Hallo
Ich hab ein Verständnisproblem zur Drehzahl des BLDC-Motors.
Mechanisch gesehen ist ja ein BLDC-Motor wie ein permanenterregter
Synchronmotor aufgebaut.
Hier gilt die Formel für die Drehzahl:
f interpretier ich als die Frequenz der Phasen, die sich durch die
Kommutierung einstellt (die Drehzahl wird beim BLDC ja durch die
Spannung eingestellt). Ermittel ich nun die Frequenz, müsste man
mithilfe der Formel ja nun die Drehzahl berechnen können.
Aber was ist nun genau die Polpaarzahl p?
Ingo schrieb:> Für Hobbybastler gibt es eine kV Angabe, was Umdrehungen pro> Minute pro> Volt gibt, somit weiß man, bei welcher Spannung welche Drehzahl> vorliegt.
Und was hat das jetzt mit der Anzahl der Polpaare zu tun?
Das sind doch völlig verschiedene Angaben.
Die Polpaare verändern sich doch nicht, wenn du die Spannung änderst.
Hallo Fragender,
Maxon sagt dazu, daß die Polpaarzahl (p) die Anzahl der Nordpole des
Permanentmagneten ist. Die Phasenströme und die Kommutierungssignale
durchlaufen pro Umdrehung p Zyklen.
Wobei sich deine obigen Aussagen umkehren, wenn du einen BLDC als
Außenläufer hast. Dann sind die Magnete außen und bilden den Rotor und
die Spulen sind innen und sind der Stator.
Ingo schrieb:> Für Hobbybastler gibt es eine kV Angabe, was Umdrehungen pro> Minute pro> Volt gibt, somit weiß man, bei welcher Spannung welche Drehzahl> vorliegt.
Das was du meinst, heißt Drehzahlkonstante und die sagt aus, welche
ideelle Drehzahl pro Volt angelegter Spannung erreicht wird. Dabei
werden keinerlei Reibungsverluste berücksichtigt, ist also nur ein
theoretischer, rechnerischer Wert.
Ingo schrieb:> Für Hobbybastler gibt es eine kV Angabe, was Umdrehungen pro Minute pro> Volt gibt, somit weiß man, bei welcher Spannung welche Drehzahl> vorliegt.
Das gilt aber nur für BLDCs, die die Ansteuerelektronik sozusagen
integriert haben. Wobei ich eine solche Angabe für ziemlich
missverständlich halte.
Gruss
Harald
Harald Wilhelms schrieb:> Ingo schrieb:>>> Für Hobbybastler gibt es eine kV Angabe, was Umdrehungen pro Minute pro>> Volt gibt, somit weiß man, bei welcher Spannung welche Drehzahl>> vorliegt.>> Das gilt aber nur für BLDCs, die die Ansteuerelektronik sozusagen> integriert haben. Wobei ich eine solche Angabe für ziemlich> missverständlich halte.> Gruss> Harald
Hallo Harald,
nein, gilt für alle BLDCs. Steht so direkt bei Maxon zu lesen. Ich habs
grad vor mir.
Harald Wilhelms schrieb:> Das gilt aber nur für BLDCs, die die Ansteuerelektronik sozusagen> integriert haben.
Aber das zeichnet doch einen BLDC (Bürstenloser Gleichstrommotor) aus:
er wird mit Gleichstrom angesteuert und muss daher die
Ansteuer-Elektronik beinhalten.
Sonst wäre es einfach ein Drehstrommotor ;-)
Gruß Dietrich
Dietrich L. schrieb:> Harald Wilhelms schrieb:>> Das gilt aber nur für BLDCs, die die Ansteuerelektronik sozusagen>> integriert haben.>> Aber das zeichnet doch einen BLDC (Bürstenloser Gleichstrommotor) aus:> er wird mit Gleichstrom angesteuert und muss daher die> Ansteuer-Elektronik beinhalten.> Sonst wäre es einfach ein Drehstrommotor ;-)>> Gruß Dietrich
Hallo Dietrich,
nein, ein BLDC ist nicht das gleiche wie ein "normaler" Drehstrommotor.
Ein BLDC ist im Prinzip ein Synchronmotor, aber dann noch mit dem
Unterschied, daß das Drehfeld der Rotorumdrehung angepaßt wird. Und beim
normalen Asynchronmotor hast du ein Drehfeld, dem der Motor dann folgt.
Und das Drehmoment kommt dort erst mit dem Schlupf. Also hängt der Motor
dem Feld immer hinterher und kann bei starker Belastung auch abreißen.
Das kann beim BLDC nicht passieren, weil dort je nach Rotorstellung das
Feld erzeugt wird.
Und auch ist beim BLDC meist keine Elektronik drin, sondern der Anwender
kann einen passenden Motorregler aussuchen, der den Motor dann steuert.
Aber die Angaben (wie oben) der Drehzahlkonstante sind nur für den Motor
allein, nicht für die Ansteuerelektronik.
