Hallo, ich bin gerade dabei mich in das Thema BLDC-Ansteuerung einzuarbeiten und habe da ein paar Punkte, die mir noch nicht ganz klar sind und die ich so nicht eindeutig beschrieben finde. 1. Wird durch die elektronische Kommutierung auch eine Drehzahlregelung gemacht oder wird das Stator-Drehfeld einfach dem Rotor-Drehfeld nachgeführt und die Drehzahl ergibt sich wie beim klassischen DC-Motor aus der Spannung? Oder werden gar Spannung und Drehfeld-Differenz-Winkel variiert? Oder was? 2. Wenn ich im Web nach Controllern suche, dann finde ich Bezeichnungen wie 6, 9, 12 - FET. In den Prinzipschaltbildern werden aber immer 6 FETs dargestellt, um drei Phasen anzusteuern. Was hat es mit den Zahlen > 6 auf sich? Gruß, Philip
Der Rotor folgt dem Feld das Du erzeugst, wenn Du die Drehzahl nicht so schnell steigerst das der nicht mehr mitkommt. Um Laufruhe und Stromaufnahme zu optimieren muss man die Position des Rotors kennen um entsprechend das Feld zu erzeugen. Bei Back EMF z.B. wird die Induktionsspannung dazu gemessen. Da man am Anfang noch keine EMF hat, wird das Feld langsam 'hochgefahren' so das der Rotor irgendwann 'einrastet' und hochdreht, bis die Drehzahl reicht um auf Back EMF Messung zu gehen. Hallsensor ist da kompfortabler aber teuerer.
Ok, und die Spannung/Amplitude der Kommutierungsblöcke ist konstant?
Philip K. schrieb: > 1. Wird durch die elektronische Kommutierung auch eine Drehzahlregelung > gemacht Nein. > oder wird das Stator-Drehfeld einfach dem Rotor-Drehfeld > nachgeführt und die Drehzahl ergibt sich wie beim klassischen DC-Motor > aus der Spannung? Ja. > 2. Wenn ich im Web nach Controllern suche, dann finde ich Bezeichnungen > wie 6, 9, 12 - FET. In den Prinzipschaltbildern werden aber immer 6 FETs > dargestellt, um drei Phasen anzusteuern. Was hat es mit den Zahlen > 6 > auf sich? Im Modellbau war es gerne gesehen, wenn ein MOSFET ohne Kühlkörper verwendet wurde, weil Kühlkörper gross und schwer sind. Da kam man auf die Idee, mehrere MOSFETs parallel zu schalten, denn dann verteilt sich die Leistung auf 2 und es ist der halbe Widerstand, man kann also 4-fache Ströme schalten. Die 9 sind wohl bloss das werbewirksame mitzählen eines Ansteuer-MOSFETs. Parallelgeschaltete MOSFETs sind aber nur sinnvoll, wenn man anders nicht so einen niedrigen RDSon bekommt, sonst wäre ein Kühlblech schlauer. http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.10.1
Michael Knoelke schrieb: > Der Rotor folgt dem Feld das Du erzeugst, wenn Du die Drehzahl nicht so > schnell steigerst das der nicht mehr mitkommt. MaWin schrieb: >> oder wird das Stator-Drehfeld einfach dem Rotor-Drehfeld >> nachgeführt und die Drehzahl ergibt sich wie beim klassischen DC-Motor >> aus der Spannung? > > Ja. Und wer hat jetzt recht, bzw. wie wird es üblicherweise gemacht? Wenn sich die Drehzahl über die Spannung ergibt, heißt das, dass die Kommutierunsblöcke gepulst werden?
Die Kommutierung passiert passend zur Rotorstellung, und die Drehzahl veränderst du mit der Spannung.
Du hattest bereits Recht und dir mehr Ahnung über die prinzipielle Funktionsweise von BLDC angelesen als Michael. Zu 9 fällt mir noch ein: Eventuell nur die 2 oberen als PMOSFET parallel und unten nur jeweils ein NMOSFET weil PMOS vom RDSon her schlechter ist als NMOS.
