een zeer lange levensduur.
Van de regelaar heeft u na dit verhaal hopelijk al begrepen dat de weerstand zo laag mogelijk moet zijn.
Tegenwoordig zijn de meest regelaars al uitgerust met een zo laag mogelijke weerstand.
De weerstand van de motor wordt bepaald door het aantal wikkelingen, hoe minder wikkelingen hoe lager de weerstand dus hoe meer ampères er door de motor lopen.
Ampères worden omgezet in mechanische energie, vandaar dat een motor met minder wikkelingen sneller is, maar ook meer stroom verbruikt.
Elektrische stroom kun je goed vergelijken met water.
Op deze manier zijn de volgende begrippen te verklaren:
- Spanning –> uitgedrukt in volts, is vergelijkbaar met waterdruk.
- Stroom –> uitgedrukt in ampères, is vergelijkbaar met hoeveel liter water er per tijdseenheid uit een slang komt.
- Weerstand –> uitgedrukt in Ohm, is vergelijkbaar met een vernauwing in een waterslang, waardoor er minder water door de slang kan.
Mechanische regelaars
Bij de meeste beginners auto’s wordt er een mechanische snelheidsregelaar bij geleverd.
Deze zijn bruikbaar om te leren rijden, en zullen kunnen voldoen zolang de bijgeleverde motor nog gebruikt wordt.
Deze regelaars werken met een of meerdere weerstanden.
Het principe van de regelaar is, een gedeelte van de geleverde stroom gaat door de motor, en de rest wordt door de weerstanden gevoerd en daar omgezet in warmte.
Dit is natuurlijk een weinig efficiënte manier van regelen.
Er zijn maar een of twee snelheden mogelijk, bovendien zijn de contactvlakken waar de stroom doorheen gevoerd wordt veel te klein om een beetje snelle motor van stroom te voorzien.
Hoe sneller de motor is, hoe meer stroom er naar de motor gevoerd moet worden.
Voordat een snellere motor gemonteerd kan worden zal er dus eerst een betere regelaar gemonteerd moeten worden.
Elektronische regelaars
Een elektronische regelaar werkt volgens een heel ander principe.
Zo’n regelaar is meestal uitgevoerd met zogenaamde fets.
Dit zijn elektronische schakelaars die heel snel en met weinig verlies stroom kunnen schakelen.
De snelheid van de motor wordt nu als volgt geregeld, als je niet vol gas geeft, dan stuurt de regelaar een korte tijd de volle stroom naar de motor, dan een tijdje niets, gevolgd door weer een periode wel en een periode niet.
Als je dus bijvoorbeeld 10% gas geeft dan stuurt de regelaar 10% van de tijd alle stroom naar de motor en 90% van de tijd niets.
Bij half gas dus 50% van de tijd alles en 50% van de tijd niets.
De stroom wordt dus puls-gewijs door de motor gestuurd.
Bij volgas wordt alle stroom continu naar de motor gestuurd en is er dus geen puls meer.
Dit pulseren gebeurt vele keren per seconde en hoe vaak dit gebeurt wordt de frequentie genoemd uitgedrukt in hertz (1HZ = 1 keer per seconde).
Vele huidige eenvoudige regelaars hebben een frequentie van 50 Hz.
De moderne stand van de techniek is echter zo verbeterd met veel betere accu’s en hoogtoerige motoren die veel stroom trekken dat dit niet meer voldoende is voor een adequate regeling van de nu verkrijgbare motoren.
De gemiddelde regelaars hebben dan ook een frequentie van ±3500 Hz.
Dit geeft minder slijtage aan de motor (collector en borstels blijven langer heel) en er ontstaat minder warmte in de regelaar en de motor zelf.
Het onderscheid van de diverse regelaars
Volgas en acceleratie prestatie
Nauwkeurigheid van de regeling
Het remvermogen
Ontvanger en servostroom voorzienning
Volgas prestatie en acceleratie
(Deze hangt af van de weerstand van de hele stroomkring en dus ook van de weerstand van de regelaar).
Hoe hoger de weerstand des te minder stroom de motor krijgt.
De weerstand van de regelaar is afhankelijk van de weerstand van de gebruikte fets en het aantal gebruikte fets (hoe minder weerstand een fet heeft, hoe duurder hij is en dus ook hoe duurder de regelaar is).
Hoe goed een fet ook is hij heeft altijd een bepaalde weerstand.
Nu kan de weerstand van de regelaar verminderd worden door meerdere fets naast elkaar te plaatsen(parallel schakeling).
