Feldorientierte Regelung auch bei hoher Drehzahl möglich?

[Franz Kastner (Gast)]

Hallo Forumsmitglieder,
ich beschäftige mich seit einiger Zeit mit der FOR und suche nun eine 
Lösung, die auch bei hohen Drehzahlen ( >30krpm ) noch zuverlässig 
funktioniert. Die meisten Softwarelösungen scheinen dafür zu langsam. 
Gibt es von eurer Seite Empfehlungen? Anwendung ist eine 
zentrifugenähnliche Maschine.

[chris (Gast)]

Hallo,

Bei 30000 U/Min, warum sollte da die Software zu langsam sein das sind 
nur 500Hz ?

Avr/PIC mit 1Mhz sollte das locker schaffen.

Willst du denn nur die Drehzahl messen oder noch andere Sachen nebenbei 
machen?

[Franz Kastner (Gast)]

Hallo,
ich muß mich entschuldigen. Ich habe die Anforderungen unvollständig 
beschrieben. Mit der FoR soll ein PMSM Motor angesteuert werden, 6 
Polpaare. Zudem soll auch noch einiges andere erledigt werden, wie 
serielle Kommunikation mit einem Hauptsystem, Zugriff auf ein LCD Modul 
und Tastenabfrage, für eine lokal Parametervorgabe. PWM Frequenz ist 
noch frei definierbar. Womöglich im Bereich 20kHz bis 30kHz.
@Chris
Ich denke eigentlich nicht, dass ein 1MHz AVR/PIC eine FOR schafft, 
selbst ohne die restlichen Anforderungen gekannt zu haben. Trotzdem 
Danke für Deinen Hinweis.

[Johannes E. (cpt_nemo)]

30 krpm mit 6 Polpaaren ist schon sportlich. Wenn du da noch nicht viel 
Erfahrung hast, wird das mit Sicherheit ein längeres Projekt.

Hat der Motor einen Inkrementalgeber oder soll das sensorlos geregelt 
werden?
In welcher Leistungsklasse bewegst du dich? Gibt es bestimmte 
Anforderungen an das dynamische Verhalten? Auch die Motoreigenschaften 
sind hier wichtig wie z.B. vergrabene oder außenliegende Magnete, 
zulässige Wirbelstromverluste im Rotor, nichtlineare Effekte 
(Sättigung), ...

Abhängig von den Randbedingungen kann sich die benötigte Rechenleistung 
ziemlich stark unterschieden. Wenn du Erfahrung mit FPGAs hast oder du 
dich da einarbeiten möchtest, würde ich dir das empfehlen, damit kann 
man eine FOC mit den ganzen Transformationen wesentlich schneller 
berechnen als in einem Controller.

Ist das ein Hobby-Projekt oder machst du das beruflich?

[Franz Kastner (Gast)]

Hallo Johannes,

Danke für die Fragen. Der Motor hat keine Sensoren, also sollte die 
Regelung sensorlos erfolgen. Ist nur ein kleiner 24V/50W Motor. Der 
Motor ist ein standard SPMSM.

[Johannes E. (cpt_nemo)]

Bei sensorloser Regelung ist die größte Herausforderung, die 
Motorspannung zu messen und daraus den Rotor-Winkel zu berechnen.

Mit 30.000 U/min und 6 Polpaaren ist die Sinus-Frequenz immerhin 3 kHz. 
Um aus der gemessenen Motorspannung den Rotorwinkel zu berechnen, müssen 
die Komponenten in der Spannung, die durch Motor-Induktivität und 
Motor-Widerstand entstehen, herausgerechnet werden.

Damit das mit einem normalen Controller funktioniert, braucht man viel 
Analogtechnik außerhalb des Controllers; ein FPGA ist da auf jeden Fall 
die bessere Wahl.

Warum brauchst du eigentlich feldorientierte Regelung? Einen 50W-Motor 
kann man doch auch ganz gut mit Blockkommutierung betreiben, so wie die 
ganzen Modellbau-Antriebe.

Franz Kastner schrieb:
> Der Motor ist ein standard SPMSM.

Gibt es bei dieser Drehzahl überhaupt Standard-Motoren? Und dann auch 
noch mit einer so hohen Polpaarzahl? Ich hätte da eher eine Polpaarzahl 
von 2 erwartet, 1kHz ist wesentlich einfach zu handhaben als 3kHz.

Ist der Motor schon fest vorgegeben oder hast du die Möglichkeit, da 
noch etwas zu ändern? Ich würde dir empfehlen, einen Motor mit kleinerer 
Polpaarzahl einzusetzen. Oder alternativ einen Motor, der mit 
Block-Kommutierung funktioniert, also ohne FOC.