MaWin schrieb: > Da kam man auf > die Idee, mehrere MOSFETs parallel zu schalten, denn dann verteilt sich > die Leistung auf 2 und es ist der halbe Widerstand, man kann also > 4-fache Ströme schalten. Die 9 sind wohl bloss das werbewirksame > mitzählen eines Ansteuer-MOSFETs. Wobei das bei 9 Stück noch längst nicht aufhört. Bei Jeti beispielsweise schalten sie sogar 8 Stück parallel, so daß man auf eine Gesamt-Anzahl von 48 Leistungs-FETs kommt. Beispiel: Jeti Spin Pro 125 Der Regler ist für einen zulässigen Dauerstrom von 125A ausgelegt.
Philip K. schrieb: > oder wird das Stator-Drehfeld einfach dem Rotor-Drehfeld > nachgeführt und die Drehzahl ergibt sich wie beim klassischen DC-Motor > aus der Spannung? Man könnte noch ergänzen, daß die Drehzahlgelug zum Einen über die Spannung gemacht werden kann, aber zum Anderen ebenfalls analog zum klassischen DC-Motor per PWM erfolgen kann. Dabei wird üblicherweise in der Off-Zeit die Blockkommutierung in den Leerlauf geschaltet. Die PWM ist also langsamer als die Komutierung. Man kann es aber auch anders machen.
... http://www.mikrocontroller.net/articles/Brushless-Controller_f%C3%BCr_Modellbaumotoren Lies dir das hier durch. Ist 100x mehr Wert als die halbkorrekten Antworten von den Usern hier. Der Artikel hat mir übrigens als einzige Referenz gedient, einen eigenen BLDC-Controller zu entwickeln welcher mittlerweile ziemlich gut funktioniert. Was du dort liesst, ist also auf jeden Fall kein Mist. Gruss
Mit dem Thema wurden schon ganze Bücher gefüllt. Der Artikel ist daher zwar gut aber auch nicht allumfassend, das schreibt er aber auch selbst, beispielsweise daß er noch nicht herausgefunden hat wie es der gekaufte Regler beim Anlaufen so schnell in den BEMF-Betrieb schafft. Modellbauer, insbesondere die Flieger, befassen sich auch mit diesen Motoren. Wiki und andere Quellen liefern weitere Hinweise über nutzare Möglichkeiten. So wird die Induktivität durch ein Magnetfeld quasi in eine Richtung vorgespannt. Dadurch kann man auch ohne Bewegung mit Stromimpulsen messen. Sie verhalten sich je nach Lage der Felder zueinander unterschiedlich, die Induktivität ist in die eine Richtung höher als in die andere. Ein paar Dinge zum Timing sind richtig gut. Besonders die Erklärungen zum Feldschwächebetrieb sind hilfreich. Ein paar andere Dinge können leicht mißverstanden werden. Frequenz und Timing. PWM Nebenbei nur so am Rande: Hier gibt es neben der PWM motorseitig noch ein PWM-Steuersignal um dem Controller Befehle zu geben. Das hat eine vergleichsweise niedrige Frequenz und ist hier aber auch nicht das Thema da es mehr um den Motor geht. Man könnte bei weiteren Recherchen darüber stolpern. Die Oszilloskopbilder können den Eindruck erwecken, daß die PWM in der Regel die Highpegel der Kommutierung zig mal zerhacken. Die Bilder stammen aus Anlaufphasen oder gehören zu einer eher niedrigen Drehzahl. Die PWM hat eher eine feste Frequenz. Daher sieht das dann bei höherer Motordrehzahl völlig anders aus, zumal der gekaufte Regler auch noch eine deutlich niedrigere Frequenz für die PWM nutzt. Die Kommutierung erfolgt sehr viel schneller als die Drehzahl zunächst vermuten läßt, je nach internem Aufbau sogar um Größenordnungen (Phasen-, Nut- Pol(aar)zahl...). Es ist daher nicht sebstverständlich daß ein High einer Phase durch die PWM zig mal zerhackt wird. Ansonsten wäre man bei einigen Konstellationen sehr schnell in 3-stelligen kHz Regionen unterwegs. Es gibt da verschiedene Methoden da eine PWM unterzubringen die unterschiedlich je Kontext bevorzugt werden. Timing: Es wird von 0 und 30 Grad gesprochen. Das sollte man aber nicht auf die Rotorposition allgemein beziehen. Es bezieht sich auf die Lage im Wellenverlauf es Signals was einhergeht mit der Rotorposition relativ zum Magnetfeld und das ist wieder abhängig vom inneren Aufbau. Die von außen zu beobachtenden Winkel sind sehr viel kleiner, nur ein Brucheil davon. Die Grundidee hast Du schön völlig richtig erkannt. Nach dem Hochfahren (eigenes Thema) folgt die Kommutierung dem Motor. Die Drehzahlregelung per Spannung oder PWM kann man dann unabängig davon betrachten. Für die hier im Forum üblichen Zwecke ist es meist nicht nötig beides miteinander zu verpflechten.
