BLDC (Blockkommutierung) Feldschwächung? Oder was ist das hier?

[No Y. (noy)]

Hallo Forum,
ich habe hier eine Ansteuerung mit Stromregelung für einen BLDC Motor 
gebaut und diese funktioniert auch.

Wenn ich mir nun die Phasenströme anschaue (siehe Bild) gibt es immer 
einen Überhöhung des Stroms wenn umkommutiert wird. Nach einer Quelle 
die ich von meinem Prof bekommen habe, handelt es sich wohl um die 
Feldschwächung (wobei dort der Strom einbricht und nicht überhöht wird). 
Hier steigt der Strom aber ja leicht an (zu dem Zeitpunkt beim 
abschalten ist die Brücke mit dem Motor ja ähnlich wie ein 
Hochsetzsteller). Die Spannung am Zwischenkreis bzw. an der "oberen 
Lane" erhöht sich auch, wodurch sich ja dann auch der Strom in den 
Windungen erhöht.

Das verwirrt mich nun ein wenig und ich finde keine ordentliche 
Erklärung über google. Kann mal ein Profi dazu was sagen?

[Uwe (Gast)]

Die Peaks kommen zeitgleich mit den Schqaltflaken auf einer jeweils 
anderen Phase. Wenn man sich die einzelnen Spulen im Motor als einzelene 
Trafowicklungen vorstellt ...

[No Y. (noy)]

Also wird der Einbruch im Strom (den ich von der Feldschwächung erwartet 
hätte) überlagert mit dem Effekt der beim Trafo auftritt, also dass ich 
durch das Zusammenfallen des Feldes über die Magnetische Kopplung in der 
anderen Wicklung einen Stromanstieg sehe.

Und gleichzeitig steigt die Spannung kurzzeitig auf der "oberen Lane" 
der Brücke an, wenn die Low-Side umkommutiert wird, weil es zu dem 
kurzen Zeitpunkt vom Strompfad her einem Hochsetzsteller gleicht!?

Also sind es sogar 3 Effekte die sich hier überlagern?

Wobei Effekt 2,3 zusammen so groß sind, dass der Stromeinbruch durch die 
Feldschwächung praktisch ausgeglichen wird. Und alles zusammen hängt 
wiederrum von den Motorparametern ab. Je nach Induktivität und Kopplung 
beim Motor kann man auch die Feldschwächung sehen oder?

[BastiDerBastler (Gast)]

Hallo,
von welcher Art Feldschwächung reden wir hier eigentlich unter 
Berücksichtigung der Permanenterregung?

[BastiDerBastler (Gast)]

Und was mich noch interessieren würde... sind zufällig in der "grünen" 
und "gelben" Phase die Messwiderstände? Nur so rein interessehalber...

[No Y. (noy)]

Messwiderstände gibt es dort nicht. Der Motor besitzt Hallsensoren 
(falls du Messwiderstände für die Kommutierung meinst). Desweiteren 
wurde der Strom über Stromzangen an der jeweiligen Phasen Zuleitung 
direkt vor dem Motor gemessen.

Was noch aufgefallen ist, ist dass der Motor hier anscheinend leichte 
Induktivitäten bzw. Wicklungswiderstand Abweichungen hat. Die Wicklungen 
sind also nicht gleich..

Das mit der Feldschwächung ist folgendermaßen gemeint:
Siehe Bild: Aus [1]D. Kos, M. Curkovic, K. Jezernik; FPGA Based BLDC 
Motor Current Control with Spectral Analysis; University of Maribor, 
Slovenia entnommen.
Hier sieht man in dem Phasenstrom einen Einbruch wenn umkommutiert wird 
zwischen den beiden nicht dargestellen Phasen.

Das was ich dazu gefunden habe ist:
Strom fließt durch Phase 1+ und Phase 2-. Dann wird von Phase 2- auf 3- 
umkommutiert (kurzzeitig fließt der Strom über Diode Phase 2+). Nach 
fertiger umkommutierung baut sich der Strom in Phase 2 ab und in Phase 3 
auf. Gleichzeitig baut sich aber wohl auch der Strom in Phase 1  ab 
(untere Diode leitet wohl). Dadurch kommt es zu dem dargestellten 
Stromeinbruch.



Und anstatt dem erwarteten Stromeinbruch wie auf den Bildern gezeigt 
gibt es halt die bereits oben gezeigten Überhöhungen.

[BastiDerBastler (Gast)]

Danke Dir, das schaue ich mir mal genauer an!
Ich meinte Messwiderstände für den Stromregler, den es offenbar nicht 
gibt (ditsch, einfaches Erreichen der Nenndrehzahl).

[No Y. (noy)]

Quelle für die Erklärung ist : [2]  Prof. Dr.-Ing. P. Mutschler; Skript 
zur Vorlesung „Antriebe in der Automatisierungstechnik“; Technische 
Universität Darmstadt; 1990 kann ich hier aber nicht hochladen aus 
Urheberrechtsgründen.

[No Y. (noy)]

Doch Stromregler gibt es. Es ist ein 2 Punkt Regler, der Strom wird 
allerdings über einen LEM Stromwandler zwischen Zwischenkreis und 
Brückenschaltung gemessen. Wie in dem PDF für die Bilder auch 
beschrieben ist. Getaktet wird immer der jeweilige Highside Mosfet.

[BastiDerBastler (Gast)]

Mir stellt sich da gleich die Frage, wie man da die Phasenlage des 
Stroms bestimmt? Kann man sicher davon ausgehen, dass der Strom das tut, 
was die Spannungs-Phasenlage angibt?
Leider finde ich keine Online-Quelle für das Paper, theoretisch kommt 
man da bestimmt über die Uni-Bibo ran, oder? Hab' sowas (vor allem aus 
Bequemlichkeit :() noch nie gemacht.

[BastiDerBastler (Gast)]

Aber wieder eine für Deinen Fall blöde Frage, weil Du ja kommutierst! 
Ich versuche mich gerade an einem Sinuswandler und komme doch noch sehr 
oft durcheinander, entschuldige bitte ;)

[No Y. (noy)]

Regler geht so:

Wenn der Strom höher als der Sollstrom+ Hysterese steigt wird die 
High-Side abgeschaltet. Dann sieht der Stromwandler kurzzeitig nichts 
mehr bzw 0A da ja der Freilaufpfad aktiv ist. Und will direkt wieder 
einschalten. Das wird aber über einen Timer kurzzeitig verzögert. Und 
zwar so lange wie der Strom braucht bis er in den Wicklungen weit genug 
abgefallen ist. Wird in der 2. Quelle so beschrieben. Funktioniert auch 
wie man sieht. Die untere Schaltgrenze wird aber halt über eine 
eingestellte Zeit bestimmt, die je nach Motor eingestellt werden muss.


Ja musst über die Bib ran. Ist von IEEE daher kann ich es net so einfach 
hier hochladen..



Der Motor hat bei Blockkommutierung optimalerweise ne Trapez EMK. (Hat 
der hier zwar nicht, aber das gibt halt ein etwas schwankendes 
Drehmoment, tut hier aber gerade für meine Frage nix zur Sache..)

[BastiDerBastler (Gast)]

Ja natürlich, tut mir Leid, dass ich Dich vom Thema weggebracht habe. 
(Nur noch soviel: Da es ja weder ideale Sinus- oder Trapez-Motoren gibt, 
muss ich noch eine Möglichkeit entwickeln, die Back-EMF-Kurve 
aufzuzeichnen und die Stromphasenlage im Anschluss entsprechend der 
Kurve zu regeln).