Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik bei FOC Bremsenergie vernichten


von EdiZiuS (Gast)


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Hi!
Ich habe hier in einem Topic 
(Beitrag "BLDC "überlädt" meine Betriebsspannung") gelesen dass (zitat) "man 
bei einem Regler mit feldorientierter Regelung diese so im Arbeitspunkt 
ändern, dass die Energie nicht zurückgespeist wird, sondern im Motor 
vernichtet wird. (Durch Drehen des Stromvektors)."

Leider finde ich hierzu keinerlei Informationen wie dies funktioniert.
Hätte diesbezüglich jemand von euch irgendwelche Literatur-tipps parat 
bzw. kann dies jemand genauer erklären bzw. erleutern wie dies 
Funktioniert?
Ich denke dies wird irgendwie über den isd Anteil erfolgen (da ja nur 
der isq das Bremsmoment bestimmt) aber wie genau ist mir zur Zeit 
unklar.

Hoffe mir kann jemand helfen,
EdiZiuS

: Verschoben durch Admin
von Steel (Gast)


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Wenn du den Isq auf 0 regelst ist der Motor quasi im Leerlauf und bringt 
kein Moment mehr auf, folglich wird auch nichts mehr zurückgespeist. 
Allerdings bremst der Motor dann logischerweise auch nicht mehr. Was 
anderes dürfte nicht gehen bzw. ratsam sein.

von EdiZiuS (Gast)


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Danke erstmal für deine schnelle Antwort.
Bedeutet dies, dass das Bremsmoment unabhängig von isd ist?
Also ist die zitierte Aussage falsch?
Woher kommt dann die Leistung, die den eingestellten isd zur verfügung 
stellt, wenn der Motor nicht bremst?

von der mechatroniker (Gast)


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Es gibt ein Verfahren, bei dem ein hocfrequenter (einige 100 Hz sind 
gemeint) Wechselstrom in der d-Achse eingeprägt wird. Auch wenn ich die 
physikalischen Grundlagen nicht mehr im Kopf habe, muss das bei einer 
Asynchronmaschine wohl bremsen.

von Steel (Gast)


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Der Isd sollte bei einem BLDC immer 0 sein. Bei einer Asynchronmaschine 
dient er dem Feldaufbau, bei einem BLDC wird das Feld aber von 
Permanentmagneten zur Verfügung gestellt.

@mechatroniker
Ja das geht, bei einem BLDC würd ich die Finger davon lassen, wer weiß 
ob die Magnete es mögen.

von EdiZiuS (Gast)


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Es geht um einen PSM wo aber die Bremsenergie nicht (immer) rückgespeißt 
werden kann. Deshalb war die Überlegung ob die Energie intern im Motor 
"verbraten" werden kann oder ob konventionell die Energie über einen 
Bremschopper/ Ballastschaltung vernichtet wird. Deshalb bin ich auf der 
Suche nach Literatur bezüglich einer Machbarkeitsstudie.

Steel schrieb:
> Der Isd sollte bei einem BLDC immer 0 sein

Ich dachte, dass dies nur Wirkungsgrad gründe hat, der in meinem Fall ja 
absichtlich gering (bzw. im Idealfall 0) sein soll.

von EdiZiuS (Gast)


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Ist es also nicht möglich in einem PMSM die ganze rekuperierte Energie 
ohne externen Verbrauchern zu vernichten?

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Moin,

Du kannst natürlich alle Phasen kurzschließen (A,B,C auf GND) dann 
verbrätst du alle Energie in den Wicklungen des Motors. Da die aber nur 
n sehr kleinen Innenwiderstand haben, musst du höllisch auf den Strom 
aufpassen. Und die Maschine wird natürlich sehr schnell Heiß. Und 
allgmein will eigendlich keiner die Leistung in den Wicklungen 
verbraten, deshalb n Chopper am Zwischenkreis. Du kannst ja mal Prüfen 
ob für deine Bremsvorgänge eine größere Zwischenkreis Kapazität reicht, 
dann trennste beim bremsen deine Quelle vom ZK und wenn U_ZK wieder im 
guten bereich ist, schaltest die Quelle wieder zu.

