Hallo Zusammen,
Im Rahmen meiner Thesis bin ich auf der Suche nach verschiedenen
Verfahren der Sinuskommutierung bei PMSM (permanentmagneterregte
Synchronmaschine). Leider habe ich hierzu keine Bücher gefunden bzw. mal
eine Seite in der das Thema leicht angerissen wird, aber nichts wirklich
Hilfreiches.
Für mich sind besonders sensorlose Verfahren interessant. Da es sich um
einen Lüfter handelt, gibt es keine schnellen Lastsprünge d.h. die
Dynamik des Verfahrens muss noch hoch sein. Allerdings darf die
Elektronik nicht teuer werden (ca.10-15 Euro). Ich habe meine bisherigen
Ergebnisse mal aufgelistet:
- V/f Methode (Gestellter Betrieb) (bei sensorlos, Gefahr das Rotor
kippt, schlechter Wirkungsgrad)
- FOC - Feldorientierte Regelung (rechenaufwendig)
- FOC mit Sensor
- FOC mit Observer (Sensorlos)
- Kalman
- Lueneberger
- MRAS ? nicht sicher wie und wo das einzuordnen ist
- INFORM Verfahren (Rotorlage über Induktionsmessung, dann Back EMF)
Desweiteren gibt es auch ICs mit Sinus-Engine, leider muss meine
Elektronik bis 75V arbeiten, wofür ich noch keinen Baustein gefunden
habe. ICs mit niedrigerer Spannungsfestigkeit wären z.B:
-VirtuHall ELMOS (Sensorlos)
-TruSense Melexis (Sensorlos) mit dem MLX81200
-Toschiba z.B. TB6582
Ein paar dieser Verfahren/Bausteine setzten im oberen Drehzahlbereich
auf die BACK EMF Messung, wobei mir nicht ganz klar ist, wie die
Induzierte Spannung bei Sinuskommutierung gemessen werden kann, da dort
jede Phase zu jeder Zeit bestromt wird.
Ich freue mich über eure Kommentare und Ideen
Vielen Dank schon mal
Hey, würde mich auch mal interessieren was es im Bereich Sinus U/I noch so an Möglichkeiten gibt. Grüße, Dieter
Hi, Also das du nix zu Sensorlosen Verfahren findest glaube ich nicht. Die Verfahren die du aufgelistet hast sind doch fast alles was es der Zeit so gibt. Ich frage mich viel eher, was ist das für ein Lüfter? Das sind meißt gar keine PMSM. Wenn du günstige Hardware für sensorlose FOC suchst, würde ich mir den dsPIC mal ansehen, da gibts glaube ich die AN1023 von Microchip. Einfach mal bei denen in den Applications nach PMSM gucken. Verfahren wie INFORM ist für einen LÜFTER vollkommene Grütze, das ist dafür gedacht im Stillstand und für kleine Drehzahlen die Rotorposition zu messen. MRAC ist nur ein Ansatz für eine FOC mit Beobachter. Bei einem Lüfter oder einer Luftschraube kannst du Standard BLDC-Regler aus China nehmen. Der Wirkungsgrad ist zwar miserabel aber es läuft, ob du allerdings einen für 75V findes für 15 Euro kann ich nicht sagen. Ich gehe mal davon aus es geht um 1 Stück oder? Wenns unbedingt FOC sein muss, dann reicht n PLL-Observer alle mal, für n Lüfter :) MfG Tec
Hallo Tec, danke für deine Antwort. Scheinbar kennst du dich mit der Materie aus. Die Lösung mit dsPIC (AN1078) habe ich schon betrachtet. Leider ist diese zu teuer für meine Anwendung. Sind dir noch andere Verfahren als die genanten bekannt? Grüße, Simon
Hi, das kommt auf den Motor an? Ist das jetzt wirklich eine PMSM? auf die nur ne Luftschraube Montiert ist? Oder ne Art PC lüfter? Das es um Spannungen bis 75V geht hast du ja schon gesagt. Wieviel Leistung? Welche Drehzahlen? Wenn du Stückzahlen hast würde ich mal bei Trinamic gucken, die haben integrierte Steuergeräte. Die Arbeiten über BEMF im Blockbetrieb. Also muss es unbedingt Sinus sein? Wenn es Raumzeigermodulation sein muss, lereffekt oder so, würde ich n dsPIC33F12MC202 samplen und ne Endstufe auf dem Steckbrett aufbauen. Die AN1078 ist das Simpelste was mir bekannt ist was du sensorloss machen kannst. Wenn du keinen Betrieb nahe dem Stillstand brauchst geht das super. MfG Tec