Daniel schrieb im Beitrag #3395824:
> ich schrieb:>> nein, ein BLDC ist nicht das gleiche wie ein "normaler" Drehstrommotor.>> Ein BLDC ist im Prinzip ein Synchronmotor>> Wie bitte?
Was gefällt dir daran nicht? :-)
Und was soll der TE mit der Leerlaufdrehzahl anfangen? Danach hat er
nicht gefragt.
Es wurde ja schon gesagt daß p die Anzahl der Magnetpaare sind.
Eines ist aber so nicht richtig oder zumindest mißverständlich.
Fragender schrieb:> f interpretier ich als die Frequenz der Phasen, die sich durch die> Kommutierung einstellt (die Drehzahl wird beim BLDC ja durch die> Spannung eingestellt).
Die Drehzahl wird nicht duch die Spannung eingestellt. Die Drehzahl
ergibt sich indirekt aus den vorherrschenden Kräften. Spannung und Last
haben Einfluß. Die Elektronik hat dann die Aufgabe die Kommutierung
passend zur Motorlage vorzunehmen. Kraft und Last haben zwar Einfluß
darauf wann / wie schnell der Rotor die nächste Kommutierungsposition
erreicht, aber nicht unabhängig voneinander. Die Leerlaufbedingung ist
da nur ein Spezialfall. Der Blockadefall ist ein anderer Spezialfall. Da
ergibt jede Spannung null Umdrehungen, aber dafür gibt es ab einer
bestimmten Spannung Schmorbraten. ;-)
Carsten R. schrieb:> Und was soll der TE mit der Leerlaufdrehzahl anfangen? Danach hat er> nicht gefragt.
Hallo Carsten,
ich weiß nicht, ob du mich damit meinst, aber ich habe dem TO schon die
Antwort gegeben (Original MAXON):
>Maxon sagt dazu, daß die Polpaarzahl (p) die Anzahl der Nordpole des>Permanentmagneten ist. Die Phasenströme und die Kommutierungssignale>durchlaufen pro Umdrehung p Zyklen.
Und damit ist die erste Formel des TO richtig.
Die andere Sache mit der der Drehzahlkonstante bezog sich auf die
Aussage von Ingo, als er von "kV" sprach.
ich schrieb:> nein, ein BLDC ist nicht das gleiche wie ein "normaler" Drehstrommotor.> Ein BLDC ist im Prinzip ein Synchronmotor, aber dann noch mit dem> Unterschied, daß das Drehfeld der Rotorumdrehung angepaßt wird. Und beim> normalen Asynchronmotor hast du ein Drehfeld, dem der Motor dann folgt.> Und das Drehmoment kommt dort erst mit dem Schlupf. Also hängt der Motor> dem Feld immer hinterher und kann bei starker Belastung auch abreißen.> Das kann beim BLDC nicht passieren, weil dort je nach Rotorstellung das> Feld erzeugt wird.
Abgesehen davon, dass du wunderbar Asynchron- und Synchronmotor
durcheinander wirfst, solltest du dich mal mit dem Thema FOC
auseinandersetzen. Damit wird das Feld ebenfalls der realen
Rotorposition angepasst. Und das vom "kleinen" Servo bis zu Antrieben im
MW-Breich.
Funktioniert natürlich mit ASM auch.
Die Wirkungsweise des Drehstrom-Asynchronmotors basiert auf dem
2
Drehfeld, das im Luftspalt zwischen Stator und Rotor radial
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gerichtet ist.
4
5
Bewegt sich der Rotor synchron zum Drehfeld, so ist (bis auf
6
Transienten[2]) der magnetische Fluss durch die Maschen des
7
Käfigs konstant und es wird keine Spannung induziert. Das
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Drehmoment ist bzw. wird null.
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Dreht sich der Rotor langsamer als das Drehfeld, so ändert sich
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der Fluss, was eine Spannung induziert, die wiederum einen Strom
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hervorruft. Solange der Schlupf klein ist, ist der Strom
13
proportional zur Änderungsrate des Flusses, also zum Schlupf.
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Das mit dem Käfigstrom einhergehende Feld ist noch klein im
15
Vergleich zum Feld des Stators und zu diesem um 90°
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phasenverschoben. Das dadurch entstehende Drehmoment ist
17
proportional zum Schlupf.
...und ich habe geschrieben:
> Und beim> normalen Asynchronmotor hast du ein Drehfeld, dem der Motor dann folgt.> Und das Drehmoment kommt dort erst mit dem Schlupf.
Zugegeben, ich habe es nicht so ausführlich geschildert, aber für mich
sind das doch zwei gleiche Aussagen, oder? Der Rotor folgt dem Drehfeld,
und durch den Schlupf kommt erst das Drehmoment.
Wo habe ich hier Synchron- und Asynchronmotor verwechselt?
Bei einer Synchronmaschine gibt es keinen Schlupf, die Maschine laeuft
synchron. Das einzige was es gibt ist der Polradwinkel, die Verdrehung
von treibenden zu innerem Feld.
ich schrieb:> Wo habe ich hier Synchron- und Asynchronmotor verwechselt?