MfG

Tec

von Erich (Gast)


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>Du kannst natürlich alle Phasen kurzschließen (A,B,C auf GND) dann
>verbrätst du alle Energie in den Wicklungen des Motors.
>... Und die Maschine wird natürlich sehr schnell Heiß

Ja, so wird das sein.
Beispiele dazu finden sich --wenn auch leicht abweichend vom Thema 
hier-- bei den primitiv-Lichtmaschinen-"Reglern" von Motorrädern.
Dabei meine ich die mit Permanentmagneten und Wicklung(en) auf'm Stator.
Der zugehörige externe "Regler" ist hierbei primitiv spannungsgesteuert 
und schliesst einfach die überschüssige Energie kurz (über Thyristoren). 
Die Wicklungen werden dabei zeimlich warm bzw. heiß. Da sie im Ölbad 
laufen bzw. von Öl umspritzt werden, geht das eine zeitlang gut. Bei 
Maschinen mit dickem Draht und viel Öl vielleicht auch dauerhaft.
Aber es kann auch so aussehen:

http://www.vfrdiscussion.com/forum/uploads/1271908386/gallery_380_3458_335519.jpg

http://i143.photobucket.com/albums/r154/n4zou/Motorcycle/DSC00392.jpg
http://www.homemodelenginemachinist.com/f16/motorcycle-stator-rewire-job-14129/

http://www.wildstar-fan.de/teile/lichtmaschine/wickeln.html

Viel Arbeit ist die Folge; ich hatte das auch schon.
Weitere schöne Bilder mit Suche nach:  motorcycle alternator "burned" 
stator

Gruss

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Wie gesagt das ist nicht die schöne Art für die Maschine sie zu bremsen. 
Was willst du überhaupt machen?

von EdiZiuS (Gast)


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Ok danke euch allen für eure vielen Antworten. Die Lichtmaschinen sehen 
ja nicht mehr so super aus...

Bzgl. meinen Vorhabungen:
Ein Fahrzeug wird mittels FOC über einen PSM angetrieben und eine 
Motorbremse soll simuliert werden.
Dies beteutet allerdings dass der Motor als Generator läuft und ich die 
gewonnene Energie irgendwie wieder loswerden muss. Die Energie zum Laden 
des Akkus zu verwenden ist nicht erwünscht deshalb war die überlegung ob 
es möglich ist die Energie im Motor zu vernichten. Dazu habe ich aber im 
Internet nichts brauchbares gefunden wobei es Patentanmeldungen in diese 
Richtung gibt.

Auch zu dem Thema mit Arbeitspunkt-einstellen finde ich nichts 
brauchbares, da ja normalerweiße id auf 0 geregelt wird um das 
Magnetfeld im rechten Winkel aufzubauen (-->Moment ist nur noch von iq 
Abhängig) um einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu haben (was ich ja 
eigentlich nicht will).

von MaWin (Gast)


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Kurzgeschlossene Windungen bremsen kaum, also keine Lösung. Ein Motor 
wird so ausgelegt, daß er im Dauerbetrieb nicht zu heiss wird. Wenn er 
nun warm ist und du willst bremsen, muss die kinetische Energie 
vernichtet werden. Wenn der Motor diese zusätzliche Energie noch 
aushält, war er überdimensioniert. Also selbst wenn es funktionieren 
würde keine Lösung. Bremschopperwiderstände dürfen einfach viel heisser 
werden.

von EdiZiuS (Gast)


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und falls es bergab geht sogar auch noch die potentielle Energie... Ich 
bin mir sicher ihr habt Recht und es sollte die Energie mit Brems-/Heiz- 
o.ä. Widerständen vernichtet werden. Dennoch würde mich das Arbeitspunkt 
einstellen mit der feldorientierter Regelung interessieren, auch wenn 
dadurch viel zu wenig Leistung verbraten werden kann. Vorallem wären es 
dann nicht nur "Vermutungen" (ja es leuchtet mir schon ein dass der 
Motor dann in kürzester Zeit brennheiß werden würde und alles abschmort, 
deshalb die Anführungszeichen), sondern es könnte 
physikalisch/rechnerisch belegt werden, dass es nicht möglich ist. Also 
falls jemand mehr zu diesem Thema weiß, wäre ich ihm sehr dankbar.

von EdiZiuS (Gast)


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In einem englischsprachigem Paper 
(http://www.cjmenet.com/xuebaoenglish/papersed/allpapered/newaccepted/fulltext/2011-115.pdf) 
habe ich gelesen, dass der Motor auch im "plug braking" Modus betrieben 
werden kann, wo aktiv Energie benötigt wird zum bremsen (wenn ich das 
Richtig verstanden habe läuft es so ab: man ändert einfach die Polarität 
von einer Wicklung, wodurch der Motor in die andere Richtung laufen 
will, und der Motor somit radikal "niedergeschrepft" wird; deshalb nur 
für geringe Drehzahlen verwendbar; Falls ich falsch liege bitte 
berichtigen).

