Huhu :) Kann mir jemand skizzieren, wie man die el. Effizienz eines Motortreibers ermitteln kann? In meinem Fall wäre es ein mit 24Vdc betriebener BLDC-Treiber, der so um die 500W leisten soll. Mich interessiert aber, wie hoch seine elektrische Effizienz ist. Reichen zur Herleitung Plots der Eingangsspannung und Strom mit Plots des Phasenstroms und Phasenspannung oder wird dazu noch etwas weiteres benötigt? Ich frage mich auch, ob ggf. die auf dem Treiber vorhandenen Kondensatoren das Ergebnis verfälschen können? Ich steh da, auch rein mathematisch, gerade etwas auf dem Schlauch :-/ Danke für Eure Hilfe :)
Fidibus schrieb: > Reichen zur Herleitung Plots der Eingangsspannung und Strom mit Plots > des Phasenstroms und Phasenspannung Ja. Fidibus schrieb: > Ich frage mich auch, ob ggf. die auf dem Treiber vorhandenen > Kondensatoren das Ergebnis verfälschen können Nein, Kondensatoren machen nur Blindstrom, der rechnet sich raus, und die effektiven Verluste am ESR werden bei der Eingangsleistung zu Ausgangsleistung Betrachtung berücksichtigt.
Hi, Wirkungsgrad ist Ausgangsleistung / Eingangsleistung. Die Leistungen sind ja das Integral von Strom mal Spannung. Sowohl Eingangs als auch Ausgangsseitig. Eingangsseitig ist das klar, denn es gibt nur eine Spannung und einen Strom. Ausgangsseitig muss man etwas aufpassen. Dort gibt es die Aron-Schaltung bei der mit 2 Leistungsmessern die Motorleistung bestimmt wird. Das Problem dabei ist aber, dass die BLDC Motortreiber mit PWM arbeiten. Somit werden Oberwellen erzeugt, die mit in die Leistungsberechnung eingehen. Diese müssen bei der Messung entsprechend mit einbezogen werden. d.h. die Messung muss relativ breitbandig erfolgen um Ergebnisse im Bereich von 1% zu erhalten. Aus diesem Grund sind Messgeräte hierfür relativ teuer.
Daniel_S schrieb: > Dort gibt es die Aron-Schaltung bei der mit 2 Leistungsmessern die > Motorleistung bestimmt wird. > > Das Problem dabei ist aber, dass die BLDC Motortreiber mit PWM arbeiten. > Somit werden Oberwellen erzeugt, die mit in die Leistungsberechnung > eingehen. Diese müssen bei der Messung entsprechend mit einbezogen > werden. d.h. die Messung muss relativ breitbandig erfolgen um Ergebnisse > im Bereich von 1% zu erhalten. > > Aus diesem Grund sind Messgeräte hierfür relativ teuer. Schade! Meine Hoffnung war, das ich das einfach durch die sowieso im Board verwendeten Sensoren, die eben Phasenstrom und Phasenspannung als auch Eingangsspannung und Eingangsstrom erfassen, hätte berechnen können. MaWin schrieb: > Fidibus schrieb: >> Ich frage mich auch, ob ggf. die auf dem Treiber vorhandenen >> Kondensatoren das Ergebnis verfälschen können > > Nein, Kondensatoren machen nur Blindstrom, der rechnet sich raus, und > die effektiven Verluste am ESR werden bei der Eingangsleistung zu > Ausgangsleistung Betrachtung berücksichtigt Danke für diese Erklärung :)
Wenn Du nicht gerade eine Antiquität verwendest, sollten die Verluste, bei den heutigen Motortreibern, vernachlässigbar sein. Auch der Eigenbedarf ist sicherlich besonders hoch. Vor allem, wenn man das Ganze in der Relation zu den gewünschten 500 W sieht. Praktisch alle benötigten Daten sollten sich aber aus dem Datenblatt herauslesen lassen. Übrigens: Bei den in den Spulen auftretenden Verlusten, kannst Du eventuelle Kondensatorverluste mit Sicherheit vergessen.
In Deinem Fall kannst Du mit U und I Messung vor dem Wandler auf der 24V Schiene die Leistungsaufnahme messen. Dann messe mit Widerstaenden als zusaetzliche parallele elektrische Last zum BLDC Motor im Leerlauf die Leistungsaenderungen. Das ergibt zwar nicht, was Du wirklich messen wolltest, aber fuer einen groben Vergleich, welcher Treiber/Umrichter den besseren Wirkungsgrad haben muesste, reicht es.
