Habe eine Frage zu Bürstenlosen Gleichstrommotoren. Mit Motoren haben ich bisher nur sehr wenig zu tun gehabt und habe mir deshalb folgende Frage gestellt: BL Gleichstrommotoren sind doch eigentlich wie (Synchron-) Drehstrommotoren aufgebaut oder liege ich damit schon mal falsch? In allen Schaltplänen von BL Gleichstrommotoren ist neben der Kommutierungselektronik immer noch eine Positionserfassung des Rotors integriert über welche die Kommutierung gesteuert wird (z.B. Hallsensoren). Meine Frage ist nun, ob man diese Positionserfassung grundsätzlich braucht. Wenn man ein Dreiphasenfeld erzeugt, müsste sich doch ein Drehfeld ergeben und der Motor mit der Drehzahl dieses Drehfeldes laufen, eben wie ein Drehstrom Synchronmotor es auch tut. Dort wird ja auch nicht die Position des Rotors erfasst. Wenn das gehen würde, dann müsste ein BL Gleichstrommotor ja an einem Drehstromnetz jederzeit laufen. Wo ist mein Gedankenfehler bzw. wo liegt der grundsätzliche Unterschied zwischen einem Drehstrom Synchronmotor und einem BL Gleichstrommotor? Gruß Transi
Bei Synchronmotoren reichen sogar nur eine Haupt- und eine Hilfswicklung bei einphasigem Wechselstrom. Der BLDC hat halt einfach mindestens zwei Spulenpaare, die Kommutierung wird elektronisch gemacht. Streng genommen reichen zwei Endstufen und ein Schieberegister für den Betrieb aus.
@Transi (Gast) >BL Gleichstrommotoren sind doch eigentlich wie (Synchron-) >Drehstrommotoren aufgebaut Im Wesentlichen ja. >allen Schaltplänen von BL Gleichstrommotoren ist neben der >Kommutierungselektronik immer noch eine Positionserfassung des Rotors >integriert über welche die Kommutierung gesteuert wird (z.B. >Hallsensoren). Meistens, aber nicht immer. Es gibt auch sensorlose Motoren, dort misst man die Rotorposition über die Induktionsspannung der gerade passiven Spule. > Meine Frage ist nun, ob man diese Positionserfassung >grundsätzlich braucht. Indirekt ja, man muss ja das Feld synchron zum Rotor halten. > Wenn man ein Dreiphasenfeld erzeugt, müsste sich >doch ein Drehfeld ergeben und der Motor mit der Drehzahl dieses >Drehfeldes laufen, eben wie ein Drehstrom Synchronmotor es auch tut. Aber nur in bestimmten Grenzen bezüglich Frquenz, Spannung und Lastmoment. >Dort wird ja auch nicht die Position des Rotors erfasst. Vorsicht. Nicht mit dem Asynchronmotor verwechseln! Dort ist es "relativ einfach", da der Schlupf das schon "irgendwie" regelt. Beim Synchronmotor ist es der Phasenwinkel zwischen Rotor und Stator. Da aber die meisten Synchronmotoren heute über Frequenzumrichter betrieben werden, muss auch dort die Rotorposition irgendwie gemessen werden. U.a. um bessere Leistungen zu erzielen. > Wenn das gehen >würde, dann müsste ein BL Gleichstrommotor ja an einem Drehstromnetz >jederzeit laufen. Naja, mit etwas tricksen schon, ist aber kaum pratikabel.
> BL Gleichstrommotoren sind doch eigentlich wie (Synchron-) > Drehstrommotoren aufgebaut Nein. BLDC hat einen Permanentmagneten und müssen daher komplett andersrum angesteuert werden: Der Motor folgt nicht der elektrischne Felder, sondern die elektrische Ansteuerung muss der Bewegung des Motors folgen und tut sie das nicht, verliert sie den Antrieb. Also muss man die Lage mit Hallsensoren erfassen oder per Gegen-EMK auswerten, denn NUR die (effektive) Spannung am Motor bestimmt die Drehzahl je nach Last.