Bin mir aber nicht sicher ob "Art Ickel aus W." damals davon gesprochen 
hat. Auf deutsch nennt sich diese Bremsart laut Leo übrigens 
"Inversionsbremsung" wobei man diesbezüglich nicht wirklich was im 
Internet findet. K.A. wer diese Übersetzung erfunden hat!?

von Düsendieb (Gast)


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Inversionsbremsung, also einfach die Drehrichtung umkehren?

Auch da wird bei einem Umrichter die Zwischenkreisspannung steigen.

Was hast Du gegen Bremsshopper?

Das ist ein FET und ein Tiny 45.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation#Einspeisung_und_Bremschopper

von EdiZiuS (Gast)


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Ich habe nichts gegen die verwendung eines Bremsshoppers, aber ich würde 
irgendwie gerne begründen dass die Energievernichtung im Motor nicht 
möglich ist.

Tec Nologic schrieb:
> Und die Maschine wird natürlich sehr schnell Heiß.

Kann man dies berechnen ob der Motor dies überleben würde oder 
abschmort? Oder wird dies üblicherweise über FEM/CFD simuliert um 
herrauszufinden wie warm ein Motor/ dessen Windungen wird? Immerhin 
benötigt man ja für die Auslegung von einem Motor auch die 
vorraussichtlich entstehende Temperatur. Oder wird dies mit "Try'n'Fail" 
gelöst?

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Du kannst das mit fem usw. Berechnen/Simulieren. Aber du kannst auch 
einfach mal drüber nach denken.

Wenn du ne Maschine hast die 20kW Nennleistung hat. Dann hat die bei 
Nennleistung vllt 1kW Verlust. Der Verlust erwärmt die Maschine auf ca. 
45°C bei 20°C Umgebung also 25°C differenz zur Umgebung. Wenn diese 
Maschine dann 20kW Verlust hat, weil ihre Windungen kurzgeschlossen 
sind, dann ist 20* 25°C noch viel zu wenig angesetzt. aber nichts desto 
trotz sollte es dir sagen das die Maschine recht schnell über 140°C geht 
und dann wirds meist kritisch für die Isolation der Windungen.

MfG

Tec

von Clemens S. (zoggl)


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EdiZiuS schrieb:
> aber ich würde
> irgendwie gerne begründen dass die Energievernichtung im Motor nicht
> möglich ist.

natürlich ist das möglich. du kannst ja den strom aus dem zwischenkreis 
wieder durch den Motor leiten. Wichtig ist dabei, dass der Feldvektor 
paralell mit dem Rotorvektor liegt (Kein Drehmoment, sondern nur 
verheizte Leistung) Das Problem ist dass bei normalem Betrieb 10-15% der 
eingesetzten Leistung als verlust bleiben und bei einer solchen bremsung 
eben 100% das tut dem Motor natürlich saumäßig weh.

zudem prügelst du dabei teilweise so heftig auf den Rotormagneten ein, 
dass dieser unte rumständne seine arbeitsgerade verlässt und die 
magnetsierung dauerhaft abnimmt.

von Erich (Gast)


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Clemens S. schrieb:
> (Kein Drehmoment, sondern nur
> verheizte Leistung)

Ja, das hatten wir schon diskutiert, mit Bildern
Beitrag "Re: bei FOC Bremsenergie vernichten"

von EdiZiuS (Gast)


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Tec Nologic schrieb:
> dann ist 20* 25°C

würde dies nicht nur gelten wenn ich den Motor über eine lange Zeit 
Kurzgeschlossen betreibe? Vorallem würde ich eher so mit 2,5 kW bremsen 
(--> Kurzschluss mit PWM steuern?) --> 20°C Umgebungstemperatur 
+2,5*1kW*25°C=82,5°C für dein Beispiel, was <140°C wäre und somit 
machbar!?

Clemens S. schrieb:
> der Feldvektor paralell mit dem Rotorvektor liegt

Kann dir da jetzt leider nicht Folgen:
Haben der Feldvektor und der Rotorvektor nicht den selben Ursprung? 
Somit würde parallel bedeuten dass sie in die selbe Richtung Zeigen?! 
Bin ich da richtig?