Morgen :-) also es handelt sich um einen 3-phasigen Außenläufer mit Permanentmagneten auf den direkt das Lüfterrad aufgespritzt ist. Äußerlich mit einem großen PC-Lüfter vergleichbar. Der Verlauf der induzierten Spannung ist sinusförmig. 3 elektrische pro mechanische Umdrehungen. Später stehen hinter dem Lüfter schon größere Stückzahlen, wie hoch weiß ich aber nicht. Leider muss es Sinuskommutierung sein. Das bestehende System arbeitet mit Blockkommutierung. Und nun soll ich untersuchen wie leise der Lüfter wird wenn ich durch Sinuskommutierung einen geringeren Drehmoment-Riplle bekomme. Bei Trinamic hatte ich schon geschaut, dort gibt es nur den TMC603 welcher leider nur bis 50V einsetzbar ist. Die Microchip Lösung wurde schon an anderer Stelle versucht, ebenfalls mit dem dsPIC33F12MC202. Leider ist diese zu teuer, da auch für 75V ein DC/DC Wandler benötigt wird. Daher suche ich nach weiteren Verfahren der Sinuskommutierung :-) Grüße, Simon
Hi, Microchip Lösung ist auch aus meiner Sicht mit das einfachste was man machen kann. Ob der Code auf einem dsPIC läuft oder auf einem anderen Controller ist erst einmal egal. Du schreibst das es schon eine Lösung mit Blockkommutierung gibt. Braucht man für diese Lösung keinen Schaltregler? Wie werden dann die Spannungen für den Controller und die Versorgung für die Halbbrückentreiber generiert? Woher kommen die 75V? Aus meiner Sicht sind die feldorientierten Regelungen nicht unbedingt teurer als die Regelungen mit BEMF Erfassung. Der einzige Unterschied ist, dass die Komparatoren für die BEMF Erfassung bei der feldorientierten Lösung durch eine Strommessung ersetzt werden. Eine Strommessung braucht man gewöhnlich aber auch bei einer BEMF Lösung. Ist der Kostentreiber aus deiner Sicht wirklich das Schaltnetzteil? Kennst Du die Größenordnung der endgültigen Stückzahl? Sind größere Stückzahlen einige 1000 oder >100k/1000k? Viele Grüße, Ralf
Musst du die Drehzahl denn regeln? Weil wenn nicht würde ein beliebiger yC (Billigteil) zum erzeugen der Sinussignale ausreichen. Einfach die Frequenz mit einer Rampe hochfahren dass der Motor mitkommt und dann bei gewünschter Drehzahl halten. Wenn der Motor blokiert7steht müsste man das über den Aufnahmestrom messen können.
PMSM schrieb: > Musst du die Drehzahl denn regeln? > Weil wenn nicht würde ein beliebiger yC (Billigteil) zum erzeugen der > Sinussignale ausreichen. Einfach die Frequenz mit einer Rampe hochfahren > dass der Motor mitkommt und dann bei gewünschter Drehzahl halten. Wenn > der Motor blokiert7steht müsste man das über den Aufnahmestrom messen > können. Moin, Das wäre dann ja U/f Steuerung und wirklich das simpelste, mit dem Nachteil, dass du den Motor nich im bessten Betriebspunkt betreibst. Wie schlimm sind Halsensoren für dich? Weil wenn du Hallsensoren hast kannst du auch ohne FOC Sinus kommutieren. Sensorlos kommst du um eine Drehwinkelschätzung über den Stromzeiger nicht herrum. Dann Brauchst du wieder Stromsensoren. Es gibt noch eine AN von Microchip die beschreibt FOC mit einem Shunt über den der Gesamtstromläuft. Das Spart auch. Mir stellt sich gerade die Frage Warum du einen DCDC brauchst, denn für die Highside brauchste den nicht da reichen Ladungspumpen bei Sinuskommutierung. Nur für die 3V3 brauchste ne Schaltregler, aber n Stepdown von 80V auf 3V3 kann nicht so teuer sein, LT Chip, Spule plus Hünerfutter, wobei der dsPic mit 40MIPS nicht gerade wenig Leistung aufnimmt. Ich würde das mal aufbauen. Du sagtest doch das sei ne Thesis. Ich schreibe auch gerade meine Thesis, die Sensoren sind auch Hoffnungslos zu teuer, aber ich konnte zeigen das es was bringt. Das das nicht verkauft wird ist doch wurscht. Red mal mit deinem Chef. MfG Tec