> > Wenn das gehen würde, dann müsste ein BL Gleichstrommotor > > ja an einem Drehstromnetz jederzeit laufen. > Naja, mit etwas tricksen schon, ist aber kaum pratikabel Oje Falk, lies mal was zu BLDC, du hast ja gar keine Ahnung. http://de.nanotec.com/support/tutorials/schrittmotor-und-bldc-motoren-animation/ http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.10.1
@ MaWin (Gast) >Oje Falk, lies mal was zu BLDC, du hast ja gar keine Ahnung. >http://de.nanotec.com/support/tutorials/schrittmot... >http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-fa... Lieber MaWin, vielleicht solltest du versuchen, den nichttechnischen Inhalt von Postings zu erfassen, ohne gleich die AUgen nach innen zu drehen wie der Weiße Hai 25,3ms vor dem Zubeissen. Zu deinen Links. >BLDC haben immer einen Permanentmagnet. Richtig, das ist aber nur ein Nebeneffekt. Man könnte einen BLDC auch fremderegt bauen, bringt aber meist keine Vorteile. Ansonsten sind Synchronmotor und BLDC praktisch identisch. Ein Magnet im Rotor, entweder E-Magnet oder Permanentmagnet und wenigstens drei Feldspulen auf den Stator. > Sie ähneln Schrittmotoren, Nö, das ist ein Irrtum. Nur ein BLDC oft mit der vereinfachten Blockkommutierung betrieben werden, die einer Schrittsteuerung von Schrittmotoren ähnlet, sind sie vom grundlegenden Prinzip anders. Synchronmotor bzw. BLDC arbeiten nach dem Prinzip BIl, sprich, die Kraft und damit das Drehmoment entsteht durch die Wirkung von Flußdichte, (Erreger)strom und Drahtlänge. Schrittmotoren sind Reluktanzmotoren und arbeiten nach einem anderen Prinzip.
Ihr verwirrt mich :-/ Ich hab damals gelernt, dass Schrittmotoren auch nur Synchronmotoren sind. MaWin schrieb: > BLDC hat einen Permanentmagneten Hmmm, wenn das ein Unterscheidungsmerkmal sein sollte: Auch wenn die "dicken Brummer" bei den Synchronmaschinen wohl alle eine Erregerwicklung haben, findet man Permanentmagenten durchaus auch dort sehr oft, vorzugsweise bei Servoantrieben. Wenn ich mir hier unseren 2,6kW-AC-Servo (mit Permanentmagent) an unserer Werkzeugspindel ansehe: Die 3-phasige Lenze-Steuerung macht vom Prinzip her eigentlich nichts anderes als ein TB6560: drei Sinusströme per PWM erzeugen und so den Rotor entprechend ausrichten. Oder überehe ich Wesentliches? Klärt mich Info mal bitte auf :-)
@ Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite >Ich hab damals gelernt, dass Schrittmotoren auch nur Synchronmotoren >sind. Sind sie auch, aber das magentische Grundprinzip ist anders. Gleichstrommaschine, Asynchron- und Sychronmotor arbeiten mit der Lorentzkraft, welche in einem Magnetfeld auf einen stromdurchflossenen Leiter wirkt. Darum auch BIl Prinzip, siehe oben. http://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkraft#Technische_Anwendungen_der_Lorentzkraft Schrittmotoren und geschaltete Reluktanzmotoren sind Reluktanzmotoren (wer hätte das gedacht?), sie arbeiten nach dem Prinzip der Ausrichtung eines Eisenkerns im Magnetfeld. http://de.wikipedia.org/wiki/Reluktanzkraft >unserer Werkzeugspindel ansehe: Die 3-phasige Lenze-Steuerung macht vom >Prinzip her eigentlich nichts anderes als ein TB6560: drei Sinusströme >per PWM erzeugen und so den Rotor entprechend ausrichten. >Oder überehe ich Wesentliches? Eigentlich nicht.
> Schrittmotoren sind Reluktanzmotoren Damit auch der Falk noch was lernt: http://www.deltron.ch/pdf/produkte/motoren/schrittmotor_kurz_erklaert_d.pdf
@ MaWin (Gast) >> Schrittmotoren sind Reluktanzmotoren >Damit auch der Falk noch was lernt: >http://www.deltron.ch/pdf/produkte/motoren/schritt... Hmm, der göttlich MaWin muss natürlich nur ein paar Links den LEuten um die Ohren pfeffern, dmit diese gesalbt werden. Was bitte ist an meiner Aussage falsch? Das Dokument ist nett, aber beschreibt nicht viel mehr als die einfachsten Grundlagen von Schrittmotoren, wie sie selbst mir Unwürdigem seit über einem Jahrzehnt geläufig sind. Ganz abgesehen davon, dass wir mal wieder volle Fahrt in Richtung OT machen. Es ging um Synchronmotoren und BLDC, bei denen der OP eine starke Ähnlichkeit vermutet, welche ich bestätigen würde. Das MaWin in seiner ausgeglichenen Art natürlich jedes halbe Komma zur Gotteslästerung verklärt, ist nix neues. Also nochmal juristisch korrekt. >> Wenn das gehen >>würde, dann müsste ein BL Gleichstrommotor ja an einem Drehstromnetz >>jederzeit laufen. >Naja, mit etwas tricksen schon, ist aber kaum pratikabel. War nur Spaß, real macht man das nicht, weil es viel zu aufwändig ist. Unter Laborbedingungen aber machbar, das wesentliche Problem ist der Anlauf.