Hasst du zu diesem Thema irgendwelche Literatur parat?

von Hans (Gast)


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Naja ein Motor ist thermisch drauf ausgelegt nennlast zu verkraften...

angenommen du hättest 80% Wirkungsgrad, könntest du so über den daumen 
20% von der nennantriebsleistung in form von bremsleistung drinnen 
vernichten ohne probleme zu bekommen. wenn dir das reicht...

73

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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EdiZiuS schrieb:
> würde dies nicht nur gelten wenn ich den Motor über eine lange Zeit
>
> Kurzgeschlossen betreibe? Vorallem würde ich eher so mit 2,5 kW bremsen
>
> (--> Kurzschluss mit PWM steuern?) --> 20°C Umgebungstemperatur
>
> +2,5*1kW*25°C=82,5°C für dein Beispiel, was <140°C wäre und somit
>
> machbar!?

jop, wenn de n Temperatursensor in der Wicklung hast kannste die 
Temperatur sogar regeln. wird bei DC Bremsmaschinen für Teststände so 
gemacht. Das ist eben nur Quälerei für die Maschine und die ist da oft 
nicht drauf ausgelegt. Entmagnetisierung der Magnete usw.

EdiZiuS schrieb:
> Kann dir da jetzt leider nicht Folgen:
>
> Haben der Feldvektor und der Rotorvektor nicht den selben Ursprung?
>
> Somit würde parallel bedeuten dass sie in die selbe Richtung Zeigen?!
>
> Bin ich da richtig?
Nicht ganz. was Clemenz meint ist. Wenn du einen Antrieb mit FOC 
betreibst Prägst du ein Drehfeld ein das 90° voreilt vor dem Rotor. Wenn 
du das Feld jetzt genau in Phase mit dem Rotormagnetfeld einprägst. Dann 
hast du nur die Ohmschenverluste des Motors und produzierst kein 
Drehmoment. Somit haste 100% verbratene Leistung. Nur Bremst der Motor 
so meines erachtens nicht, der Trudelt dann. Du saugst damit nur den ZK 
leer. PWM auf alle Lowside Fets gleichzeitig sollte in einstellbares 
Bremsen gipfeln.

von Clemens S. (zoggl)


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Tec Nologic schrieb:
> Nicht ganz. was Clemenz meint ist. Wenn du einen Antrieb mit FOC
> betreibst Prägst du ein Drehfeld ein das 90° voreilt vor dem Rotor. Wenn
> du das Feld jetzt genau in Phase mit dem Rotormagnetfeld einprägst. Dann
> hast du nur die Ohmschenverluste des Motors und produzierst kein
> Drehmoment. Somit haste 100% verbratene Leistung. Nur Bremst der Motor
> so meines erachtens nicht, der Trudelt dann. Du saugst damit nur den ZK
> leer. PWM auf alle Lowside Fets gleichzeitig sollte in einstellbares
> Bremsen gipfeln.

denke an zwei alternirende prozesse:
Motor gesteuert Bremesen=> Zwischenkreisspannung steigt.
Energie im Motor vernichten=> Zwischenkreisspannung sinkt.

jetzt kannst du das natürlich nicht nur zeitlich alternierend betrieben 
sondern überlagern => Der neue Vektor steht nicht mehr 90° auf den 
Rotor, sondern eben "schief" dann bremst der Motor und verbrennt 
zeitgleich die aus der mechansichen Drehung gewonnene elektrische 
energie. damit kannst du sehr feinfülig bremsen und der motor fällt nie 
aus der regelung. (und du hast keine spannungsüberhöhung wie bei PWM 
Bremsung mittels Low side Fets).

von EdiZiuS (Gast)


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Tec Nologic schrieb:
> Dann
>
> hast du nur die Ohmschenverluste des Motors und produzierst kein Drehmoment

Also zusammengefasst:
90° bedeutet id=0, und Moment wird über iq eingestellt.
0° bedeutet iq=0, und ("Verlust-")Leistung kann über id eingestellt 
werden.

Also wäre das (Brems-)Moment wie gewohnt über den iq einzustellen 
(negativ, damit Generatorbetrieb), und die Leistung die man zusätzlich 
vernichten will über den id. (wobei der id ja das Drehmoment auch 
beeinflusst, also nicht ganz so trivial, aber vom Prinzip in dieser 
Reihenfolge).
Habe ich das jetzt Richtig versanden?

Also folgendermaßen:
geg. M_brems--> iq;
P=3/2*(ud*id+uq*iq)-->id;

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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jop das ist die beste Variante daran hatte ich auch nicht gedacht.