In de meeste ontwerpen neemt men hiervoor 5 fets.
Nu loopt er door elke fet maar 1/5 van de totale stroom, en is de totale weerstand van deze groep ook maar 1/5 van die van èèn fet.
De fets worden ook minder warm waardoor de prestatie na een paar minuten gebruik nog zeer goed te noemen is.
De weerstand van een fet wordt hoger naarmate hij warmer wordt, daardoor wordt het verlies weer groter en de warmte productie weer hoger waardoor de weerstand weer hoger wordt enzovoort.
Regelaars met achteruit
De meeste top regelaars zijn niet voorzien van een achteruit, terwijl dat toch wel makkelijk zou zijn.
Waarom is dat?
Bij een regelaar zonder achteruit ziet het aansluitschema er als volgt uit.
De plus van de accu wordt rechtstreeks aangesloten op de plus van de motor, met een aftakking naar de regelaar om de plus aansluiting ook op de regelaar te hebben.
De min van de accu wordt met een dikke draad naar de regelaar gevoerd, en via fets met een andere dikke draad naar de min van de motor.
Op deze manier is de weerstand van de totale stroomkring zo laag mogelijk.
Als een regelaar nu ook achteruit moet kunnen schakelen, moet de plus ook eerst via een stel fets door de regelaar gevoerd worden om de motor indien nodig om te kunnen polen zodat hij achteruit kan draaien.
Dit tweede stel fets heeft ook weerstand.
Deze weerstand moet opgeteld worden bij de weerstand van de fets in de min kant.
Als er dus 5 fets in de min zitten en 5 in de plus is de weerstand van de regelaar (in de vooruitstand) dus al twee keer zo hoog als van een regelaar die alleen vooruit kan.
Terwijl er al 2 keer zoveel (dure) fets in zitten.
Dan moet er ook nog een achter uit schakeling met fets worden, dus zijn er nog meer fets nodig.
In de praktijk wordt meestal maar 2x2 of 3 fets in de vooruit gebruikt en 2x2 fets in de achteruit (deze hoeft niet zo goed te zijn)
Een regelaar die ook achteruit kan heeft dus veel meer weerstand (2 tot 4 keer zoveel) dan een regelaar in dezelfde prijsklasse die alleen vooruit kan.
Dit hoeft niet zo’n probleem te zijn als je de regelaar alleen voor de lol gebruikt.
Voor de wat serieuzere wedstrijd gebruiker is zo’n regelaar absoluut niet aan te bevelen.
Door de hogere weerstand van een regelaar met achteruit kan ook niet zo’n snelle motor gebruikt worden als bij een regelaar van dezelfde prijs zonder achteruit.
Dus is bij de keuze wel of geen achteruit van groot belang wat voor eisen je stelt en wat je er mee gaat doen.
Een regelaar die ook achteruit kan, presteert in de vooruit stand altijd minder dan een regelaar van dezelfde prijs of zelfs een goedkopere, die alleen vooruit kan!!
Wil je toch een regelaar met achteruit dan moet je een wat minder snelle motor (een motor met meer wikkelingen) monteren.
Nauwkeurigheid van de regeling
Eigenlijk een zeer belangrijke eigenschap, aangezien een regelaar in principe juist aangeschaft wordt om de snelheid te kunne regelen. Regelaars van verschillende merken maar in dezelfde prijsklasse gebruiken meestal dezelfde type fets en de volgas prestatie ontloop elkaar ook niet veel. De regelbaarheid is afhankelijk van het ontwerp, en hierin juist een heel groot verschil. Op de eerste plaats speelt de frequentie hierbij een rol. Hoe hoger de frequentie hoe beter de regelbaarheid is over het algemeen. Daarbij komt dat ook een elektronische regelaar niet volledig traploos werkt maar een bepaald aantal stappen heeft tussen 0 en volgas. Meestal zijn dit er ongeveer 15, maar de duurdere regelaars hebben 27 stappen tussen 0 en volgas. Dit geeft meer gevoel in de regeling. Een ander onderscheid in de regeling betreft de werking van e.v. aanwezige stroom begrenzing regeling. Om dit verschil uit te leggen moeten wij even wat meer over motoren vertellen. Een elektromotor trekt veel stroom (ampères) op een zo laag mogelijk toerental, en naarmate het toerental oploopt steeds minder. (Daarom moet altijd voor een zo klein mogelijk motor tandwiel gekozen worden, omdat de motor dan meer toeren maakt en dus minder stroom trekt).
Maximum amperage
Veel fabrikanten geven een max. amperage op wat een desbetreffende regelaar zou kunne leveren.
