Timing

  • Timing, die Zündeinstellung der Elektromotoren

    Wird an einer Spule eine Spannung angeschlossen, beginnt ein Strom zu fließen und dadurch wird ein Magnetfeld induziert. Durch das sich aufbauende Magnetfeld wird in der Spule jedoch eine Gegenspannung induziert, diese Gegenspannung will den alten Zustand "kein vorhandenes Magnetfeld" durch eine gegengesetzte Polung der angelegten Spannung beibehalten. Solange sich das Magnetfeld aufbaut, solange wird eine Gegenspannung induziert, die bewirkt das die Stromstärke zeitverzögert zur angelegten Spannung den Maximalwert erreicht. In Fachjargon spricht man vom Blindwiederstand einer Spule.


    Wird die angelegte Spannung an einer Spule abgeschaltet, wird das induzierte Magnetfeld abgebaut, diese Änderung des Magnetfeldes bewirkt das wieder eine Spannung erzeugt wird, nur dieses Mal will die induzierte Spannung den Zustand "ein vorhandenes Magnetfeld" beibehalten, die durch den Abbau induzierte Spannung ist nun der vorher angelegten Spannung in der Polung gleich. Dieser Umstand bewirkt, das der fließende Strom mit dem Abschalten der Spannung nicht auch gleich den Nullwert erreicht, sondern zeitverzögert den Nullwert erreicht.


    Nur bei einer Veränderung eines Magnetfeldes einer Spule, wird in der Spule eine Spannung induziert, die den alten Zustand des Magnetfeldes, entweder "kein vorhandenes Magnetfeld" oder "ein vorhandenes Magnetfeld", beibehalten will.

    Die Stärke der Spannung hängt von der Windungszahl und somit von der Induktivität einer Spule ab.


    Bei einem Elektromotor wirkt sich der zeitverzögerte Strom negativ auf das Drehmoment und die Effizienz des Motors aus, da das Magnetfeld des drehenden Teiles (Läufer) nicht exakt passend zum Magnetfeld des stehenden Teils (Stator) aufgebaut und abgebaut wird. Das bedeutet, dass die Spannung zwar passen zum Durchlauf des Magnetfeldes des Stators angelegt wird, sich aber durch den Blindwiderstand das Magnetfeld des Läufers zeitverzögert aufbaut.

    Dieses nicht zusammen passen der Magnetfelder kommt durch Fertigungstoleranzen in der Position der Dauermagneten im Stator und durch Toleranzen der Position von den Bürsten/Kohlen beim brushed Motor, oder der Hallsensoren bei sensored brushless Motoren vor.


    Mit Timing ist die Veränderung der Aufschaltung der Spannung an den Spulen des Läufers gemeint, um im optimalen Fall das Maximum des Stromes in den Spulen zeitglich mit dem Durchlauf durch das Magnetfeld des Stators anzupassen und so die Fertigungstoleranzen des Elektromotors auszugleichen.

    Mit einem Verändern des Timings kann aber auch das Drehmoment oder die Drehzahl des Motors in einem gewissen Bereich verändert werden. Werden zum Beispiel zwei Elektromotoren genutzt und die Drehzahl der Motoren soll gleich sein, kann diese Einstellung durch das Timing angeglichen werden.


    Bei brushed Motoren wird durch das Verdrehen des Lagerschildes und somit die Veränderung der Position der Bürsten/Kohlen das Timing des Motors verändert.

    Bei brushless Motoren wird das Timing am ESC eingestellt um die Ansteuerung der Spulen zeitlich zu versetzen. Bei einer sensored brushless Combo kann das Timing durch das Verdrehen des Lagerschildes und somit durch die Veränderung der Position der Hallsensoren oder über das ESC eingestellt werden.


    Timing Werte werden immer in Winkelwerten/Grad angegeben, meistens zwischen 0° bis 30°. Ein zu hohes Timing wirkt sich meistens negativ aus. Als Faustregel gilt:

    Geringe Timing Werte führen zu geringerer Stromstärke – weniger Leistung – niedrigere spezifische Drehzahl – weniger Hitzeentwicklung – längere Akkulaufzeit – höhere Effizienz

    Höhere Timing Werte führen zu höherer Stromstärke – mehr Leistung – höhere spezifische Drehzahl – mehr Hitzeentwicklung – kürzere Akkulaufzeit – niedrigere Effizienz

Share

Comments 1

  • ...und genau wie bei der Zündung eines Autos kann man durch Einstellung in Richtung früh die Leistung steigern.


    Dies geht dann wie du bereits geschrieben hast zu Lasten von Wärmeentwicklung, Akkulaufzeit und generell Lebensdauer.


    Bei den 1:10ern war es zeitweise so, dass in den Stock-Klassen mit Timing jenseits von gut und böse gefahren wurde.


    Top-Teams (also die, die viel Material haben) konnten so Zeiten fahren die denen der Modified nicht ganz fern waren.


    Daher gab es eine Zeitlang dann auch sogenannte "Zero-Stock-Regler", diese hatten kein verstellbares Timing.



    Beim Brushless sei noch hinzugefügt, dass der Regler das Magnetfeld steuert. Es dreht sich im Motor um den Anker (Innenläufer).

    Daher kann ein BL-Regler auch permanent das Magnetfeld und die "Zündung/Timing" ändern.

    Daher ändert sich das Timing auch nicht wenn wir die Drehrichtung ändern.

    Bei Brushed ist das anders...


    Gute Regler tun dies sogar mehrstufig und sind dabei von der Drehzahl, Gradzahl und Dauer des geänderten Timings einstellbar.



    Für uns Scaler und unsere relativ niedrigen Drehzahlen ist Timing quasi uninteressant. Wir lassen das schön auf Null :-)