@edit: Iq und Id lassen sich entkoppeln über eine kleine Rechnung such 
einfach mal in der einschlägigen Literatur danach.

von EdiZiuS (Gast)


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ok, dann danke für deine/ eure Hilfe. Aber die Magneten könnten dadurch 
entmagnetisiert werden oder?
Und ob der Motor das thermisch außhält, bzw. anderst formuliert, wo die 
Grenze für die maximal zu vernichtende Leistung/Energie liegt, ist auch 
ungewiss.
Würdest du hier maximal die Verlustleistung die der Motor im 
Nennleistungspunkt hat vernichten oder kann man da auch höher gehen.

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Fürs erste würde ich dabei bleiben, weil er dafür ausgelegt ist. wenn du 
die Windungstemperatur überwachst kannst auch höher gehen. jenach 
Windungstemperatur.

von Clemens S. (zoggl)


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EdiZiuS schrieb:
> ok, dann danke für deine/ eure Hilfe. Aber die Magneten könnten dadurch
> entmagnetisiert werden oder?

Ja. aber nicht verrückt machen lassen. wenn er einen kurzen überlebt, 
dann überlebt er auch das.

EdiZiuS schrieb:
> Würdest du hier maximal die Verlustleistung die der Motor im
> Nennleistungspunkt hat vernichten oder kann man da auch höher gehen.

für kurze zeit kannst du durchaus höher gehen. zudem vertragen lipos ja 
auch einen gewissen rückstrom. ;)

http://www.hobbyking.com/hobbycity/store/uh_viewItem.asp?idProduct=11953&Product_Name=Turnigy_nano-tech_3300mah_3S_45~90C_Lipo_Pack

für schnelle rampen kannst du durchaus höher gehen. der motor kann, wenn 
er nicht gerade volllast gefahren ist in seiner thermischen trägheit 
einiges wegstecken. (rechne dir doch ein i²t aus, das du zulassen 
willst).

von EdiZiuS (Gast)


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Tec Nologic schrieb:
> edit: Iq und Id lassen sich entkoppeln über eine kleine Rechnung such einfach 
mal in der einschlägigen Literatur danach.

Sprichst du hier von den "Entkoppelungsnetzwerken (ENW)"? Falls ja, 
fangen hier schon die nächsten Probleme an.... Hui ist das alles 
kompliziert...

Also man möchte isd und isq vorgeben; über PI-Regler (isd-/isq-Regler) 
werden diese zu uq,soll und ud,soll;
nun wird bei ud der Therm xs*isq*wm abgezogen und bei uq wird xs*isd*w_m 
+ w_m*|psi_m| dazu addiert.
Aber warum ist es nun entkoppelt?
ich benötige ja immernoch isq für den d-Pfad, und isd für den q-Pfad!?

Ist das überhaupt das von dem du sprichst?

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Jop das meine ich.

Diese Terme die da addiert werden ergeben sich aus der 
Systembeschreibung.
Ganz grob kannst du dir überlegen wenn du Wechselspannung an eine 
R-L-Kombination anlegst. Ist der Strom Phasen verschoben. Wenn du die 
Frequenz hoch drehst, dann wird die Phasenverschiebung größer. Und genau 
dieser Effekt wird mit dem Term kompensiert. Ist jetzt etwas klarer?

Du solltest dich mal zu dem Thema algemein belesen. Kommste mit englisch 
klar? Dann weiß ich ne Gute Dissertation in der alles drin steht.

Mfg
Tec

von EdiZiuS (Gast)


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Englisch sollte kein Problem sein. Für Literatur-Tipps bin ich immer 
sehr dankbar. Also wenn du eine gute Literatur parat hast, kannst du mir 
dann bitte den Link zu der Dissertation shicken? Ansonsten Titel/Autor 
sollte auch schon helfen.
Danke nochmals für deinen super Support

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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http://scolton.blogspot.de/p/motor-controllers.html
http://scolton.blogspot.de/2009/11/everything-you-ever-wanted-to-know.html

Der 2. Link ist über die Thesis die ich meinte. hat schlappe 355 Seiten 
:) ist recht informativ.

von EdiZiuS (Gast)


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Pow... kanz schön lang... Da habe ich die nächsten Tage ja ne schöne 
Gute-Nacht-Lektüre. ;-) Danke dir.

