Sind hässliche Phasenströme okay?

[jedi82 (Gast)]

Guten Abend zusammen,

mit meinem Eigenbauwechselrichter stoße ich gerade auf ein "komisches" 
Verhalten meines Gesamtsystems, dass ich auch nach längere Fehlersuche 
nicht erklären kann.

Die in Software aufgebaute Regelung ist feldorientiert, sensorbasiert.
Bild 1 zeigt den Phasenstrom bei hohen Drehzahlen. Als Motor dient ein 
günstiger Pedelec-Motor aus China.

Bild 2 zeigt den Phasenstrom bei niedrigen Drehzahlen (noch etwas hoher 
P-Anteil bei diesem Bild).

Frage: ist es normal, dass die Phasenströme bei hohen Drehzahlen 
zunehmend hässlicher werden?

Gruß und schönen Abend!
Jedi

[Nachtaktiver (Gast)]

Hey,

ich weiß nicht ob das weiterhilft aber heute habe ich in einen anderen 
Zusammenhang mir mehere Appilkationen zu BLDCs durchgelesen. Bei einigen
waren Bilder von den einzelnen Phasenströmen zu sehen welche eher 
Pulsförmig/Rechteckförmig aussahen. - Es kommt darauf an was du 
"regelst".

Diese eher merkwürdigen Signalverläufe wurden damit begründet das man 
somit den Drehmoment oder einen anderen Parameter stabil hält und es 
somit erforderlich ist die Amplitude, Freqeunz... zu verändern.


Warum die Phasenströme mit desen Betrag "hässlicher" werden kann ich 
nicht sagen, vielleicht gibt es Probleme mit der Bandbreite deines 
Regelsystemes.
Mehr Input könnte Hilfreich sein!

[jedi82 (Gast)]

Okay, vielen Dank. Das macht mir etwas Mut. Also ich möchte das 
Drehmoment des Motors regeln, indem ich den Iq regle. Ich kenne mich 
leider zu wenig mit Motoren aus um da eine gute Aussage treffen zu 
können inwiefern der Phasenstrom so moduliert werden muss um konstantes 
Moment zu erzeugen.

Was man auf den beiden Bilder auf dem gelben Kanal sehen kann ist der 
Rotorwinkel, einmal als Sinus/Cosius, einmal als Sägezahn. Beide 
Verläufe sind total harmonisch. Der Motor läuft auch absolut Geräusch- & 
Vibrationsfrei. Mich macht lediglich die hässliche Form der Phasenströme 
stutzig.

beste Grüße!
Jedi

[Johannes E. (cpt_nemo)]

jedi82 schrieb:
> Frage: ist es normal, dass die Phasenströme bei hohen Drehzahlen
> zunehmend hässlicher werden?

Dass bei höherer Drehzahl die Kurvenform schlechter wird, ist normal; 
die Frage ist eben, um wie viel schlechter.

War der Motor im Leerlauf oder ist das beim Nenn-Moment? Im Leerlauf ist 
es ganz normal, dass der Strom nicht schön aussieht.

Solange der Motor ruhig läuft und nicht zu warm wird, ist es auch kein 
Problem, wenn der Strom nicht so schön aussieht.

[Martin (Gast)]

Hallo, so hässlich sind die doch garnicht. Es ist blos mit der 3. 
harmonischen moduliert. Mach mal ne fft, dann siehst du es.

[Düsendieb (Gast)]

Wie hoch ist denn die Pulsfrequenz und wie ist die Ausgangsfrequenz?


Axel

[Michael R. (mexman)]

> Hallo, so hässlich sind die doch garnicht. Es ist blos mit der 3.
> harmonischen moduliert.


Es sieht eher so aus, als haettest Du einen 5-phasigen BLDC und dann 
wirken die anderen Phasen magnetisch zurueck.


Gruss

Michael

[jedi82 (Gast)]

Also das PWM läuft mit 18kHz.
Ich glaube ich habe noch einen Denkfehler in der Umrechnung von Usd, Usq 
in die Ansteuerzeiten.

Vielleicht erkennt jemand meinen Denkfehler?
Im Moment erzeuge ich aus den Ansteuerwerten Usd und Usq (Ergebnisse der 
beiden PI Stromregler) zuerst per Pytagoras den Betrag des 
resultierenden Raumzeigers, und die Winkelvorgabe für den Vektor über 
einen arc-sin. Damit gehe ich dann in meine SVPWM-Funktion die in 
abhängigkeit von diesen beiden Werten die DutyCycles für die 3 Phasen 
ausrechnet...
Meine SVPWM-Funktion ist simuliert, getestet, und bringt Ergebnisse für 
die DutyCycles wie in dem angehangenen Bild.

Ich vermute aktuell einen Fehler bei der Konstruktion des Winkels des 
rotierenden Raumzeigers. Anbei für Interessierte mein Simulinkmodell zum 
Umrechnung von Usd,Usq zu U_Ref (Betrag des RZ) und TR (Winkel des RZ).

Gruß,
Jedi

[Martin (Gast)]

Hi Jedi!

Was nutzt du für einen Kontroller? Der muss ganz schön fix sein...
Symmetrisches/Asymmetrisches Sampling?

Bei deiner Erklärung und dem Blick auf die Plots würde ich vermuten, die 
Modulation hat einen Fehler- bei geringen Frequenzen ist die Bandbreite 
deines Reglers noch hoch genug um bei der eingestellten Vergrößerung die 
Fehler in der Modulation zu verschleiern und auszuregeln. Du siehst z.B. 
in dem Plot mit geringer Drehzahl, dass der Strom im Maximum seiner 
Amplitude eine Schwingung hat, die auf Grund der Phasenlage nicht von 
Totzeit verursacht sein sollte.
Auch der in dem einem Bild erhöhte P-Anteil spricht dafür, dass der 
Regler den Fehler (welchen auch immer) schneller ausregelt.

Warum muss es denn SV-PWM sein?
Mit Sinus-Dreieck-Vergleich und dem entsprechenden Korrektursignal 
kommen exakt die gleichen Pulsmuster raus und die Berechnung geht 
wesentlich schneller.
Da es recht einfach zu implementieren ist, würde ich zunächst versuchen 
die SV-PWM durch Sinus-Dreieck zu ersetzen.

Gruß Martin

[jedi82 (Gast)]

Hallo zusammen,

danke für die Unterstützung. Ich möchte des Rätsels Lösung nicht 
verheimlichen. Modulation ist das Stichwort. Und zwar habe ich die 
beiden Ansteuerwerte Ud / Uq nicht im gleichen Verhältnis begrenzt, im 
Falle das Ud^2 + Uq^2 > 0,866^2. Dadurch ist der der resultierende RZ 
immer
ein wenig um die Solllage gependelt...

Das erklärt auch warum bei kleinen Aussteuerungen ein schöner Sinus raus 
kam.
Jetzt kommt auch bei vollem Speed ein halbwegs schöner Sinus raus (siehe 
Bild).

Guts Nächtle und Danke!
Jedi