BLDC: aktiver Freilauf bei Block Kommutierung

[bldc (Gast)]

Bei der Ansteuerung eines BLDC Motors mit Hallsensoren (also kein BEMF) 
habe ich noch ein paar Fragen. Bei der Block-Kommutierung werden 
üblicherweise 2 Phasen gleichzeitig bestromt, die andere hängt in der 
Luft. Will man nun nicht immer Vollast auf den Motor geben, dann steuert 
man eine der Phasen per PWM an. Nun liest man überall, dass man bei der 
Block-Kommutierung automatisch einen aktiven Freilauf hat, wenn bei der 
Halbbrücke, die per PWM angesteuert wird, immer entweder der obere, oder 
der untere Mosfet leitet.
Dieses Prinzip ist mir fast klar, bis auf einen Punkt. Bremst der Motor 
nicht, wenn der Mosfet, der die Freilaufdiode überbrückt, zu lange 
angeschaltet ist? Im Prinzip, ab dem Punkt an dem keine Energie mehr in 
der Spule vorhanden ist und der Motor als Generator arbeitet.

[bldc (Gast)]

Kann wirklich keiner etwas dazu sagen?

[Falk B. (falk)]

bldc schrieb

> Dieses Prinzip ist mir fast klar, bis auf einen Punkt. Bremst der Motor
> nicht, wenn der Mosfet, der die Freilaufdiode überbrückt, zu lange
> angeschaltet ist? Im Prinzip, ab dem Punkt an dem keine Energie mehr in
> der Spule vorhanden ist und der Motor als Generator arbeitet.

So ist es. Aber dann ist deine Pwm-Frequenz deutlich zu niedrig gewählt. 
sie Muss mindestens so hochnsein, dass während eines Pwm-Zyklus der 
Strom nicht auf Null fallen kann.

[bldc (Gast)]

Das heißt also, wenn ich die PWM Frequenz ohnehin >20kHz einstelle, 
sollte das kein Problem sein.

[Carsten R. (kaffeetante)]

Nein

schau mal hier rein

http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM

"Allgemein kann man sagen: Ist die durch die PWM erzeugte Spannung 
größer als die Generatorspannung des Motors, wird dieser beschleunigt. 
Ist die Spannung kleiner, wird der Motor abgebremst."

Ab wann der Motor zum Generator wird ist nicht starr sondern 
Situationsabhängig und natürlich auch vom Motor abhängig. Die 
Generatorspannung steigt mit der Drehzahl und die Motorspannung mit der 
Dutycycle der PWM. Das Verhältnis Volt zu Drehzahl ist Motorabhängig.

Das bedeutet also: Relativ hohe Drehzahl (gemessen an der jeweiligen 
Nenndrehzahl des Motors) erfordert eine hohe Dutycycle/Pulsbreite in 
Prozent damit der Motor nicht zwischendurch als Generator läuft. Die 
Frequenz ist dabei weniger bedeutend, "solange sie nicht zu niedrig 
ist". Zur Frequenz steht am Ende des Artikels auch noch was sehr 
Wichtiges.

Du mußt die Parameter also entweder von der Schaltung die dann reagiert 
überwachen lassen (Regelung), das wäre die sichere Methode, oder Du mußt 
das Einsatzszenario genau kennen und verhältst die entsprechend mit den 
Vorgaben ohne zu messen (Steuerung).

Aber: Keine Panik

Das System Pendelt sich immer wieder ein solange die Frequenz oberhalb 
der L/R-Konstante liegt (siehe Artikel). Der Motor läuft also nur kurz 
teilweise als Generator bis die Drehzahl ausreichend abgesunken ist. 
Mitunter kann dies ja sogar gewünscht sein. Durch den Generatorbetrieb 
bremst man den Motor wodurch er schneller auf die Neue Zieldrehzahl 
fällt. Es hängt also davon ab was man will. Will man nur die Leistung 
zurücknehmen oder will man schnell eine neue Solldrehzahl erreichen.

Interessant wir dies aber besonders dann wenn der Generatorbetrieb Tabu 
ist. z. B. die Energiequelle kann keine Energie wieder aufnehmen, oder 
wenn die Last oder die PWM-Vorgabe schwankt. Insbesondere gilt das für 
die Situation: Ist-Drehzahl ist relativ hoch und Pulsbreite wird 
reduziert. Dann sollte die PWM nicht abrupt zurückgenommen werden, 
sondern gemäßigt bis langsam, damit die effektive Motorspannung durch 
die PWM unter die Generatorspannung fällt.

Man kann das noch detailreicher vertiefen, aber das ist so ungefähr das 
Grundkonzept.

Ich wünsche noch eine schönen Tag

Carsten

[bldc (Gast)]

Danke Carsten für die ausführliche Antwort und den Link, was eigentlich 
alle Fragen beantwortet hat. Einsatzbereich des Reglers soll übrigens 
ein Ebike sein, also ist so und so eine Regelung erforderlich. Ziel ist 
es mit einem Poti den gewünschten Strom vor zu geben, dafür habe ich 
einen Shunt in der Zuleitung zum Regler vorgesehen. Also müsste ich, um 
Generator betrieb zu vermeiden, nur diesen Strom (im Durchschnitt) 
positiv halten, bzw. etwas über Null (aufgrund der Verluste).
Fährt man nun mit abgeschaltetem Motor und gibt Gas, sollte man also für 
eine gute Regelung die Induzierte Spannung zwischen zwei Phasen messen 
und mit der Akkuspannung vegleichen um gleich mit einem annähernd 
richtigem Dutycycle beginnen zu können.

Noch einen schönen Sonntag...