Aber nochmals zum Leistung-Vernichten über die d-Achse: Habe hierzu 
nicht wirklich gefunden, dass dies gemacht wird. Oder bin ich nur zu 
Blöd um Google zu bedienen? Wenn Energie vernichtet werden soll wird 
immer ein Bremschopper verwendet. Ich bin doch sicher nicht der erste 
der so etwas in der Richtung versuchen will. Das macht mich etwas 
stutzig....
Oder kennt jemand etwas wo dies verwendet wird? Hat vielleicht jemand 
ein Schlüsselwort nach was ich suchen könnte?

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Ich kenne das auch nicht das man das macht und ich arbeite beruflich mit 
Wechselrichtern. Normalerweise will niemand die Verlustleistung im Motor 
haben, Und deshalb der BremsChopper zumal du damit auch die 
Zwischenkreisspannung regeln kannst.

von EdiZiuS (Gast)


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Jetzt mal eine blöde Frage: Da ich mit id die ganze Leistung verbraten 
will, die mir mit iq produziert wird, bedeutet das, dass id=-iq bzw. 
mein Winkel genau -45° sein muss (-90 --> optimaler generator Betrib, 0° 
für iq=0 und kein Bremsmoment)? Oder wäre das zu schön?

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Wenn du komplett in phase mit dem Rotorfeld sein willst muss iq zu 0 
geregelt werden und id auf deine zu vernichtende Leistung. Bzw. wenn du 
iq auf einen negativen Wert regelst schiebst du Energie in den ZK. dh. 
wenn du
id =-iq einstellst würdest du mit dem Moment proportional zu iq Bremsen 
und diesen Strom gleich wieder im Antrieb vernichten. Real sollte sich 
ein geringers Drehmoment einstellen mangels effizenz durch den geringen 
Winkel zwischen el. und mag feld.

von EdiZiuS (Gast)


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Tec Nologic schrieb:
> wenn du
>
> id =-iq einstellst würdest du mit dem Moment proportional zu iq Bremsen
>
> und diesen Strom gleich wieder im Antrieb vernichten.

Das teute ich jetzt mal als "Ja, so ist es, zumindest in der Theorie" 
(oder?)

Tec Nologic schrieb:
> Real sollte sich
>
> ein geringers Drehmoment einstellen mangels effizenz durch den geringen
>
> Winkel zwischen el. und mag feld.

Diesen Teil versteh ich nicht ganz. Du meinst dass in der Realität der 
Winkel "etwas" größer (bzw. kleiner, da negativ) sein sollte als -45°?

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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ne der winkel ist 45° ich meine das Drehmoment ist in dem Fall nicht 
mehr proportional zum Strom Iq. Aber das ist erstmal neben sächlich.

von EdiZiuS (Gast)


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Wie würdest du diesbezüglich dann vorgegehen? id=-isq setzen und diese 
Werte von 0-Imax/sqrt(2) erhöhen, und eine LUT (bzw. falls einfach 
möglich, dann eine Funktion) erstellen, die dann für ein gefordertes 
Moment id bzw iq ausspuckt?

Normalerweiße hätte ich dies rechnerisch mit der Gleichung
bestimmt.

also

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Moin,

ohne es jetzt genau gegen gerechnet haben. Finde ich den Ansatz richtig.

Betragsbegrenzung auf 1/sqrt(2) ist vollkommen richtig. Die Formel für M 
sieht auch sehr gut aus.

in der realen Anwendung hast du damit aber ein Problem ohne einen 
vollständigen Beobachter kommst du an den Fluss nicht ran.

Ich würde mir mal alle Vektoren im Rotorframe aufmalen und dann mal 
sehen ob man was ableiten kann. Im das Drehmoment zu schätzen.

Oder der simple Variante mit nem PID M regeln und Iq = -Id als 
stellgrößen nehmen. dann brauchste den PID nur ein trimmen. D Anteil 
wirst wohl garnet brauchen.

MFG

Tec

von EdiZiuS (Gast)


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Ist es eigentlich egal ob Theta -45° oder -135° ist, damit keine Energie 
gewonnen wird? --> ob id=-iq ist, oder -id=-iq ist (-iq damit 
Bremsmoment, aber ob id positiv oder negativ ist?).
Noch etwas versteh ich noch nicht ganz:
Ich habe eine Vektorgrafik gefunden wo das Drehmoment der Fläche des 
Parallelogramms entspricht, das durch die Vektoren Psi_m und is 
aufgespannt wird. Im normierten Fall ist Psi_m=1, womit das Drehmoment 
gleich der Länge von Im(is)=isq  (=iq?) ist. Also M=isq. Warum spielt 
nun plötzlich der d Anteil keine Rolle? Dient diese Verktorgrafik evtl. 
nur dem Verständniss dass M=f(iq) ist?