Fidibus schrieb: > Kann mir jemand skizzieren, wie man die el. Effizienz eines > Motortreibers ermitteln kann? Was hilft dir diese Erkenntnis? Der Treiber mag prima sein, spielt aber mit deinem Motor nicht gut zusammen. Das kann am Ende schlechter ausgehen, als ein mittelmäßiger Treiber, der aber gut mit dem Motor funktioniert. MfG Klaus
Klaus schrieb: > Was hilft dir diese Erkenntnis? Der Treiber mag prima sein, spielt aber > mit deinem Motor nicht gut zusammen. Das kann am Ende schlechter > ausgehen, als ein mittelmäßiger Treiber, der aber gut mit dem Motor > funktioniert. Du meinst, uneffektive Treiber mit hohen Verlusten werden an für sie geeigneten Motoren besser als effektivere Treiber ? Warum bemühen sich Hersteller eigentlich um Transistoren mit geringen RDSon, Elkos mit geringem ESR, und Synchrongleichrichtung statt Freilaufdioden ? Bitte, für Trollgelaber ist Freitag vorgesehen.
Fidibus schrieb: > Effizienz eines Motortreibers ermitteln kann? Wenn Dich die reinen Treiberverluste interessieren hast Du auch noch andere Möglichkeit: Kalorimetrische Messung. Alle Treiberverluste werden in Wärme umgesetzt. Schmeiß den Treiber in ein Ölbad und ermittele die Temperaturerhöhung. Kalibrieren kannst Du das Kalorimeter mit einem Leistungswiderstand an DC.
Ein Ölbad ist sehr wohl tuend und sehr angenehm hand zu haben. Dieser Vorschlag trieft nur so von Praxistauglichkeit.
Wenn Oelbad nicht moeglich waere es gaebe auch die Variante eines Betriebes in einer Klimakammer zur Messung.
Ölscheich schrieb: > Dieser Vorschlag trieft nur so von Praxistauglichkeit. Allerdings. Wenn du davon noch nichts gehört hast, ist das deiner Unwissenheit zuzuschreiben.
Ölscheich schrieb: > Ein Ölbad ist sehr wohl tuend und sehr angenehm hand zu haben. > Dieser Vorschlag trieft nur so von Praxistauglichkeit. Joa, man sollte besser Pflanzenöl nehmen - dann ist relativ egal, wo genau alles hintrieft (man füttert auch nicht die pöhsen Ölscheichs).
Karl K. schrieb: > Wenn du davon noch nichts gehört hast, ist das deiner > Unwissenheit zuzuschreiben. Das ist ja nicht schlimm. Schlimmer ist, in einem Bereich, in dem sich verblüffend vieles, das erst mal kontraintuitiv scheint, als wahr/richtig herausstellt, wenn man genauer hinsieht, erst mal zu versuchen, den Beitrag eines anderen Users herunterzumachen, statt zu recherchieren, ob er denn nun sinnig war oder nicht. Mit der Einstellung weigert sich Wissen oft hartnäckig, zuzunehmen.
Karl K. schrieb: >Schmeiß den Treiber in ein Ölbad und ermittele die >Temperaturerhöhung. Kalibrieren kannst Du das Kalorimeter mit einem >Leistungswiderstand an DC. Sehe ich auch so. Ölscheich schrieb: > Dieser >Vorschlag trieft nur so von Praxistauglichkeit. Das ist schon Praxistauglich, man kann alles in ein öl und wasserdichten Alugußbehälter packen und den Behälter eintauchen, dann geht das auch in Wasser. Wenn man insgesamt den Wirkungsgrad wissen will geht es auch wie Daniel_S schrieb. >Wirkungsgrad ist Ausgangsleistung / Eingangsleistung. Man mißt die Drehzahl, und der Motor bekommt eine Seilbremse und mißt damit das Drehmoment und errechnet damit die abgegebene Mechanische Leistung. Die zugefürte elektrische Leistung läst sich ja leicht messen. Der Wirkungsgrad ist in zwei Arbeitspunkten null, einmal im Leerlauf und einmal bei Blockiereung. Irgendwo dazwischen gibt es dann einen Punkt wo der Wirkungsgrad maximal ist.