Wenn es nur um die Frage nach der Lärmreduktion geht würde ich 2 identische Lüfter an den Klemmen verbinden, den ersten im Nebenzimmer mit Druckluft antreiben und den 2. an einem möglichst stillen Örtchen nach Drehzahl und Lärm vermessen. Wenn Du eine Motorsteuerung selbst realisieren sollst hast Du nach meiner Meinung nur eine Chance wenn Du eine fertige Hardware (Evaluation board o.ä.) findest. Sonst ist die Zeit einfach alle. viel Erfolg Hauspapa
Hallo, eine Sinuskommutierung geht auch mit Rotorlageerkennung mittels BEMF. Dabei wird Sinusförmig moduliert und innerhalb der Sinusansteuerung ein kleines Fenster erzeugt in dem die BEMF abgetastet werden kann. Die Lage des Fensters wird in Abhängigkeit des Stromnulldurchgangs der zu messenden Phase eingestellt. Der Nulldurchgang des Phasenstroms lässt sich über die Freilaufrichtung des Stroms und damit über das Motorklemmenpotential in der Totzeit bei der Umschaltung von Low- auf Highside oder umgekehrt erkennen. Hierzu habe ich irgendwann mal eine Patentschrift gesehen. Finde sie aber leider nicht mehr. Selber habe ich das ganze noch nicht implementiert. Das mit dem DC/DC-Wandler ist mir wie ich oben geschrieben habe auch nicht klar. Für günstige Anwendungen macht man das Ganze gewöhnlich so, dass man einen Schaltregler (nicht getrennt) für die Erzeugung von einmal ca. 15V für die Motorentstufe (Halbbrückentreiber) und dann noch 5V oder 3,3V für die Logikseite vorsieht. Die Highsides werden dann per Bootstrapbeschaltung angesteuert wie es Tec schon geschrieben hat. Viele Grüße, Ralf
Hallo, Vielen Dank für die ganzen Anregungen. mit DC/DC Wandler meinte ich das Netzteil für den µC. Momentan wird dies über einen Linearregler gemacht der ca. 20mA liefert. Da aber der dsPIC deutlich mehr Strom braucht kann ein Linearregler die Energie nicht platt machen. Also brauch ich einen Schaltregler o.ä. Mir wurde gesagt, dass dieser bei 75V / 200mA bei ca.100K pro Jahr um die 2 Euro kostet. Was zu teuer ist. Mein Zielpreis soll bei 5-10 Euro liegen für die komplette Elektronik. Hall Sensoren darf ich mir auch nicht leisten, da diese in der Fertigung zu teuer und fehleranfällig sind. Bin weng mit meiner Weisheit am Ende :-( Grüße, Simon PS: Momentan wird ein günstiger µC der nicht viel Strom braucht über einen Linearregler versorgt, dieser steuert über Treiberstufen die MOSFETs an und misst über die BACKEMF die Kommutierungszeitpunkte für die Blockkommutierung. Die 75V DC kommen von der Kundenanforderung und werden über die MOSFETs auf den Motor geschalten
Hi Wie hoch ist den die maximal Drehzahl sonst könnte das Konzept von Ralf mit der BEMF Messung in der Totzeit für die Halbbrücken passend sein. und Vllt auch mit nem 8-Bit MCU MfG Tec
Hi, das Konzept mit dem Linearregler hört sich für mich ein wenig ungewöhnlich an. Du brauchst ja für einen Umrichter normalerweise schon zwei Versorgungsspannungen. Einmal die Versorgung für den Logikteil, d.h. µC, OpAmps, Comparatoren usw. und zum anderen für die Treiberschaltung die gewöhnlich im Bereich von ca. 15V liegt. Kannst Du ein wenig mehr über das derzeitige Design schreiben? Wie sieht die Endstufe aus? Verwendet ihr da Halbbrückentreiber um die Highside anzusteuern oder wie ist das ganze realisiert? Ein Preis von 5-10€ für einen einfachen Umrichter höhrt sich für mich bei 100k/Jahr nicht