Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik S: BLDC Motorsteuerung Sinus für eBike


von Drahtesel (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
habe ein Fahrrad auf eBike umgerüstet. Mit Leistung und allem bin ich 
zufrieden, lediglich das Kommutierungsgeräusch stört mich. Ist ein Motor 
mit Hallsensoren (Schalter) und Blockkommutierung. Ich suche eine 
kompakte BLDC Steuerung, die man verwenden könnte. 36V.

von Uwe (Gast)


Lesenswert?

Wenn man Hallsensoren am Motor hat benutzt man normalerweise 
Sinuskommutierung.
Wenn man keine Hallsensoren hat muss man die Blockkommutierung benutzen.

von Jürgen (jliegner)


Lesenswert?

Uwe schrieb:
> Wenn man Hallsensoren am Motor hat benutzt man normalerweise
> Sinuskommutierung.
> Wenn man keine Hallsensoren hat muss man die Blockkommutierung benutzen.

Na das stimmt aber so nicht. Die Hallsensoren sind auch bei einer 
Blockkommutierung wichtig, wenn man auch bei kleinen Drehzahlen 
vernünftig arbeiten will. Die meisten Regler im Fahrradbereich die 
Hallsensoren verwenden arbeiten auch mit Blockkommutierung.
Wenn sie fehlen, dann nur aus Preisgründen. Normalerweise startet auch 
eine Sinuskommutierung bei kleinen Drehzahlen mit einer 
Blockkommutierung und schaltet dann erst um. Ohne Hallsensoren oder 
Drehgeber wird aber eine Sinuskommutierung noch viel schwieriger. 
Insbesondere bei kleinen Drehzahlen. Da aus der Messung der Motorströme 
die Rotorposition zu ermitteln ist schon eine "höhere" Kunst.

von Uwe (Gast)


Lesenswert?

> Ohne Hallsensoren oder
> Drehgeber wird aber eine Sinuskommutierung noch viel schwieriger.
> Insbesondere bei kleinen Drehzahlen. Da aus der Messung der Motorströme
> die Rotorposition zu ermitteln ist schon eine "höhere" Kunst.

Wie soll man denn bei einer Sinuskommutierung die Position bestimmen 
ohne Hallsensoren ???

von xmc inf (Gast)


Lesenswert?

FOC + SVPWM, sensorless

hat größeren Spannungshub als 3~Sinus und kommt ohne externe 
(Hall)Sensoren aus.

von Statler (Gast)


Lesenswert?

Uwe schrieb:
> Wenn man Hallsensoren am Motor hat benutzt man normalerweise
> Sinuskommutierung.
> Wenn man keine Hallsensoren hat muss man die Blockkommutierung benutzen.

Na so einen Schmarrn kann man noch nicht mal Halbwissen bezeichnen.

Uwe schrieb:
> Wie soll man denn bei einer Sinuskommutierung die Position bestimmen
> ohne Hallsensoren ???

Im einfachsten Fall durch Blindanlauf, anschliessend durch Strommessung. 
Oder z.B. durch Einschaltimpulse und Messung von Rückinduktion... Da 
gibt es verschieden z.T. patentierte Verfahren.

Ausserdem muss die Feldgeometrie des Motors überhaupt für Sinus geeignet 
sein. Ich würde sogar davon ausgehen, dass der o.g. Motor passend zu 
seiner Ansteuerung für eine Blockkommutierung optimiert ist. Da macht 
ein anderer Controller dann gar keinen Sinn. Als erstes sollte der TO 
mal die Motorphasen im Generatorbetrieb mit dem Oszi untersuchen, dann 
kann er erst mal feststellen, ob eine Sinuskommutierung hilfreich ist. 
Bestenfalls ist vermutlich noch was mit FOC zu realisieren.

von Uwe (Gast)


Lesenswert?

> Oder z.B. durch Einschaltimpulse
Dann ist es aber keine Sinuskommutierung mehr.

>> Wenn man Hallsensoren am Motor hat benutzt man normalerweise
>> Sinuskommutierung.
>Ausserdem muss die Feldgeometrie des Motors überhaupt für Sinus geeignet
>sein.
Stimmt hatte ich vergessen ...

>> Wenn man keine Hallsensoren hat muss man die Blockkommutierung benutzen.
Man kann zwar den Sinus fest vorgeben aber wenn man den Motor belatet 
und er aus dem tritt kommt läuft er nicht mehr an wenn das Drehfeld für 
ihn zu schnell zu anlaufen ist.

>Da gibt es verschieden z.T. patentierte Verfahren.
Kann mir immer noch nicht vorstellen wie das gehen soll, hast du mal nen 
Link

von Statler (Gast)


Lesenswert?