Carsten R. schrieb: > Der Artikel ist daher > zwar gut aber auch nicht allumfassend, das schreibt er aber auch selbst, > beispielsweise daß er noch nicht herausgefunden hat wie es der gekaufte > Regler beim Anlaufen so schnell in den BEMF-Betrieb schafft. Das mit dem Anwerfen des Motors ist in der Tat eine Wissenschaft. Mein Regler ist mittlerweile so weit, dass wenn er mal dreht richtig gut dreht. Das mit dem Anwerfen klappt ca 7/10 mal. Leider hatte ich noch zu wenig Zeit um das ganze genau zu analysieren. Man findet dazu im Internet aber einige gute Tipps, wie man sowas machen könnte. Dabei wirst du schnell merken dass da jeder seine eigene Methode hat. Werde meine natürlich veröffentlichen, sobald dass ganze Projekt abgeschlossen ist. Alternativ dazu gibt es einige BL-Controller, von welchen Schemas & Software bereits vorhanden ist. Unter anderem von Mikrokopter. Von deren BL-Ctrl Systemen: http://www.mikrokopter.de/ucwiki/BL-Ctrl findet man im Wiki direkt die Schemas, den Source Code dazu gibts hier: http://svn.mikrokopter.de/listing.php?repname=BL-Ctrl&path=%2Ftags%2FV0.31%2F&#Acdea59dd5aecfa6bc1486a784f7b439b Falls jemand mal Lust hat ein bisschen zu schauen wie das andere Leute machen, dann viel spass beim analysieren. Der Code hat mir übrigens auch bei meiner vorgehensweise geholfen. Kann ausserdem noch sagen dass die Regler sehr gut funktionieren und der Motor ohne Probleme in Bruchteilen von Sekunden gestartet werden kann. Gruss
Okto P. schrieb: > Was du dort liesst, ist also auf jeden Fall kein Mist. Richtig. Im Gegensatz zu dem, was kaffeetante hier schreibt. Leider fehlt dem Artikel eine Beschreibung des Anlaufs. Dort hätte man erwähnen können, daß Motoren ohne Hallsensoren die nur BEMF zur Kommunierung nutzen können, fast gar nicht unter Last zum anlaufen zu bewegen sind, sondern nur mit Propeller oder ähnlichen Lasten die im Anlauf nur ihr (immer gleiches) Trägheitsmoment haben. Soll ein Motor unter Last anlaufen, beispielsweise Achsantrieb eines Modellautos, dann tut man sich mit Hallsensoren viel viel einfacher. Die PWM des Motors, die seine mittlere Betriebsspannung und damit Geschwindigkeit ergibt, sollte natürlich sehr hochfrequent sein, schon weil man sie aus der BEMF rausfiltern muss, und sich dann viel leichter tut, wenn Kommutierungsfrequenz und Spuelstromripple weit auseinander liegen. Mit dem PCM Servosignal, welches ein Modellbaumotorcontroller bekommt, hat PWM natürlich nichts zu tun.