Durcheinandergeworfen, nicht verwechselt.
ich schrieb:> Und beim> normalen Asynchronmotor hast du ein Drehfeld, dem der Motor dann folgt.
Hört sich nun mal stark an, als ob es bei Synchronmaschinen kein
Drehfeld gäbe.
vn nn schrieb:> ich schrieb:>> Wo habe ich hier Synchron- und Asynchronmotor verwechselt?>> Durcheinandergeworfen, nicht verwechselt.>> ich schrieb:>> Und beim>> normalen Asynchronmotor hast du ein Drehfeld, dem der Motor dann folgt.>> Hört sich nun mal stark an, als ob es bei Synchronmaschinen kein> Drehfeld gäbe.
Nein, das hast du falsch verstanden. Folgen heißt, er eilt dem Drehfeld
hinterher. Bei Synchronmaschinen, wie der Name schon sagt, ist der Motor
synchron mit dem Drehfeld.
ich schrieb:> nein, ein BLDC ist nicht das gleiche wie ein "normaler" Drehstrommotor.> Ein BLDC ist im Prinzip ein Synchronmotor,
"Drehstrommotor" ist der Überbegriff, unter dem es dann die Bauarten
"synchron" oder "asynchron" gibt. Also ist Dein "nein" falsch ;-)
Ich habe auch nichts von "normalem Drehstrommotor" gesagt, das
vielleicht bei Dir ein Synonym für "Asynchronmotor" ist...
Gruß Dietrich
Danke für die vielen Antworten!
ich schrieb:> Hallo Fragender,>> Maxon sagt dazu, daß die Polpaarzahl (p) die Anzahl der Nordpole des> Permanentmagneten ist. Die Phasenströme und die Kommutierungssignale> durchlaufen pro Umdrehung p Zyklen.>> Wobei sich deine obigen Aussagen umkehren, wenn du einen BLDC als> Außenläufer hast. Dann sind die Magnete außen und bilden den Rotor und> die Spulen sind innen und sind der Stator.
Alles klar, dann muss ich also die Polpaarzahl des Rotors nehmen.
Carsten R. schrieb:> Und was soll der TE mit der Leerlaufdrehzahl anfangen? Danach hat er> nicht gefragt.>> Es wurde ja schon gesagt daß p die Anzahl der Magnetpaare sind.>> Eines ist aber so nicht richtig oder zumindest mißverständlich.>> Fragender schrieb:>> f interpretier ich als die Frequenz der Phasen, die sich durch die>> Kommutierung einstellt (die Drehzahl wird beim BLDC ja durch die>> Spannung eingestellt).>> Die Drehzahl wird nicht duch die Spannung eingestellt. Die Drehzahl> ergibt sich indirekt aus den vorherrschenden Kräften. Spannung und Last> haben Einfluß. Die Elektronik hat dann die Aufgabe die Kommutierung> passend zur Motorlage vorzunehmen. Kraft und Last haben zwar Einfluß> darauf wann / wie schnell der Rotor die nächste Kommutierungsposition> erreicht, aber nicht unabhängig voneinander. Die Leerlaufbedingung ist> da nur ein Spezialfall. Der Blockadefall ist ein anderer Spezialfall. Da> ergibt jede Spannung null Umdrehungen, aber dafür gibt es ab einer> bestimmten Spannung Schmorbraten. ;-)
Stimmt, da hab ich mich wohl nicht ganz richtig ausgedrückt ;-)
Das ist natürlich klar, dass mit der Spannung die Leerlaufdrehzahl
eingestellt wird und die Drehzahl bei höherer Last kleiner wird.
Noch immer ein wenig unklar. Man stellt beim BLDC-Motor mit der Spannung
gar keine Drehzahl ein. Die Elektronik nimmt die Komutierung vor. Nun
gibt es zwei Szenarien.
1. Die Elektronik läßt den Motor so schnell wie möglich laufen. Dabei
wird nur Kommutiert. Die Elektronik versucht dazu den bestmöglichen
Zeitpunkt zu finden. In diesem Fall kann man die Drehzahl mit der
Spannung beeinflussen.
2. Die Elektronik soll eine bestimmte Drehzahl anstreben und sucht dazu
die besten Kommutierungszeitpunkte. Wenn man nun die Leerlaufströme
außer Acht läßt, so fließt der Antriebsstrom nicht kontinuierlich. Die
Elektronik unterbricht zusätzlich zur Kommutierung pulsweise den Strom
um die Drehzahl auf das gewünschte Maß zu reduzieren. In diesem Falle
wird wie in 1. nur die Maximaldrehzahl durch die Spannung begrenzt. Der
Regler kann zwar nicht schneller drehen lassen als es die Physik
erlaubt, regelz aber unterhalb dieser Grenze die Drehzahl, indem er die
in der Formel genannte Kommutierungsfrequenz f erzeugt. Ein Erhöhen der
Spannung wird dann hoffentlich vom Regler kompensiert, den ansonsten
kann er nicht mehr die optimalen Kommutierungszeitpunkte treffen.
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