Dieter schrieb: > Wenn Oelbad nicht moeglich waere es gaebe auch die Variante eines > Betriebes in einer Klimakammer zur Messung. So eine Klimakammer lässt sich mit vernünftgem Aufwand in der Grösse eines Kartons improvisieren. Mit Heizwiderstand kann man kalibrieren. Das kann für Vergleichsmessungen gut genug sein.
Ölscheich schrieb: > Ein Ölbad ist sehr wohl tuend und sehr angenehm hand zu haben. Dieser > Vorschlag trieft nur so von Praxistauglichkeit. Mit 500W wird das bestimmt kein tonnenschwerer Brocken sein, besonders viele Ölfässer wird er also nicht unbedingt kaufen müssen. Ich wette das geht auf dem Küchentisch.
Günter Lenz schrieb: > Das ist schon Praxistauglich ... Nur wenn du dafür eingerichtet bist. Für einmal eine Treiberplatine testen, lohnt der Aufwand angesichts günstigerer Varianten kaum.
Ölscheich schrieb: > Für einmal eine Treiberplatine testen, lohnt der > Aufwand angesichts günstigerer Varianten kaum. Da will ich nicht widersprechen. > Nur wenn du dafür eingerichtet bist. Oder es sich für die Zukunft lohnt, das einzurichten. "Triefend vor lauter nicht praxistauglich"? Falsch.
MaWin schrieb: > Warum bemühen sich Hersteller eigentlich um Transistoren mit geringen > RDSon, Elkos mit geringem ESR, und Synchrongleichrichtung statt > Freilaufdioden ? Bei einem BLDC wird mit drei Strömen ein Magnetfeld in zwei Dimensionen erzeugt. Die Ansteuerung ist also überbestimmt. Es gibt daher mehrere Lösungen für einen Feldwert, von denen nur eine den besten Wirkungsgrad hat. Welche die energetisch günstigste ist hängt von den elektromechanischen Eigenschaften des Motors ab. Ich kann mir gut vorstellen, daß da mehr liegenbleibt als an ein ein paar Milliohm eines Rdson. MfG Klaus
Aus der Sicht eines völlig Ahnungslosen: Klaus schrieb: > wird mit drei Strömen ein Magnetfeld in zwei Dimensionen erzeugt Hat der (unser) Raum nicht drei (/vier) davon - x, y, z (/und t)? > Die Ansteuerung ist also überbestimmt. Es gibt daher mehrere > Lösungen für einen Feldwert, von denen nur eine den besten > Wirkungsgrad hat. Ohne es zu verstehen, klingt das erst mal schlüssig. > Welche die energetisch günstigste ist hängt von den > elektromechanischen Eigenschaften des Motors ab. Also gut. > Ich kann mir gut vorstellen, daß da mehr liegenbleibt > als an ein paar Milliohm eines Rdson. Ja? Hier scheint mein bißchen Verständnis von Leistungselektronik zu widersprechen: "Nein, da der Strom immer durch diese Fets muß." Kann jemand bitte mal erklären, was @Klaus meinte? Für Leute, die da "nicht mit kommen" (Dummies wie mich eben).
To Thaler An Fänger schrieb: > Kann jemand bitte mal erklären, was @Klaus meinte? Unfug. Er hat übersehen, dass es nur 2 Ströme sind. Der dritte Strom ergibt sich aus der Summe der ersten beiden Ströme. Was er meint, wenn es drei Spulen mit Mittenanzapfung sind, könnte man z.B. durch jede Spule den gleichen Sinus mit gleicher Phasenlage schicken, und so jede Menge Energie am ohmschen Widerstand und den Wirbelstromverluste verheizen ohne ein Drehfeld zu erzeugen, mal so als Extrembeispiel.