unbedingt unrealistisch an. Welche Preise hast Du denn für den Controller usw. kalkuliert? Woher hast Du deine Preise? Beziehst Du die Bauteile über einen Distri oder stehst Du in direktem Kontakt mit den Herstellern? Was hälst Du von dem Konzept mit einem Schaltregler von 75V Zwischenkreis auf 15V für die Halbbrückentreiber zu gehen und dann mit einem Linearregler (z.B. 78xx) von 15V auf 5V bzw. 3,3V. Das wäre das gängige Konzept wie ich es kenne bei Low Cost Umrichtern. Welche Daten hat eigentlich Dein Motor? Ich meine Leistung, Ströme, Drehzahlen usw.? Viele Grüße, Ralf
Hallo Ralf, es werden 2 Spannungen über Linearregler erzeugt erst 15V (OPs) und dann 5V (µC). Zu Ansteuerung werden Treiber ICs verwendet die über eine Ladungspumpe verfügen. Warum Linearregler verwendet werden und keine Schaltregler ist mir nicht bekannt. Da die Platine im Lüfter integriert ist ergeben sich auch Platzprobleme, Platine hat ca. 6 cm Durchmesser mit einem 2 cm Loch in der Mitte. Motordaten müssen ca. 10.000 rpm mechanisch / 30.000 rpm elektrisch sein. und bei maximaler Last 300 W. Strom ist ja nach Spannung (36-72V) anderst. Der Ziel-Preis von 5-10 Euro wurde mir von meinem Betreuer genannt. Controller sollte ca. 1 Euro kosten und idealerweise die Treiber für die MOSFETs und das Netzteil schon integriert haben. Die meisten Bauteile werden soweit ich weiß über Distributoren bezogen. Wie funktioniert die BACKEMF Messung in der Totzeit? Ist damit das Aussetzen der Bestromung kurz vor dem Nulldurchgang gemeint? Geht dies bei jeder Drehzahl? Grüße, Simon
Bei den Spannungen wirst Du einen separaten Gatetreiber für die drei Halbbrücken brauchen (mit externen FETs), das ist schon jenseits der typischen Spannungsbereiche für integrierte Treiber. Alternativ kannst Du nach Class-D Ausgangsstufen mal schauen.... Die könnten so hohe Spannungen vielleicht verkraften.
Hi Simon, die BEMF wird nicht in der Totzeit gemessen. Die Messung in der Totzeit dient nur dazu den Nulldurchgang des Phasenstromes zu erkennen. Wurde der Nulldurchgang gefunden, so wird auf der Messphase die PWM ausgesetzt und der Nulldurchgang der BEMF gesucht. Im Idealfall sollten die beiden Nulldurchgänge zum gleichen Zeitpunkt stattfinden. Die Suche des Nulldurchgangs des Phasenstromes erfolgt über die Auswertung des Klemmenpotentials in der Totzeit. Fließt der Phasenstrom gerade in den Motor hinein, so kommutiert der Phasenstrom während der Totzeit auf die untere Freilaufdiode des Umrichters, d.h. an der Klemme liegt Massepotential an. Fließt er in der anderen Richtung, so kommutiert der Strom auf die Highside Diode und damit liegt Zwischenkreispotential an der Klemme. Stellt man eine Änderung von High auf Lowside oder umgekehrt fest, so hat der Phasenstrom einen Nulldurchgang gehabt. Das Verfahren erlaubt also aufgrund des Messfensters keinen kontinuierlichen Sinusbetrieb. Weiterhin ist die Auflösung der Winkelgenauigkeit an die PWM-Fequenz gebunden und sinkt damit mit steigender Drehzahl. Bei deiner Anwendung könnte das zu ungenau werden da du eine elektrische Frequenz von 500Hz ansteuern musst. Der Controllerpreis ist mit einem Euro denke ich recht gering für eine Stückzahl von 100k. Wenn Du z.B. eine feldorientierte Regelung realisieren willst benötigst Du eine entsprechende Rechenperformance. Der Controller wird dann wahrscheinlich teurer werden. Viele Grüße, Ralf