MaWin schrieb: > Mit dem PCM Servosignal, welches ein Modellbaumotorcontroller bekommt, > hat PWM natürlich nichts zu tun. Er hat ja auch nichts von PCM geschrieben. Die wird ja nur bei den neueren digitalen Funksteuerungen benutzt. Die bisherigen verwenden PPM, und im Grunde genommen ist es auch eine PWM, nur eben mit viel niedrigerer Frequenz als die PWM für die Motorregelung. PWM deshalb, weil ja (wenn man einen Kanal betrachtet) lediglich die Impulsbreite von 1..2ms verändert wird. Die Frequenz bleibt gleich. Und genau das ist ja ds Merkmal einer PWM. Und bezüglich des Motoranlaufs, fang nicht wieder damit an, daß die Anlaufrichtung reiner Zufall ist bei einem sensorlosen Motor. Mittlerweile gibt es genügend Algorithmen, die durch das Bestromen der Wicklungen auch im Stillstand feststellen können, wie die Rotorstellung ist und dann gezielt ohne jegliches Ruckeln den Motor anlaufen lassen können. Klar geht das mit Hallsensoren einfacher. Aber daß der Anlauf mit sensorlosen Motoren rein zufällig passiert, ds ist eine Information von vor 10 Jahren, schätze ich mal. Oder noch früher.
MaWin schrieb: > Okto P. schrieb: >> Was du dort liesst, ist also auf jeden Fall kein Mist. > > Richtig. Im Gegensatz zu dem, was kaffeetante hier schreibt. > Leider fehlt dem Artikel eine Beschreibung des Anlaufs. Schön zusammen gebaut. Du hast es nun selbst nicht gesagt aber trotztem ist die Botschaft klar. Und was ist Dir heute über die Leber gelaufen? Ist es mal wieder so weit? Alles was ich hier geschrieben habe geht mit den anerkannten Tatsachen konform bzw. sind zusätzlich Erläuterungen die anerkannte Texte nur besonders hervorheben. Lediglich zur PWM-Frequenz betone ich, daß es nicht selbstverständlich ist daß die PWM jedes High in grob ausgezählt 40 PWM-Pulse zerlegt (Oszibild). Wenn es doch selbstveständlich wäre, lasse ich mich gern eines Besseren belehren. "nicht selbstvertändlich" schließt ja nichts aus. Und gleich zu Beginn schrieb ich auch: "Die PWM ist langsamer als die Kommutierung. Aber man kann es auch anders machen." Ich betone nochmal: "Es gibt da verschiedene Methoden da eine PWM unterzubringen die unterschiedlich je Kontext bevorzugt werden." Und noch haben wir keinen Kontext abgesehen von persönlichem Geschmack. Zugegeben, beim gekauften Regler habe ich mich auf die Schnelle bei der Frequenz verguckt. Peanut. Seine PWM-Frequenz ist nicht deutlich niedriger als die 20 kHz der seiner eigenen Wahl. Wenn man sich aber die zeitliche Auflösung des Bildes "Vollgas" anschaut, wird klar, daß da ein High nicht genügend Platz für zig PWM-Pulse hat, und die halb so lange BEMF-Flanke erst recht nicht. Ich sprach von der Unabhängigkeit der PWM-Funktion und daß es wohl eher nicht notwendig ist diese mit der Kommutierung zu verpflechten. Natürlich sollen sie sich nicht gegenseitig stören. Genaugenommen wäre das auch nicht unabhängig. Die Sache mit der Filterung ist ein guter Hinweis. Die kann man für die anderen Methoden anpassen. Wo ist der Mist? Bitte konkret und/oder Konstruktiv. Dann lernen wir alles was.
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Bearbeitet durch User
Was ist denn BEMF? Aus den englischsprachigen Erklärungen, die mir Google liefert, werd ich nicht ganz schlau. Vielleicht kanns ja mal jemand mit einfachen Worten zusammenfassen? Der Anwendungsfall wäre bei mir übrigens zunächst ein Pedelec-Antrieb und später ein Spaßmobil-Antrieb im einstelligen KW-Bereich. Ich bin neulich ein Liege-Trike mit 4 KW-Motor gefahren und seitdem lässt mich der Gedanke nicht mehr los, dass ich mir sowas auch bauen muss :-) Und da ich das Thema so interessant finde würde ich halt gern den Controller, zumindest softwareseitig, irgendwann selbst implementieren. Im ersten Schritt nehme ich einen fertigen und mache nur die Ansteuerung des Gaseingangs selbst.
Die Frage nach dem BEMF hat sich erledigt...steht ja in oben verlinktem Artikel.
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