Uwe schrieb:
>> Oder z.B. durch Einschaltimpulse
> Dann ist es aber keine Sinuskommutierung mehr.
==> Einschalt(-mess-)impuls.

Uwe schrieb:
> Kann mir immer noch nicht vorstellen wie das gehen soll, hast du mal nen
> Link

z.B. Melexis nennt sein Verfahren "TrueSense" und startet damit aus den 
Stand mit FOC und vollem Drehmoment.
http://www.melexis.com/Brushless-DC-Motor-Control-ICs/3-phase-BLDC-and-PMSM/Sensorless-BLDC-motor-controller-Gen-II-782.aspx

von Jürgen (jliegner)


Lesenswert?

Statler schrieb:
> z.B. Melexis nennt sein Verfahren "TrueSense" und startet damit aus den
> Stand mit FOC und vollem Drehmoment.

Das möchte ich mal sehen ob das bei einem Fahrrad aus dem Stand 
funktioniert. Ab einer bestimmten Drehzahl sicherlich. Aber anfahren 
damit?

von Horst H. (horst_h44)


Lesenswert?

Die genaue Motorpostionserfassung im Stillstand und bei kleinen 
Drehzahlen lässt sich gut mit dem 1-chip Encoder iC-MH8 machen. Hier 
gibts eine komplette Platine: 
http://www.gb97816.homepage.t-online.de/mh8_2.htm und Applikationen: 
http://ichaus.biz/whitepapers .

von gaast (Gast)


Lesenswert?

Jürgen Liegner schrieb:
> Na das stimmt aber so nicht. Die Hallsensoren sind auch bei einer
> Blockkommutierung wichtig, wenn man auch bei kleinen Drehzahlen
> vernünftig arbeiten will.

Wobei ja ein eBike (also so eins mit Motor als unterstützung, nicht als 
alleinem Antrieb) eigentlich nicht aus dem Stillstand heraus 
wengetrieben werden müsste, womit eigentlich eine Sensorlose Lösung 
ohnehin kein Problem sein dürfte.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Drahtesel schrieb:
> Ich suche eine
> kompakte BLDC Steuerung, die man verwenden könnte. 36V.

Die AVR447 Application Note beschreibt so ein System. Hier wird zum 
Starten Blockkommutierung benutzt und nach ein paar Sensorwechseln auf 
Sinus umgeschaltet. Die Hallsensoren synchronisieren dann die Position 
innerhalb der Sinustabelle - recht pfiffig und sehr gut brauchbar.
Wenn es dir gelingt, den vorhandenen Mikrocontroller zu extrahieren und 
einen AVR einzusetzen (AVR447 nimmt Mega88/168/328), bist du am Ziel.

Leider sind bei billigen BLDC Motoren die Sensoren oft direkt im 
Magnetfeld der Spulen montiert und erzeugen dadurch gerade bei 
Sinusansteuerung Fehlimpulse. Das weiss man aber erst, wenn man es 
ausprobiert.

: Bearbeitet durch User
von Drahtesel (Gast)


Lesenswert?

Hallo Matthias,
ja - das schau ich mir mal an. Guter Tipp.
Hab eigentlich eher ein fertiges Modul gesucht, das man irgendwie 
parametrisieren kann. Aber sowas gibts wohl nicht.
Danke für Deine Hilfe.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Drahtesel schrieb:
> Hab eigentlich eher ein fertiges Modul gesucht, das man irgendwie
> parametrisieren kann. Aber sowas gibts wohl nicht.

Doch, gibt es auch, aber die sind sowas von teuer, das du dir davon 
gleich noch zwei E-Bikes kaufen kannst. Im industriellen Umfeld wird so 
etwas heute gefertigt.

Noch ein Tipp: Am besten misst du den vorhandenen MC im Betrieb aus, 
damit du die Pinbelegung für die Sensoren und die drei Halbbrücken (6 
Ausgänge) weisst. Du wirst auch den Eingang für den Gasdrehgriff (oder 
was auch immer da eingebaut ist) herausfinden müssen und etwaige 
Strommesseingänge.
Wenn du alles weisst, schau dir an, ob du irgendwie ein Tochterboard mit 
dem AVR einsockeln kannst, um evtl. auch noch mal den Original-MC 
aufzubauen und zu testen.

: Bearbeitet durch User
von Rolf Magnus (Gast)


Lesenswert?

gaast schrieb:
> Wobei ja ein eBike (also so eins mit Motor als unterstützung, nicht als
> alleinem Antrieb)

Das ist aber kein E-Bike, sondern ein Pedelec.

> eigentlich nicht aus dem Stillstand heraus wengetrieben werden müsste,

Wenn man bergauf anfahren will, möchte man eigentlich schon sofort 
Untertützung mit maximaler Kraft und nicht erst, nachdem man schon 
losgefahren ist.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.