Falk Brunner schrieb: > Unter Laborbedingungen aber machbar, das wesentliche Problem ist der > Anlauf. Hier liegt der Pfeffer beim Hasen - Bei Anwendungen, bei denen der BLDC (PMSM) hohe Drehmomente beim Anlaufen erzeugen soll (E-Auto, E-Bike, Pedelec o.ä.) werden deswegen Motore mit Sensoren benutzt, um die Maschine erstmal mit Blockkommutierung anlaufen zu lassen. Sobald einige Sensorwechsel passiert sind, kann der Controller dann auf Sinusbetrieb umschalten. Du kannst einen BLDC natürlich aus einem 3-Phasen Frequenzumrichter speisen und er wird auch drehen (so ausprobiert mit dem '3-Phasen-FU' aus dem Wettbewerb), aber Schlupf usw. wird nicht ausgeregelt oder korrigiert.
> Was bitte ist an meiner Aussage falsch?
Schrittmotore sind keineswegs immer Reluktanzmotore,
der meistverbreitete ist der Hybridmotor (in jenem Dokument
erklärt) und es gibt auch welche die komplett auf
Permanentmagnetfeld basieren.
Also können Eigenschaften die nur bei Reluktanzmotoren gelten
keinesfalls als Erkennungszeichen eines Schrittmotors
aufgeführt werden, und damit zur Unterscheidung gegenüber
einem BLDC (um den es hier geht) herangezogen werden.
Ich versuche das zusammenzufassen: BLDC ist ein etwas schwammiger Begriff der sich auf einen Motor bezieht der mit Gleichspannung zu betreiben ist wie ein Gleichstrommotor, aber bei dem der Kommutatorring mit Bürsten durch eine elektronische Kommutierung ersetzt ist. Über die Motorart sagt das zunächst nicht einmal unbedingt etwas aus, aber in der Regel kommt eine permanenterregte Synchronmaschine zum Einsatz die mittels Hallsensoren oder auch über Berechnung der Rotorposition aus den Phasenströmen und ggf -spannungen blockkommutiert wird. Die Bezeichnung "BLDC" kommt meines Erachtens nach daher, dass diese Systeme in der Urform einfach anstatt des Kommutators einer Gleichstrommaschine Hallsensoren und direkt dadurch angesteuerte Leistungstransistoren hatten, in der Funktion also durchaus unmittelbar mit einer Gleichstrommaschine vergleichbar waren. Diese Bauform lässt sich noch in PC-Ventilatoren und ähnlichem Kleinmist finden.
> Über die Motorart sagt das zunächst nicht einmal unbedingt etwas aus
Zumindest daß er keine Bürsten enthält,
also keine Stromversorgung zum Rotor haben kann
(wie beispielsweise eine Synchronmaschine zur Aufbau des Feldes)
also einen Permanentmagneten besitzen müssen.
MaWin schrieb: > Zumindest daß er keine Bürsten enthält, > also keine Stromversorgung zum Rotor haben kann > (wie beispielsweise eine Synchronmaschine zur Aufbau des Feldes) > also einen Permanentmagneten besitzen müssen. Ich habe auch noch nie gesehen dass mit BLDC etwas anderes als eine permanenterregte Synchronmaschine gemeint gewesen wäre. Im engeren Sinne wäre "BLDC" imho sogar nur für eine PSM mit Blockkommutierung korrekt, da so ein System funktional äquivalent zu einer permaneterregten Gleichstrommaschine ist. Aber da ich auch schon etwas von "sinuskommutierter BLDC" gelesen habe, bin ich lieber vorsichtig diesen Begriff so eng einzuschränken. Bürstenlose Maschinen im Allgemeinen schließen auch Asynchronmaschinen, Reluktanzmaschinen, fremderregte Synchronmaschinen mit rotierendem Transformator für die Erregung, und vermutlich noch ein paar seltsame Dinge ein.
> Ich habe auch noch nie gesehen dass mit BLDC etwas anderes als > eine permanenterregte Synchronmaschine gemeint gewesen wäre. Ich auch nicht, aber natürlich stellt sich die Frage, was http://www.rosync.de/startseite/index.php dann sind. Fehlt die Elektronik und die Sensoren und man traut sich deshlab nicht das Ding BLDC zu nennen ? Ich kann ir eigentlich nicht vorstellen, wie der am 50Hz Netz ohne Elektronik laufen soll.