Hiervoor zijn echter vele verschillende manieren van specificeren mogelijk.
Deze waarden zijn meestal niet vergelijkbaar.
De weerstand van de regelaar opgeven in Ohm of V/A is een veel betrouwbaarder vergelijk.
Bij zeer lage toeren (optrekken) trekt een motor veel stroom, in principe meer dan hij om kan zetten in trekkracht.
Als toch alle stroom maar naar de motor gevoerd wordt, wordt het teveel aan stroom omgezet in warmte en niet in koppel.
Nadat dit ontdekt was zijn de betere regelaars voorzien van een stroombegrenzing.
Op deze regelaars zit een regelknop waarmee de maximum stroom naar de motor ingesteld kan worden (een zogenaamde torque of current limiter).
Een startende elektromotor trekt ongeveer 120 ampère, maar kan maar ongeveer 80 – 90 A effectief omzetten in koppel, de rest gaat verloren in warmte.
Door de begrenzing in te stellen op 80A, vangt men drie vliegen in een klap.
Er gaat minder stroom verloren, de accu hoeft niet zulke grote piekstromen te leveren en kan daardoor meer stroom leveren, en de motor wordt minder warm waardoor hij minder slijt en langer goed presteert.
Daarom dus een stroom regeling.
Niet voor iedereen direct noodzakelijk maar voor serieuze wedstrijdrijders toch wel aanbevolen.
Werking stroombegrenzing
De werking van deze regeling is wel verschillend: de meeste regelingen komen plotseling in en de rijder heeft dan het idee dat er iets hapert.
Een regeling zoals van de duurdere regelaars, komt vloeiend in en werkt vrijwel onmerkbaar.
Bovendien gebruiken de duurdere regelaars een systeem wat er voor zorgt dat je tijdelijk bijvoorbeeld bij het opgaan van het rechte stuk, even over al het vermogen kunt beschikken of om een tegenstander te passeren.
Als je snel gas geeft wordt de begrenzer even uitgeschakeld, zodat je weliswaar ten koste van meer stroomverbruik ook het allerlaatste beetje koppel uit de motor kunt halen.
De volgende keer dat je weer normaal gas geeft werkt alles weer normaal.
Remvermogen
Dit wordt meestal bepaald door hoeveel fets er voor de rem gebruikt worden, meestal een voor een normale regelaar, en twee bij een duurdere regelaar, die daardoor harder of beter regelbaar kan remmen.
Deze fets hebben nog een functie: elke fet heeft een kleine diode ingebouwd.
Deze zogenaamde parasitaire diode in de rem fet wordt gebruikt om een klein stroompje af te laten vloeien elke keer dat de vooruit fet afschakelt.
Bij minder dan volgas gebeurt dit dus zo’n 2500 keer per seconde bij een 2500 Hz regelaar.
Dit is erg veel voor die ingebouwde diode, en de rem fet wordt dan ook heet, waardoor de remwerking minder wordt.
De kans op schade aan de rem fet is dan ook groot.
Om dit te voorkomen moet een zogenaamde schottky diode over de rem fet aangesloten worden.
Bij veel regelaars wordt aanbevolen deze op de motor te solderen.
Bij de regelaars van TEKIN hoef je geen schottky diode te gebruiken, deze zit namelijk al ingebouwd.
Overigens kan het geen kwaad om een extra schottky te gebruiken.
Ontvangerstroom verzorging
Een elektronische regelaar wordt aangesloten op de ontvanger, en geeft via deze aansluiting ook de nodige stroom voor deze ontvanger en de aangesloten stuurservo.
Hoe hoger deze spanning is, des te sneller stuurt de servo en hoe meer amperes deze ontvangervoeding kan leveren, des te meer kracht kan de servo opwekken.
Hoe sneller een model gaat hoe sneller hij moet kunnen sturenanders ben je te laat met corrigeren.
De moderne servo’s kunnen daarbij behoorlijk veel stroom trekken (2 tot 4 A) om zodoende voldoende kracht op te kunnen wekken.
Er is nog een reden waarom een sterke ontvangerstroom verzorging belangrijk is: deze gestabiliseerde spanning word intern in de regelaar als basis gebruikt voor de aansturing van de fets.
Om zo verliesvrij mogelijk te kunnen werken hebben fets ongeveer 20 volt nodig.
Als de spanning lager is hebben fets een hogere weerstand.
Dat is dus ook de reden om te kiezen voor een goede ontvangerstroom verzorging.
 |
| Archive Pictures by Fabien Mannien |