Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Raumzeigermodulation mit AVR


von Jan R. (Gast)



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Hi,

will mit einem AVR eine Raumzeigermodulation machen, Bildlich 
vorgestellt, muss sich der Raumzeiger Ua ja Drehen. Das hier 
mitgepostete Bild, stellt ja nur eine Momentaufnahme dar, da der 
Raumzeiger ja nicht Stillsteht, würde er das, so würde sich der Motor 
nicht Drehen.

Da ist jetzt auch schon meine Frage. Wie kann ich eine Tabelle 
erstellen, die die Werte beinhaltet, gibt es da ein Programm, in welchem 
ich die Schrittweite des Raumzeigers (Die Digitale Welt ist ja nicht 
Kontinuierlich) einstellen kann, und der mir daraus drei Arrays für die 
drei Halbbrücken Bastelt??

Die Amplitude kann ich ja einstellen, indem ich den Raumzeiger mit einem 
Skala Multipliziere, sprich jede Variable der Arrays mit dem Skalar 
Multiplizieren. Oder muss man das Anders machen?

von ms (Gast)


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Excel?
Und dann als Array im Code ablegen.

Alternativ ein bisschen recherchieren und eine von den ca 100 bereits 
gemachten Lösungen verwenden.

Alternativ einen anderen µC verwenden mit Math-Prozessor und alles in 
Echtzeit berechnen.

von vcd (Gast)


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Hallo Jan,

schau dich mal im Projekt von Axel um, da findest du bestimmt wertvolle 
Anregungen:

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

von Jan R. (Gast)



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hab das gerade mal aus dem Artikel von Axel kopiert.

Wahrscheinlich ne Dumme Frage bei Stern ist 2/3ue ja die Spitzenspannung 
und bei Dreieck Ue aber wenn -Ue und Ue gleichzeitig vorkommen, habe ich 
keine 120° Phasenverschiebung mehr. Denn die beiden Spitzenwerte, können 
ja nicht Gleichzeitig vorkommen? und nochwas nebenbei 2/3*sqrt(3) ist 
nicht 1 sondern 1,1.. als ist der Verkettungsfaktor in diesem Falle wohl 
auch Sinnls oder?

Anbei nochmal das Zeigerdiagramm für die Dreieckspannungen bei Ue -Ue 
und 0 müsste das doch so aussehen oder? Ums angehängt nochmal das für 
die Sternschaltung.

von Jan R. (Gast)


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Bzw. die Dreieckschaltung würde keinen Sinusförmigen Strom bekommen 
sondern dieses Huppelige Rechteck, Wie hier:

http://www.mikrocontroller.net/attachment/114467/raumzeigermodulation.gif

(die obern drei Dreieck der Rosane ist Sternschaltung)

von Jan R. (Gast)


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push

von Franz F (Gast)


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Ich bin gerade beim Überlegen, ob sich ein Wechselrichter bis 60 Hz mit 
einem AVR sinnvoll realisieren lässt. Mit welchem AVR-Typ willst du es 
machen?

von ccc (Gast)


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Das "huppelige Rechteck" sind die Verläufe der Potentiale, nicht die 
Spannungsdifferenz zwischen den Leitern.

Daraus ergibt sich ein 3~ Sinus-System.

von Jan R. (Gast)


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Hatte so an nen atmega 88 gedacht. Vielleicht werde ich aber auch mit 
ARM arbeiten da würde ich dann noch zwischen SAM3X8E von Atmel oder dem 
XMC 4500 von Infineon schwanken.

Aber nochmal zum dreieck. Der Stromverlauf kann hier doch nicht 
Sinusförmig werden, Der Stroverlauf sieht aus wie wenn da noch die 3. 
Harmonische mitwirkt, die in der Sternschaltung elemeniert wird.
Allerdings nicht im Dreieck. Ist das so korrekt?

von ccc (Gast)


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Nein das ist nicht korrekt, du wirst Sachen durcheinander.

Stern/Dreieck Verschaltung ist zunächst mal komplett unabhängig vom 
Modulationsverfahren.

Blockkommutierung, 3~Sinus, 3~Sinus mit 3. Harmonische oder FOC kannst 
du unabhängig von der Motorverschaltung wählen. Vorteil der FOC ist halt 
dass du den maximalen Spannungshub erzeugen kannst währen du mit einem 
reinen 3~Sinus als Ausgangssignal quasi Spannung verschenkst.

von Jan R. (Gast)


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ccc schrieb:
> Nein das ist nicht korrekt, du wirst Sachen durcheinander.
>
> Stern/Dreieck Verschaltung ist zunächst mal komplett unabhängig vom
> Modulationsverfahren.
>
> Blockkommutierung, 3~Sinus, 3~Sinus mit 3. Harmonische oder FOC kannst
> du unabhängig von der Motorverschaltung wählen. Vorteil der FOC ist halt
> dass du den maximalen Spannungshub erzeugen kannst währen du mit einem
> reinen 3~Sinus als Ausgangssignal quasi Spannung verschenkst.

Also bei der Raumzeigermodulation liegt doch die 3. Harmonische mit auf 
dem Signal, oder Liege ich da deiner Meinung nach falsch. Wenn ich jetzt 
einen Motor anschließe, egal ob Stern oder Dreieck, kürzt sich dann 
diese Harmonische wieder Heraus?

von Franz F (Gast)


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Wenn der eine Phasenausgang an Ue+ und der andere an Ue-(GND) geschaltet 
sind, kann Strom fließen, sonst nicht.

von Jan R. (Gast)


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ccc schrieb:
> Das "huppelige Rechteck" sind die Verläufe der Potentiale, nicht die
> Spannungsdifferenz zwischen den Leitern.
>
> Daraus ergibt sich ein 3~ Sinus-System.