Hallo Ralf, ist das von dir beschriebene Verfahren patentrechtlich geschützt? Ein Bekannter hat gemeint das er das mal in einem Patent gelesen hat, weiß aber leider nicht mehr welches, leider habe ich es auch nicht gefunden. Das ist das Problem, feldorientierte Regelung ist zu teuer. Daher suche ich nach anderen Möglichkeiten und wollte Fragen ob jemandem noch ein Verfahren bekannt ist. Da es sich um einen Lüfter handelt, welcher ein realtiv träges System darstellt und die Regelgeschwindigkeit einer FOC nicht zwangsläufig benötigt, könnten auch andere Verfahren sinnvoll sein. Eben nur die Frage gibts es da welche? :-) Grüße, Simon
Ich habe mal eine FOC für eine ASM implementiert. Der Unterschied zur PM ist ja, dass die Rotationsgeschwindigkeit bis zum Kippmoment von Feld und Rotor starr gekoppelt sind. Aus meinem Verständnis heraus sind die Ströme und Spannungen bei Sinuskommutierung halt sinusförmig. Man sieht doch lediglich eine Phasenverschiebung zwischen Feld- und Rotorposition die von der Drehzahl, dem Drehmoment und den Motorparameter abhängen. Da du keine Servoanwendung hast, ist die absolute Position eh uninteressant. Bei U/f hast Du normalerweise eine lastunabhängige Feldspannung (die nur von f abhängt). Dann müsste es für deinen Fall doch ausreichen, wenn Du ein starres Drehfeld erzeugst (feste Frequenz, variable Amplitude) und anhand des Stromes und den Motorparameter R und L die Amplitude der Statorspannung variierst. Dafür ist doch nicht so viel Rechenleistung notwendig...
Hallo Michael, das mit der sensorlosen U/f Steuerung habe ich mir auch schon überlegt. Jedoch ist hier die Blindleistung oder das Abkippen des Rotors das Problem. Oder kennst du eine Möglichkeit dies zu Überwachen/Regeln? bzw. was hast du mit damit gemeint, anhand des Stromes und den Motorparameter R und L die Amplitude der Statorspannung zu variieren? Grüße, Simon
Wenn ich mich nicht irre, hast Du ja gar nicht so viele Freiheitsgrade bei der Ansteuerung. Wenn die Spannung sinusförmig ist und die Frequenz (Drehzahl) fix ist, bleibt doch nur noch die Spannungsamplitude als Regelgröße übrig. Korrekt? Je nach aktuellem Strom und Drehzahl kennst Du doch den Spannungsabfall über L und R und weißt damit, welche Spannung als GMK zur Verfügung steht. Der Strom enthält halt die Komponenten für die D und Q Komponente des Feldes (nicht mal eben separierbar). Aber eigentlich müsste es doch reichen bei gegebener Drehzahl die Spannung in Abhängigkeit vom aktuellen Strom zu regeln.... oder?
Hey Michael, Hört sich interessant an. Dazu müsste ich dann aber alle drei Wicklungsströme (oder mind. 2) messen, oder? Müssen die Wicklungsströme in Reihe zur Wicklung gemessen werden oder reicht es über Shunts im Bezug auf Masse und ich kann dann auf den Wicklungsstrom berechnen? Hast du dieses Verfahren schon mal aufgebaut oder ist dir so eine Lösung bekannt? Grüße, Simon
Simon S. schrieb: > Hört sich interessant an. Dazu müsste ich dann aber alle drei > Wicklungsströme (oder mind. 2) messen, oder? moin, Das brauchst du nur wenn du einen Stromzeiger berechnen willst, den reinen Betrag der Phasenströme kannst du auch in der gemeinsamen Masseleitung der 3 H-Brücken messen. Plus etwas Rechnerrei. MfG Tec
Tec Nologic schrieb: > Das brauchst du nur wenn du einen Stromzeiger berechnen willst, den > reinen Betrag der Phasenströme kannst du auch in der gemeinsamen > Masseleitung der > 3 H-Brücken messen. Plus etwas Rechnerrei. Hey, jop davon hab ich auch schon gehört, gibts dazu ein Application Note oder ähnliches? Grüße, Simon
