Regler

Bei den Fahrtenregler für Elektromotoren wird generell zwischen 2 Reglern unterschieden. Der Regler für Bürstenmotoren (Brushed) und dem Regler für Bürstenlose-Motoren (Brushless). Moderne Regler können sowohl brushless- wie brushed Motoren ansteuern.

Regler für „Brushed“ Bürstenmotoren

Fahrtenregler BrushedFür die Gleichstrommotoren mit Bürsten ist die Anforderung an den Regler recht gering. Je höher die angelegte Spannung [V] am Motor,desto höher die Drehzahl [1/min]. Durch die Polarität der Spannung, wird die Drehrichtung des Motors bestimmt. Um den Motor zu bremsen, reicht es die Motorklemmen kurz zu schließen. Die Spannung ist demnach dem Fahrzeug-Akku entsprechend der Ansteuerung von Sender/Empfänger wie folgt zu dosieren:

  • Schnell Fahren – hohe Spannung am Motor anlegen
  • Langsam Fahren – Niedrige Spannung am Motor anlegen
  • Rückwärts Fahren – Polarität der Spannung umdrehen
  • Bremsen – (+) und (-) des Motors verbinden (kurzschließen)

Aus technischer Sicht ist der Brushed-Fahretenregler demnach kein Regler, sondern ein Spannungs- bzw. Drehzahlsteller

Brushless-Fahrtenregler

Brushless FahrtenreglerDie Besonderheit der Fahrtenregler für Brushless-Motoren ist im Wesentlichen die Fähigkeit, eine Gleichspannung in eine Drehspannung umzuwandeln. Zu diesem Zweck wird eine völlig andere Elektronik im Vergleich zu den „Brushed-Reglern“, benötigt.

Diese Fahrtenregler steuern die Drehzahl der Motoren, in dem sie die Gleichspannung des Akkus, zerstückeln und in kleinen Positionen an den Motor abgeben. Dies ist auch der Grund für das hochfrequente Piepen der Motoren, welches man gelegentlich hören kann. Mit steigender Drehzahl sinkt die Tönhöhe der Motoren.

Einige Brushless-Regler bieten auch die Möglichkeit, Brushed-Motoren anzusteuern. Der Kosten/Nutzen-Faktor sei in dieser Hinsicht aber kritisch zu hinterfragen.

Funktionsweise des Brushless-Fahrtenreglers

Um die Funktionsweise der Brushless-Regler beschreiben zu können, schauen wir uns einmal die beiden wichtigsten Elemente dieser Regler an, dem Mikroprozessor oder auch Mikrokontroller und der zugehörigen Endstufe.

Der Mikrokontroller

Die drei zu den Motor führenden Leiter L1, L2 und L3 sitzen immer in der Mitte von 2 Schaltern. Diese sechs Schlater werden einzeln vom Mikrokontroller angesteuert, es führen demnach sechs Datenleitungen zur Endstufe. Die Schalter sorgen dafür, dass an den drei Leitern jeweils nur die positive Spannung des Akku, die negative Spannung (GND) oder gar keine Spannung anliegt.

Die richtige (sehr schnelle) Abfolge positiver und negativer Batteriespannung, erzeugt am Motor die gewünschte Sinus-Spannung bzw. den gewünschten Sinus-Strom.

Über eine Phasenmessung erhält der Mikrokontroller in (fast) jeder Rotorposition, eine Information über die exakte Lage des Rotors. Einige Vorteile und Eigenschaften der Brushless-Motoren, beruhen auf dieser Phasenmessung.

Die Strommessung und die BEC-Spannung gehören nicht zu der Kernfunktion eines Brushless-Reglers. Dennoch gelangen viele Regler so an eine zusätzliche Information über den Motorstrom. Mittels der BEC-Spannung werden weitere Verbraucher im RC-Modell, wie z.B. der Empfänger und die Servos, über den Akku versorgt.

Die Endstufe

Eine Endstufe im Fahrtenregler besteht im wesentlichen aus 3 identischen Schaltungen. Die Schalter werden in der Elektronik durch sogenannte MOSFET realisiert. Folgende 3 Schalterkombinationen werden in der Praxis umgesetzt:

oberer MOSFET (P)unterer MOSFET (N)Leiter L
sperrtschaltet durchMinusspannung des Akkus
schaltet durchsperrtPlusspannung
sperrtsperrtkeine definierte Spannung

Eine vierte Kombination, bei der beide MOSFET durchschalten, ist vom Mikrokontroller zwingend zu vermeiden, da in diesem Fall die Akkuspannung kurzgeschlossen würde. In einem solchen Fall würde mindestens einer der beiden Transistoren wegen des zu hohen Stroms sofort durchbrennen.

Programmierbare Fahrtenregler

Programmierbarer FahrtenreglerDie meisten Hersteller bieten neben einigen Standardfunktionen, auch individuelle Parameter zum Einstellen an. Die etwas teuereren Fahrtenregler besitzen zusätzlich einen kleinen Speicher, worin Parameter wie z.B. Motortemperatur, Drehzahl und auch die Stromaufnahme des Motors, abgespeichert werden kann.

Unterscheiden kann man hier zunächst aus den programmierbaren Grundfunktionen und erweiterten Funktionen, wozu meist zusätzliches Equipment erforderlich ist. Als Hauptfunktionen wäre die Einstellung des Neutralpunktes, des Vollgas- und des Vollbremspunktes, zu nennen.

Bei der Programmierung empfiehlt es sich das Fahrzeug aufzubocken, so dass es im Falle einer Fehlprogrammierung nicht zum ungewollten losfahren kommt. Die erfolgreiche Programmierung wird häufig über LEDs oder durch Pieptöne vermittelt. Um die erweiterten Funktionen der Fahrtenregler einzuprogrammieren, benötigt man meist einen PC (mit entsprechender Software) oder ein separates Programmiergerät.