Uff, da habe ich ja was losgetreten. Bin jetzt etwas schlauer, aber alles ist mir noch nicht klar. Sage jedenfalls schon mal Danke für die Infos. Nur noch zur Info: Mein Interesse rührt einfach von einem einfachen Versuch den ich hier in den letzten Tagen angestellt habe. Ich habe mir drei Sinusignale 120° Phasenverschoben erzeugt und auf den Motor der Kopftrommel eines alten Videorekorders gegeben. Die Positionserkennung habe ich nicht genutzt. Dabei habe ich folgendes festgestellt: Der Motor läuft von sich aus nicht an, es sei denn ich erhöhe ganz langsam die Frequenz. Wirft man den Motor mechanisch an, dann läuft er, allerdings nur bei niedriger Frequenz und damit auch nur relativ langsam. Belastet man ihn, kommt er sehr schnell aus dem "Tritt" und bleibt stehen. Das passt schon alles ganz gut zu euren Erklärungen, wenn ich jetzt auch die Feinheiten nicht durchschaue. Nochmals vielen Dank für Eure Infos. Gruß Transi
MaWin schrieb: > Fehlt die Elektronik und die Sensoren und man traut sich deshlab > nicht das Ding BLDC zu nennen ? Naja, wie es aussieht laufen die Dinger am Netz bzw an einem normalen FU, sind also nicht für Gleichstrombetrieb vorgesehen. Der Zeichnung nach sind das auch permanenterregte Synchronmaschinen. PSM-Antriebe für RC-Modelle werden auch ohne Elektronik als BLDC verkauft, weil sie für den Betrieb an einem Akku mit dem extra erhältlichen Umrichter vorgesehen sind. Vermutlich wäre die Verwirrung groß, wenn man die Motore ab sofort im Set mit dem Umrichter als "Bürstenloser Gleichstrommotor" und allein als "Permanenterregte Synchronmaschine" anbieten würde. > Ich kann ir eigentlich nicht vorstellen, wie der am 50Hz Netz > ohne Elektronik laufen soll. Ich mir auch nicht, ich kenne Synchronmotore ohne Elektronik bisher nur für Leistungen bis einige Watt und Lasten die kaum Anlaufmoment brauchen, wie elektromechanische (Schalt-)Uhren, kleine Wasserpumpen (Aquaristik, Zimmerbrunnen) und ähnliches. Vielleicht ist da ja tatsächlich jemandem etwas Tolles eingefallen.
Transi schrieb: > Das passt schon alles ganz gut zu euren Erklärungen, wenn ich jetzt auch > die Feinheiten nicht durchschaue. Naja, der Motor läuft halt mit einer derartigen Ansteuerung wie ein Synchronmotor. Sobald der Schlupf nur ein klein wenig zu groß wird, kommt er sofort ins Kippmoment und bleibt stehen, weil die durch das schnelle Feld erbrachte Arbeit eben kleiner ist, als die mechanische Arbeit zum Erhalt der Rotation. Normalerweise erkennt also die Motorregelung den Schlupf und fängt an zu korrigieren, sodass der Rotor im Drehfeld bleibt. Aber prinzipiell läuft der Motor auch ohne - nur nicht sonderlich zufriedenstellend :)
Martin Schwaikert schrieb: > Sobald der Schlupf nur ein klein wenig zu groß wird, > kommt er sofort ins Kippmoment und bleibt stehen, weil die durch das > schnelle Feld erbrachte Arbeit eben kleiner ist, als die mechanische > Arbeit zum Erhalt der Rotation. Prinzipiell ja, aber eigentlich spricht man nur bei der Asynchronmaschine von Schlupf, weil es sich bei dieser um einen Winkelgeschwindigkeitsunterschied zwischen Statorfeld und Rotor handelt, vergleichbar einer Rutschkupplung. Bei der Synchronmaschine ist es aber nur eine Winkeldifferenz, die Winkelgeschwindigkeit bleibt (Edit: bei statischer Belastung) gleich.
Hallo Falk, hallo MaWin, >>> Schrittmotoren sind Reluktanzmotoren > >>Damit auch der Falk noch was lernt: >>http://www.deltron.ch/pdf/produkte/motoren/schritt... > > Was bitte ist an meiner Aussage falsch? Das Dokument ist nett, aber > beschreibt nicht viel mehr als die einfachsten Grundlagen von > Schrittmotoren, wie sie selbst mir Unwürdigem seit über einem Jahrzehnt > geläufig sind. Das Dokument hat bei denen offensichtlich ein Praktikant zusammengeschustert, der sich nicht zu schade war, Bilder und ganze Textpassagen von meiner Homepage [1] zu klauen und in das Dokument einzubinden. Dabei würde ich das heute grafisch deutlich anspruchsvoller illustireren, vor allem in einer Werbebroschüre. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann [1] http://www.ostermann-net.de/electronic/schritt/sm_ansteuer.htm
@ Thorsten Ostermann (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite >Das Dokument hat bei denen offensichtlich ein Praktikant >zusammengeschustert, der sich nicht zu schade war, Bilder und ganze >Textpassagen von meiner Homepage [1] zu klauen und in das Dokument >einzubinden. Das Kopielen ehlt den Meistel |-)
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