Welche Potentiale??

Von einer Phase zu GND?

Wie würde der Spannnugsverlauf aussehen, wenn ich zwischen einer 
halbbrücke und der Masse nicht Sternpunkt ein RC Glied Hängen würde?
Ist da dann einfach U(t)= A1*sin(w*t)+A2*sin(3*w*t)?
Was mich allerdings sehr verwundert, ist, dass Zwischen Muster 4 und 6 
die Halbbrücke immer auf High liegt. Dann wäre dieser Huppel in der 
Mitte oben auch weg. Also ist doch logisch, dass im Dreieck, kein Sinus 
entsteht, sondern die Dritte Harmonische vorhanden Bleibt.

http://www.mikrocontroller.net/attachment/114467/raumzeigermodulation.gif

hier nochmal der Link, -Ue, Ue und 0V ist genau das Muster, was bei dem 
Dritte Harmonisch Gedöns passiert. Erreicht eine kurve Ue hat die 
nächste null und die Dritte -Ue. Wie soll das zu einem Sinus werden, ich 
kann es nur immer wieder Wiederholen. Im Stern ist es ja klar, das 
verschwindet. im Dreieck allerdings nicht.
Wie schaffe ich es also diese Kurve mit der Dritten harmonischen drinnen 
auf der Einzelphase hinzubekommen?

Das wäre mir echt wichtig zu wissen, also wenn es jemanden hier gibt, 
der sich damit auskennt, bitte melden.

Ich sage schonmal danke.

von Franz F (Gast)


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Wenn die drei Halbbrücken mit sinusförmig modulierten PWM-Signalen, 120° 
phasenverschoben, angesteuert werden, so entsteht nach Ausfilterung der 
Schaltfrequenz auch eine Sinusspannung zwischen zwei Phasen. Gibt man zu 
den Modulationssignalen einen Teil der 3. Harmonischen hinzu, so wird 
aus der Sinuspannung eine trapezförmige Spannung (jeweils zwischen zwei 
Phasen gemessen). In Sternschalltung bleibt die Sinusform erhalten, da 
der Sternpunkt mit der 3. Harmonischen schwingt.

von Jan R. (Gast)


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Franz F schrieb:
> Wenn die drei Halbbrücken mit sinusförmig modulierten PWM-Signalen, 120°
> phasenverschoben, angesteuert werden, so entsteht nach Ausfilterung der
> Schaltfrequenz auch eine Sinusspannung zwischen zwei Phasen. Gibt man zu
> den Modulationssignalen einen Teil der 3. Harmonischen hinzu, so wird
> aus der Sinuspannung eine trapezförmige Spannung (jeweils zwischen zwei
> Phasen gemessen). In Sternschalltung bleibt die Sinusform erhalten, da
> der Sternpunkt mit der 3. Harmonischen schwingt.

Ja genau das meine ich. Wenn ich den Raumzeiger mit Konstanter 
Winkelgeschwindigkeit Drehen lasse, bzw. Das über ne Zählerschleife 
programmiere und das gesammte in 6 Sekmente aufteile, und dann jenach 
momentanen stand des Raumzeigers die PWM errechnet wird, bekomme ich 
doch eine Sinusförmige Spannung im Stern. Was muss ich jetzt für den 
Dreieck betrieb verändern?

Ich frag jetz nochmal ganz doof. Vielleicht habe ich hier was falsch 
verstanden...

Eine umdrehung des B-Felds bedeutet doch, dass sich der in meinem ersten 
Beitrag hier in diesem Thread einmal herumgedreht hat? Und bei 
konstanter drehgeschwindigkeit von diesem entsteht eine Sinusförmiger 
strom i  drr Sternschaltung?

von Franz F (Gast)


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Was du berechen musst ist folgendes:

Uu(t) = û * sin (Omega t)
Uv(t) = û * sin (Omega t - 2/3 Pi)
Uw(t) = û * sin (Omega t + 2/3 Pi)

bei U = 0 --> ist das PWM-Tastverhältnis = 50% / 50% (low side / high 
side)
bei U > 0 --> PWM-Tastverhältnis 50%..0% / 50%..100%
bei U < 0 --> PWM-Tastverhältnis 50%..100% / 50%..0%

Für U sollten sicherlich mindestens 2000 Werte pro Sekunde berechnet 
werden.
Wenn die Schaltfrequenz unter 2 kHz ist - natürlich weniger
Ob das mit einem AVR machbar ist ??

von Jan R. (Gast)


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Franz F schrieb:
> Was du berechen musst ist folgendes:
>
> Uu(t) = û * sin (Omega t)
> Uv(t) = û * sin (Omega t - 2/3 Pi)
> Uw(t) = û * sin (Omega t + 2/3 Pi)
>
> bei U = 0 --> ist das PWM-Tastverhältnis = 50% / 50% (low side / high
> side)
> bei U > 0 --> PWM-Tastverhältnis 50%..0% / 50%..100%
> bei U < 0 --> PWM-Tastverhältnis 50%..100% / 50%..0%
>
> Für U sollten sicherlich mindestens 2000 Werte pro Sekunde berechnet
> werden.
> Wenn die Schaltfrequenz unter 2 kHz ist - natürlich weniger
> Ob das mit einem AVR machbar ist ??

Vielen Dank schonmal, aber ist das nicht exakt das gleiche, wie die 
Drehung des Raumzeigers mit Konstanter Winkelgeschwindigkeit, und dessen 
Auswertung im Mikrocontroller und ausgabe über PWM?

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