Moin, zur Motorstrommessung mit einem Shunt im Zwischenkreis gibt es z.B. bei Freescale ein AppNote: http://www.freescale.com/files/microcontrollers/doc/ref_manual/DRM102.pdf Ansonsten findest Du noch eine Menge wenn Du nach "Single Shunt" suchst. Mit diesem Verfahren kannst Du die drei Phasenströme des Motors direkt im Zwischenkreis messen. Das Verfahren ist aber aus meiner Erfahrung auch relative rechenintensiv da man die Abtastzeitpunkte des Stromes in Abhängigkeit der PWM Ansteuerung berechnen muss. Habe sowas mal auf einem kleinen µC (Low-End 16Bit) implementiert und es dann aufgrund der Performance wieder verworfen. Ein anderer Nachteil ist, dass es bei diesem Verfahren Zeitpunkte gibt in denen sich nur ein Phasenstrom messen lässt. Einfacher ist es die Phasenstöme in den Fußpunkten der Endstufen MOSFETs zu messen. Hier kann man die Phasenströme zu dem Zeitpunkt messen wenn alle Lowsides eingeschaltet sind, d.h. der Motor gerade über die Lowsides kurzgeschlossen wird. Was im Zwischenkreis einfach zu messen ist, ist der Mittelwert des Zwischenkreisstroms. Hieraus kann man sehr einfach die vom Motor aufgenommene Wirkleistung berechnen (ZK-Spg * Iavg). Das mit der reinen Spannungssteuerung bringt wahrscheinlich das Problem des Kippens mit sich wie Du schon geschrieben hast. Ich habe die Erfahrung gemacht, dass PMSM Motoren sehr leicht im gesteuerten Betrieb ohne Lageerfassung kippen. Bei mir ist allerdings auch das Trägheitsmoment relativ klein gewesen. Bei dir könnte das evtl. anders sein. Ich denke dass man im Arbeitspunkt auch die Frequenz leicht verstellen muss damit bei leichten Momentschwankungen der Rotor wieder "eingefangen" werden kann. Ich würde das mit der FOC nicht direkt gleich verwerfen. Wenn Du das ganze extrem abspeckst funktioniert das auch auf einem kleinen µC. Ob es funktioniert hängt davon ab, welche Abtastfrequenzen und Regelzeiten Du realisieren musst. Wenn Du natürlich nur einen Euro für den µC ausgeben kannst wird es natürlich knapp. Welche µCs hast Du denn ins Auge gefasst? Viele Grüße, Ralf Achso, nochmal kurz zu dem Verfahren oben, ich denke das es patentiert ist. Kann es aber auch nicht mehr finden :-(
Hallo Ralf, war leider die letzten Tage unterwegs, daher erst die späte Antwort. für die FOC habe ich die dsPIC Lösung in Betracht gezogen, wie sie in AN1206 von Mircochip beschrieben ist. http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnote=en536065 Ansonsten habe ich noch keine ASSPs gefunden, welche 75V stand halten und die Treiber und das Netzteil integriert haben. Bei einer diskreten Lösung (µC+ Treiber+Netzteil) kommt so ziemlich alles in Frage, wobei ich schon etwas Erfahrung mit den PICs hab. Von welchem Verfahren denkst du, dass es patentiert ist? Sinus mit Aussetzer zum BackEMF messen oder das mit der Fußpunkt-Messung? Vielen Dank Grüße, Simon
Hallo Simon, ich denke das Verfahren mit ausgesetzter PWM ist patentiert. Kann allerdings sein, dass die dieses Schutzrecht nicht trifft weil das Patent was ich mal gesehen habe etwas umfangreicher war. Bin mir also nicht ganz sicher welche Funktionen im Detail geschützt waren. Gruß, Ralf
Hallo, noch mal eine andere Frage. Was passiert bei der FOC wenn ich kein sinusförmiges KE /induzierte Spannung habe? Es werden ja Ströme gemessen und über die Regelung wird die PWM so gestellt, dass dieser Strom sinusförmig aussieht, oder? Gibt es hier Unterschiede zwischen Sensor FOC und Beobachter FOC in diesem Verhalten, sprich kann der Beobachter das nihct sinusförmige KE berücksichtigen? Gruß, Simon
