brushless motor verständnisproblem

[frank (Gast)]

hi,

ich versuche gerade die grundsätzliche ansteuerung von brushless motoren 
zu verstehen.
es scheint grundsätzlich zwei verdrahtungsarten zu geben (stern, 
dreieck) richtig?

auf folgendem bild wird die sternschaltung genutzt.
http://www.freepatentsonline.com/6528968-0-large.jpg

was ich nicht verstehe ist, warum wird der sternpunkt nicht weiter 
verschaltet? in der dargestellten schaltung fließt der strom 
zwangsläufig immer durch zwei spulen :/

ich würde den sternpunkt nochmal so verschalten wie es mit den anderen 
drei anschlüssen getan wurde, sodass ich jede spule einzeln in beide 
richtungen ansprechen kann.
wo ist mein denkfehler?

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bei der dreiecksschaltung bildet sich für mich ein ähnliches problem. 
schließt man über eine der spulen den stromkreis, so wird er 
zwangsläufig auch über die anderen beiden geschlossen, oder nicht? (l1 
zu l2+l3)
resultat: man erzeugt ein magnetfeld das die drehung hemmt.
wo ist mein fehler? :?


gruß

[Wolfgang H. (frickelkram)]

Hallo frank,

zum Verständnis schaue bitte einmal hier 
http://en.nanotec.com/steppermotor_animation.html .

Vereinfacht kannst Du Dir das wie einen Schrittmotor vorstellen. Der 
Brushless-DC Motor läuft nur "scheinbar" so rund weil er mit einer 
Frequenz betrieben wird bei der die Bewegung der Schwungmasse die 
Schaltschritte "abflacht". Ein BLDC muss immer langsam auf die 
Gescwindigkeit hoch gefahren werden, die für den Betrieb optimal ist. 
Bei Festplatten kann man das hören. Schrittmotoren kann man auch nicht 
einfach mit ihrere maximalen Geschwindigkeit betreiben, die müssen 
ebenfalls langsam hoch gefahren werden.

Beim BLDC is das Prinzip in beiden Fällen (Dreieck, Stern), das die 
Achse des Motors über das Anlegen unterschiedlicher Magnetfelder in 
unterschiedliche Positionen gestellt werden kann.
(http://www.stefanv.com/rcstuff/qf200212.html)
Durch bestimmte Schaltfolgen kann man den Motor dann von einer Position 
zur nächsten bewegen, durch Kombination der Magentfelder kann man die 
Drehrichtung erzwingen. Mit Drei Spulen funktioniert das wunderbar. 
Wichtig ist in dem Zusammenhang die Anordnung der Spulen und Magnete um 
die richtige Ausrichtung zu erhalten.

[Daniel R. (daniel_r)]

Bei nicht angeschlossenem Sternpunkt ist die Zero-Sequence 
offen(Stichwort Symmetrical Components). D.h. es kann kein Strom durch 
das Null-System fliessen. Oder noch anders gesagt: Legst Du die selbe 
Gleichspannung an alle 3 Klemmen, wird kein Strom fliessen.

Dies nutzt man nun aus, um die Spannungsn zu symmetrieren.
Nimmt man an, dass Du mit dem Umrichter sinusförmige Spannungen 
generierst, ist die maximale Spannung, die Du anlegen kannst durch die 
Zwischenkreisspannung limitiert. Jetzt besteht aber die Möglichkeit, 
eine Common-Mode Spannung so anzulegen, dass der Scheitel der momentan 
betragsmässig grössten Phase nicht abgeschnitten wird, indem man einfach 
alle 3 Phasenspannungen nach unten schiebt falls die Spannung "oben 
angestossen" wäre (oder nach oben, falls sie unten angestossen wäre).

Damit gewinnt man 15% an Spannung an der Maschine (mit gleichem 
Umrichter, mit gleicher Zwischenkreisspannung).

Warum 15% Spannungsgewinn?

$$\frac{2}{\sqrt{3}}\approx1.15$$

Daniel