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Nein ist es nicht. Du musst dir das anhand der Phasen Lage der Felder 
klar machen. bei 90° max drehmoment. bei 45° rückst du näher an den 
Rotor rann. dh. weniger drehmoment. mehr strom in Phase mit dem Rotor => 
Verluste in den Spulen, was du ja willst. Gehste jetzt auf 135° eilt das 
el Feld richtig weit vorraus. Das wird als Feldschwäche betrieb 
bezeichnet. Damit veringerst du die induzierte Spannung in den Windungen 
und die Maschine dreht leicher und kann sogar als Antrieb über 
nenndrehzahl gebracht werden. nur das Drehmoment sinkt. Wobei Als 
Generator habe ich das auch noch nicht betachtet. Also wie sich -135° 
im Generatorbetrieb verhalten kann ich gar nicht sagen. würde aber 
Tippen da die Id Komponente um 180° gedreht ist sollte das 
kontraproduktiv sein, soll heißen was bei 45° noch in den windungen 
verbraten wurde, sollte theoretisch bei 135° mit induziert werden.

Noch mal richtig über legt. Du willst negatives Drehmoment => iq 
negativ.
Du willst über id Strom in die Maschine bringen der in Wärme umgesetzt 
wird also muss id positiv sein. Alles andere ergibt keinen Sinn.

Zu der Grafik. Was Psi_m sein soll keine Ahnung. zum sachverhalt. Dein 
Stromvektor kann max solang sein wieder Nennstrom grob gesagt. dem 
entspreched beeinflusst ein Id deinen Iq, wie du für 45° bereits richtig 
geschrieben hattest 1/sqrt(2) ist da satz.

http://web.mit.edu/scolton/www/SCquals.pdf ab seite 11. Solche diagramme 
meine ich. Das ist jetzt nur für einen Motor.

von EdiZiuS (Gast)


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Psi_m sollte der magnetische Fluss vom Permanentmagneten (=Const.?) 
sein. In nicht normierter Form gilt wohl M=3p/2*Psi_m*|is|*sin(Theta), 
(laut http://iris.elf.stuba.sk/JEEEC/data/pdf/2_107-3.pdf Equ. 13), 
wobei is*sin(Theta) ja wieder imag(is) und somit isq sein sollte. Also 
auch hier wieder ohne isd. Oder bin ich da falsch?

Und das mit dem hinein und herrausfließen von id/iq macht die Überlegung 
natürlich um einiges deutlicher. Somit ist es klar dass -isq=isd sein 
muss.

von EdiZiuS (Gast)


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Fig. 21 von 
http://www.iea.lth.se/publications/MS-Theses/Full%20document/5292_full_document_Dynamic_Braking.pdf 
zeigt aber wiederum die Abhängigkeit von isq/isd, was mir auch logischer 
erscheint.

von EdiZiuS (Gast)


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Ich denke ich hab die Rätsels Lösung. Ich denke es wird davon 
ausgegangen dass Ld=Lq ist (was für eine symetrische Anordnung der 
Magneten rund um den Rotor gilt-> Vollpol? Habe ich das Richtig 
verstanden?), und damit verschwindet der Einfluss von id. Dies bedeutet 
also dass M=f(iq), und es gibt keine Probleme mehr....

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Über die Induktivitäten sind die Ströme gekoppelt das hast du richtig 
verstanden. das tut aber meißt auch nix zur Sache. Entweder du 
kompensierst das in ner Störgrößenaufschaltung/Entkopplung der Ströme. 
Oder du lässt das den Regler machen. Üblicher weise macht das nicht viel 
Unterschied.

von EdiZiuS (Gast)


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summa summarum: Um die rekuperierte Energie direkt wieder im Motor zu 
verbraten kann die ganze Regelung bleiben wie sie ist, der einzige 
unterschied ist, dass id_soll nicht auf GND/0 liegt, sondern mit iq_soll 
zusammengeschlossen und negiert wird. In der Theorie bleibt das 
resultierende Bremsmoment einzig und alleine von Strom iq abhängig und 
ist des weiteren sogar direkt proportional abhängig von diesem diesem. 
Somit gilt id=-iq=M/k_e (sofern Ld=Lq ist). In der Praxis wird sich aber 
ein geringers Bremsmoment bei id=-iq einstellen als bei id=0 (wie du 
erwähnt hast durch einen geringen Winkel zwischen dem elektrischen und 
dem magnetischen Feld --> 45° anstelle von den üblichen 90°).