Hallo Simon, die FOC beruht auf sinusförmigen Größen. Wenn du eine nicht sinusförmige EMK hast musst Du hier die Grundwelle nehmen. Allerdings wirst Du dann aufgrund der nicht betrachteten Oberwellen auch kein konstantes Drehmoment des Motors erhalten. Was Du hier evtl. machen könnest wäre eine winkelabhängige Vorsteuerung. Sowas macht man z.B. auch um Rastmomente von Motoren zu kompensieren. Mit diesen Themen habe ich allerdings keine Erfahrung. Die Motoren für die ich bisher eine FOC impelementiert habe hatten alle eine recht gute sinusförmige EMK. Bzgl. des Beobachters und der Sensormethode kann man denke ich sagen, dass die Sensormethode wahrscheinlich genauer ist. Aber das ist ja nur eine relativ wage Aussage. Ich habe mal gelesen, dass ein Beobachter so eine fGenauigkeit von etwa 10°el. liefern kann wenn man es richtig macht. Nachgemessen habe ich das aber noch nicht. Ist deine EMK sehr weit weg vom Sinus? Wenn die EMK eher Richtung Trapezform geht ist eine Blockansteuerung ggf. besser geeignet um ein konstantes Moment zu erhalten. Verwendet ihr bei eurer derzeitige Regelung eine Stromregelung oder werden einfach konstante Spannungsblöcke auf den Motor geschaltet? Gruß, Ralf
Hallo Ralf, die EMK ist nahe am Sinus dran, jedoch soll auch betrachtet werden was passiert wenn es kein Sinus mehr ist. Momentan werden nur Spannungsblöcke (PWM abhängig von Drehzahl) auf den Motor geschalten. Grüße Simon
Hallo Simon, wenn Du eine nahe sin-förmige EMK hast, dann bringt eine Stromregelung im Block Mode wohl nichts. Wenn Du eine Trapezförmige EMK gehabt hättest wäre ein genauer Stromblock ideal für ein konstantes Drehmoment gewesen. Wenn Du also bisher nur Spannungsblöcke ausgibts, dann wäre die Regelung des Stroms noch eine Verbesserung bzgl. des Geräuschs gewesen. Eine Betrachtung der Drehmomentschwankungen aufgrund der Abweichungen der EMK von der sin-Form habe ich bisher auch noch nicht gemacht. Ich denke das man dazu einmal die Motorgleichungen mit der Grundwelle und dann noch in gleicher Weise überlagert mit den Oberwellen simulieren müsste. Hast Du dazu evtl. schonmal in den Schröder (Elektrische Antriebe Regelung) geschaut? Evtl. wirst Du hier fündig. Gruß, Ralf
Hallo Ralf, ich hatte noch keine Gelegenheit in den Schröder (Elektrische Antriebe Regelung) zu schauen, werde dies aber bald möglichst tun. Gibt es neben der U/F Methode auch eine I/F Methode? Sprich ich regle die Form des Wicklungsstroms auf einen Sinus, die Amplitude und Frequnez werden gestellt, oder so ähnlich. Könne soetwas sensorlos funktionieren oder wenn überhaupt mit Sensor? Grüße Simon
Hallo Simon, das mit dem eingeprägten Sinusstrom ist genau das was man bei der sensorlosen FOC während der Anlaufphase des Motors macht, d.h. man gibt den beiden inneren Stromreglern einen Sollstrom vor und fährt dann eine Drehzahlrampe ab bis die Positionsberechnung eingeschwungen ist. Den Motor vollständig in diesem "gesteuerten" Betrieb zu fahren würde ich jedoch nicht empfehlen da zum einen der Arbeitspunkt extrem schlecht ist, d.h. du erzeugst viele Verluste im Motor und der Endstufe des Umrichters was Du auch wieder durch Material (Kupfer/Eisen/Kühlkörper) kompensieren musst, und zum anderen habe ich die Erfahrung gemacht, dass das bis zu einer gewissen Drehzahl funktioniert und dann der Motor kippt. Ich habe allerdings bisher keine Erfahrungen mit Lüftern, d.h. bei mir waren die Rotorträgheiten wahrscheinlich geringer. Wenn Du aber schon überlegst einen Sinusstrom zu regeln, dann bist Du auch schon fast bei der kompletten FOC. Du brauchst dann nur noch die Rotorpositionsberechnung und den Drehzahlregler. Den Rest hast Du ja schon aufgrund der Stromregelung. Viele Grüße, Ralf
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