To Thaler An Fänger schrieb: > Klaus schrieb: >> wird mit drei Strömen ein Magnetfeld in zwei Dimensionen erzeugt > > Hat der (unser) Raum nicht drei (/vier) davon - x, y, z (/und t)? Zur die Erzeugung der Drehbewegung eines Motors trägt nur das Magnetfeld in der Ebene sekrecht zur Achse bei. Jede andere Komponente versucht die Achse zu kippen und belastet daher nur die Lager (würde aber Strom brauchen und ohmsche Verluste erzeugen). Wenn der Motor so gebaut ist, daß er nennenswerte Felder außerhalb dieser Ebene erzeugt ist er an sich schlecht. Ein Magnetfeld in einer Ebene hat zwei Dimensionen, es wird aber von drei Spulen erzeugt, ist also überbestimmt. Es gibt also mehrere Möglichkeiten ein bestimmtes Magnetfeld durch die Ströme in den drei Spulen zu erzeugen. Dabei spielt natürlich die Geometrie des jeweiligen Motors eine Rolle. To Thaler An Fänger schrieb: > Ja? Hier scheint mein bißchen Verständnis von Leistungselektronik > zu widersprechen: "Nein, da der Strom immer durch diese Fets muß." Wenn ich durch eine optimale Ansteuerung weniger Strom für das Feld brauche, muß weniger Strom durch die FETs. Und das könnte für den Wirkungsgrad mehr ausmachen als ein höherer Rdson. Ohmsche Verluste gehen außerdem mit dem Quadrat des Stromes. Wenn aber die Geometrie des Motors anders ist (Form der Polschuhe, Luftspalte etc) als sich der Erfinder der Regelung das vorgestellt hat, könnte auch ein eigentlich effizienter Regler mit diesem Motor schlecht arbeiten. Karl K. schrieb: > Unfug. Er hat übersehen, dass es nur 2 Ströme sind. Der dritte Strom > ergibt sich aus der Summe der ersten beiden Ströme. Das gilt nur bei Blockkommutierung. MfG Klaus
Klaus schrieb: > Das gilt nur bei Blockkommutierung. Du möchtest dir nochmal die Kirchhoffschen Regeln zu Gemüte führen.
Obwohl Ihr euch nicht ganz einig seid (I1 + I2 + I3 = 0 ist (zumindest imho) immer richtig), bin ich nun etwas schlauer. Freut mich, daß auf solche Zwischenfragen eingegangen wird. :-) Vielen Dank!
Josepho Livio schrieb: > Oder es sich für die Zukunft lohnt, das einzurichten. > "Triefend vor lauter nicht praxistauglich"? Falsch. Das steht dort NICHT. Jemand, der so wie du gerne mit "Falsch" herumwirft, würde dir schreiben: "Falsch zitiert und somit auch falsch geantwortet." Etwas anderes steht dort. Wie war das mit Steinen und Glashäusern? Für mich ist "Falsch" aber kein so wichtiges Thema. Darum weise ich lieber darauf hin, dass man Ironie durchaus auch ohne aufgemalte Zwinkersmilies erkennen kann. Ich fürchte, die Ironie ist dir entgangen, obwohl sie durch die stark übertriebene Wortwahl erkennbar gewesen wäre. Es ist nicht immer alles so furchtbar ernst gemeint.
Ölscheich schrieb: > Josepho Livio schrieb: >> Oder es sich für die Zukunft lohnt, das einzurichten. >> "Triefend vor lauter nicht praxistauglich"? Falsch. > > Das steht dort NICHT. Doch, steht es, denn ich habe es ja dort hingeschrieben. (Über die Definition von Ironie muß man nicht streiten.) Ach, Du meinst mit "dort" Deinen Beitrag? Natürlich steht das darin nicht - genaugenommen steht in meinem Post auch gar nicht die Behauptung, daß. Anführungszeichen sind gar nicht immer zwingend das Kennzeichen eines Zitates, sie können auch schlicht zur Hervorhebung (bzw. hier auch zur verdeutlichten Abgrenzung zum folgenden "Falsch.") dienen. (Man beachte, daß ich "Falsch." oben keine spendierte.) Ölscheich schrieb: > Es ist nicht immer alles so furchtbar ernst gemeint. Und da hatte ich mir glatt schon Sorgen gemacht... ;) Wurde die Effizienz dieser/s Treiber(s) schon ermittelt?
Fidibus schrieb: > Daniel_S schrieb: >> ... Messung muss relativ breitbandig erfolgen um Ergebnisse >> im Bereich von 1% zu erhalten. >> Aus diesem Grund sind Messgeräte hierfür relativ teuer. > > Schade! Meine Hoffnung war, das ich das einfach durch die sowieso im > Board verwendeten Sensoren, die eben Phasenstrom und Phasenspannung als > auch Eingangsspannung und Eingangsstrom erfassen, hätte berechnen > können. Das sollte kein Problem sein. Die Sampelrate der Daten muss halt ausreichend über der Drehfrequenz des Motors liegen.
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