FOC elektrischer Winkel

[Bert S. (kautschuck)]

Hi,

Der elektrische Winkel muss ja für die Feldorientierte Regelung so 
gewählt werden, dass der Motor in beide Richtungen gleich schnell dreht. 
Nun gibt es aber auch einen elektrischen Winkel, der das Drehmoment 
optimiert und dieser ist meist leicht ein paar Grad verschoben. Ich habe 
das mal an einem BLDC Motor getestet, wobei beim optimalen 
Drehmomentwinkel, der Motor in beide Richtungen in etwa 40% mehr 
Drehmoment hatte als beim Winkel, wo der Motor in beide Richtungen 
gleich schnell dreht. Der Id Strom bliebt bei beiden Winkeln beim 
Drehmomenttest um die 0A, daher kann kein zusätzlicher Id Strom für das 
erhöhte Drehmoment verantwortlich sein.

Jemand eine Idee, welchen Winkel man nehmen sollte? Für meine 
Applikation brauche ich maximales Drehmoment.

[Achim M. (minifloat)]

Bert S. schrieb:
> Der Id Strom bliebt bei beiden Winkeln beim Drehmomenttest um die 0A,
> daher kann kein zusätzlicher Id Strom für das erhöhte Drehmoment
> verantwortlich sein.

Oh, eigentlich schon. Denn du hast am den elektrischen Winkel 
rumgespielt. Wenn du deinen eingeprägten Strom mit dem nullzentrierten 
elektrischen Winkel rücktransformierst, ist plötzlich eine D-Komponente 
da. Leuchtet ein, oder?

Was du da entdeckt hast, ist im Ankerstellbereich das Reluktanzmoment 
mit zu nutzen. Das geht sehr wohl mit D-Strom. Nicht zu verwechseln mit 
dem D-Strom, der in der Feldschwächung benutzt wird.

Schau dir dazu am besten mal die MTPA-Methode (maximum torque per amps) 
an. Mit der kannst du für gegebenes n, gegebenes U_ZK und gefordertes M 
ein optimales D-Q-Strompaar berechnen.

Zusätzlich kann es sein, dass dein Motor keine Sinus-BEMF hat 
("Kamelhöcker") und deswegen mit Oberwellenmodulation und/oder 
Verdrehung der optimalen Richtung des Teilstroms fürs Reluktanz-Moment 
ein wenig mehr Drehmoment bringt.

mfg mf

PS. Für eine U_ZK_Auslegung kann man sich eine D-Q-Strompaar-Tabelle für 
M und n vorberechnen. n für den Tabellen-Lookup muss dann noch mit 
U_ZK_gemessen und eventuell der Temperatur kompensiert werden.

[Bert S. (kautschuck)]

Danke dir, dass mit MTPA klingt interessant und ich habe mich schon 
einmal ein wenig eingelesen. Das Problem ist nur, ich verstehe nicht 
ganz, wie ich auf

$$\phi_{f}, L_{sq},L{sd}$$

komme. Phi_f sollte ja eigentlich der Fluss sein, also direkt die back 
EMF Konstante. Wie genau kann ich aber L_sq und L_sd berechnen? Die sind 
doch bei einem PMSM gleich?

[Achim M. (minifloat)]

Bert S. schrieb:
> L_sq und L_sd berechnen? Die sind doch bei einem PMSM gleich?

Ne, sind nicht unbedingt gleich.
Hast du ein Datenblatt von deinem Motor? Da müsste zumindest das 
eigentlich drin stehen.
Hat dein Motor Magnete auf oder sehr nahe der Oberfläche oder versenkte 
Magnete?

Abhängig von der Geometrie:
In D-Richtung liegen Trafoblech, Luftspalt und Magnete im magnetischen 
Schaltkreis. NdFeB hat hier ein μ_r von "nahezu Luft". In Q-Richtung 
liegen Trafoblech und Luftspalt im magnetischen Schaltkreis. Daher der 
Unterschied zwischen Ld und Lq.

Notfalls kann man Ld und Lq auch rausmessen. Dazu muss der Rotor aber in 
geeigneter Lage stehen.
mfg mf