Habe ich somit alles richtig Verstanden?

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Jop so siehts aus. Wenn du das Mal implementierst wäre ich an 
Ergebnissen interessiert. Denn mit diesem Betriebspunkt habe ich 
ebenfalls keinerlei Erfahrung.

MfG

Tec

von EdiZiuS (Gast)


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OK falls es dazu kommt werde ich das machen. Habe übrigens inzwischen 
einen (möglichen) Namen für das ganze gefunden: "flux braking" bzw. 
Fluss-Bremsung. Aber über wirkliche Details ist nichts zufinden, 
zumindest nicht frei zugänglich (mögliche Papers wären auf IEEE Xplore, 
kann ich aber nicht garantieren, da ich keins von denen gekauft habe). 
Ist evtl. auch eine Erfindung von ABB? Dieser Name daucht zumindest bei 
der Recherche immer wieder auf.

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Ok interessant hätte nicht gedacht das es dafür bei der Maschinengröße 
von ABB Anwendungen gibt

von EdiZiuS (Gast)


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Hi nochmal.
Ih weiß zwar dass dieser beitrag nicht mehr der jüngste ist, aber es 
haben sich ein paar neue überlegungen ergeben wo ih noch meine Probleme 
habe:
Für L_d=L_q ist das Drehmoment T_e nur eine Funktion von i_q und somit 
ergibt sich für ein gefordertes Bremsmoment
wobei i_qs der  Statorstrom in q-Richtung ist, phi_f die 
"Flussverkettung" (flux linkage) der Permanentmagneten und p die 
Polpaarzahl ist.
Hierei ergibt sich meine erste Frage: ist phi_f (flux linkage of the 
permanent magnets) konstant und wie kann ich es bestimmen?

Weiter im Text:
Aus meiner Forderung dass (mindestends) die gesamte rekuperierte 
Leistung als Verlustleistung in den Wicklungen draufgehen soll, konnte 
ich nach i_ds² umstellen und bekam für diese Bedingung

hier meine 2. Frage:
für T_e<0-->i_qs<0 ergibt sich dass i_ds² negativ ist und somit i_ds 
rein imaginär negativ ist.
Liegt das daran dass die d-Achse aus sicht der q-Achse um -90° verdreht 
ist und somit mein richtiges i_ds=-imag(sqrt(i_ds²)) ist oder liegt der 
Wurm wo anderst? Immerhin muss i_ds und i_qs ja beides rein reel sein 
und nur der resultierende Zeiger i_s=i_ds+j*i_qs kann komplex sein.

Weiß einer von euch vieleicht auf eine der 2 Fragen eine Antwort?

von Timon A. (tzufi)


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Hallo EdiZius

Ich bin auf der Suche nach der genau gleichen Thematik. Hast du bereits 
Versuche gemacht oder andere Quellen zu diesem Thema gefunden?

von EdiZiuS (Gast)


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Hi!
Ich habe 2 Paper zu dieser Thematik gefunden, laut denen dies wohl 
möglich sein sollte. Bei den Papers war allerdings das Ziel eine 
größtmögliche Bremsleistung zu erzeugen und nicht ein gewünschtes 
Bremsmoment einzustellen. Mit den darin beschriebenen Ansetzen 
(Verlustleistung=rekuperiete leistung; I_s<I_{s,max}; 
U_s<U_{s,max})sollte dies aber auch möglich sein.

Eigene Ergebnisse habe ich leider nicht.

Die Paper sind leider ohne einen IEEE zugang leider nicht frei 
zugänglich, doch tragen die Titel:
1) AN EFFICIENT BRAKINGALGORITHM FOR INTERIOR PERMANENTMAGNET 
SYNCHRONOUS MOTORS (von Vladan R. Jevremovi und Borislav Jefteni*)
2) An Efficient Braking Scheme for PM Synchronous Motor Drives (von 
Kwan-Yuhl Cho, Soon-Bae Yang, Chan-Nee Hong, Jung-Chul Kim)

Beide Papers sind ziemlich identisch, also solltest du Zugang zu einem 
haben, reicht dies glaube ich völlig.

Ich hatte die Möglichkeit beide über meine Universität einzusehen, 
vieleicht ist das bei dir ja auch eine Lösung.

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