Hat schon jemand probiert einen BLDC ohne Rotorlageerkennung zu betreiben? Läuft der bei einer festen Frequenz genauso selbständig hoch wie z.B. eine Asynchron-Drehstrommaschine?
Synchron-Motor != Asynchronmotor Er läuft nicht einfach so an. Man braucht zwar keinen Extra-Sensor dafür, aber Lageerkennung ist dennoch nötig (-> brushless sensorless)
Wenn du ihn nur ganz schwach belastest kommst du davon indem du langsam die Drehzahl des Feldes erhöhst bis deine Wunschgeschwindigkeit erreicht ist. Sollte jedoch mehr als ein paar Prozent der Nennleistung benötigt werden "rutscht" der Rotor nach hinten aus dem Feld raus und deine Synchronität is futsch und damit dein Drehmoment. Ein BLDC Regler fährt im unteren Bereich der Drehzahl wo noch kein ausreichendes BEMF gegeben ist so den Motor an, das geht aber nur wenn der Motor da mitkommen kann . Deswegen haben Brushless-Motoren für Autos auch Hall-Snesoren, damit kann man auch beim stehen schon passend kommutieren und hat ab 0 RPM das volle Drehmoment.
BLDC ohne Rotorlageerkennung durch Hallsensoren gibt man zum Starten einen Impuls auf einen Anschluss und guckt nach der BackEMF an den anderen. Dreht er richtig rum, macht man weiter, sonst erfolgt ein neuer Startversuch. Damit das klappt, darf der anlaufende Rotor keine Last haben, es eignet sich also für Propeller, aber nicht für Antriebe. Ein BLDC dreht sich nicht im Drehstromfeld mit, weil er immer entweder schneller oder langsamer drehen will und schon nach 3 Halbwellen so aus dem Tritt ist, dass das Feld rückwärts läuft.
In den Datenblättern der Trinamic BLDC-Treiber ist das Prinzip m.E. ganz gut beschrieben. Statt Hallsensoren werden die Ströme in den drei Strängen über Shunt-Widerstände ausgewertet.
Ok. Also mit Anfahrrampe möglich, aber keine so gute Idee. Vielleicht ließe sich das Ganze mit einer einfachen Drehzahlmessung optimieren, dann braucht der Motor nur einmal beim Start auf das Feld einzurasten. Andere Frage bzw. Plan B: Hat schon jemand probiert, eine 230V/400V Drehstrommaschine mit einer Rechteckspannung zu betreiben? Klar, mit einem Sinus gehts, aber ist eine Sinusspannung notwendig auch wenn man den zulässigen Strom auf den Wicklungen nicht überschreitet? Sinusspannung erzeugen find ich viel Aufwand, den ich gerne vermeiden würde.
magic smoke schrieb: > ist eine Sinusspannung notwendig Nein. Durch die Induktivitäten im Motor kann sich der Strom ohnehin nicht schnell ändern, die Oberwellen werden durch das R-L-Glied weggefiltert. Nachteil ist nur die EMV Störstrahlung. Aber wer hört noch Mittelwelle. ;-) Vorteil: Wenig Verlustleistung in den Transistoren. Wenn die Transistoren rechtzeitig schalten, brauchst Du nichtmal Schottky-Dioden.
magic smoke schrieb: > Sinusspannung erzeugen find ich viel Aufwand, den ich gerne vermeiden > würde Meinst Du das Berechnen der Sinus-Spannungen oder das Umsetzen in eine reale Spannung?? Nur zur Info, ein Frequenzumrichter macht typischerweise auch keine Sinusspannungen, sonder nur Sinusstr"ome und zwar mit einer Rechteckspannung (PWM-moduliert).
Ich dachte vor allem an die L-C-Filter, und daß die Spannungen unter Last nach diesen Filtern noch stimmen. Das ist alles wieder erhöhter Aufwand. Wenn es mit "einfacher PWM" funktioniert, dann reichen vielleicht zwei einfache Timer aus. Einer für die Kommutierung und einer für die PWM zur Leistungsregelung. Wenn man beide noch in Hardware ver-und-et, braucht sich der µC um so gut wie gar nichts mehr zu kümmern. Braucht man nur noch eine passende Kommutationstabelle. Nur eine Idee, ausprobiert habe ichs noch nicht.
Die Idee mit der Kommutierungstabelle funktioniert auch ganz gut. Problematisch ist das Anlaufverfahren da man in dem Moment ja noch keine Informationen über die Lage des Rotors hat. Wenn er vernünftig angelaufen ist kann man auf die BEMF umschalten und dann durch den Komparator kommutieren lassen. Aber für das Anlaufverfahren habe ich bis jetzt noch nichts vernünftiges gefunden.
magic smoke schrieb: > Andere Frage bzw. Plan B: Hat schon jemand probiert, eine 230V/400V > Drehstrommaschine mit einer Rechteckspannung zu betreiben? Ja - aber tue es bitte nicht. Erstens ist es eine grosse Energieverschwendung, zweitens macht der Motor Radau, und drittens tut es den Wicklungen gar nicht gut, denn die harte Umschaltung führt zu Bewegungen der Wicklung auf ihrem Kern und kostet somit Lebensdauer. magic smoke schrieb: > Sinusspannung erzeugen find ich viel Aufwand, den ich gerne vermeiden > würde. Wieso Aufwand? Die Endstufen brauchst du sowieso, und da ist es lediglich eine Frage der Ansteuerelektronik, ob diese PWM modulierte Sinussignale oder Blocksignale erzeugt. Schau dir mal das Projekt an: http://www.mikrocontroller.net/articles/3-Phasen_Frequenzumrichter_mit_AVR und beurteile den Aufwand.
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Hier gibt es aktuell einen Beitrag dazu: http://hackaday.com/2013/10/19/build-a-sensorless-brushless-dc-motor-controller/#more-105343
Hat sich jemand das Programm unter Hackaday was von Davide Gironi stammt mal angeschaut? Wie macht er das mit der PWM für die Brückentreiber? Keiner der Brückentreiber ist an einem PWM tauglichen Port des Atmega angeschlossen. Er konfiguriert Timer 1 jedenfalls als "fast pwm".
Wieso sollte es eine Energieverschwendung sein, den Motor mit einer Rechteckspannung zu befeuern? Solange die Statorbleche nicht in Sättigung kommen dürfte es da keine Probleme geben. Inwieweit der Motor dann lauter läuft müßte man wohl probieren. will ja keine Megawatts an Ausgangsleistung.
magic smoke schrieb: > Wieso sollte es eine Energieverschwendung sein …? Blindleistung führt zu Verlusten in den Leitungsnetzen und bei den Transformatoren und Generatoren der Stromversorger. Also keine Geldverschwendung, aber eben Energieverschwendung, falls ich es richtig verstanden habe. Zur "power factor correction" hast Du ja noch einen zweiten Thread, wie ich gesehen habe.
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Yep, aber da gehts um eine Gleichstrom-Reihenschlußmaschine, die definitiv aus dem Netz versorgt werden soll. Und die ist mir auch wichtiger, das hier ist eher ein theoretischer Feldversuch. Diese Anwendung hier wäre mobil, so in Richtung Antrieb für ein Elektro-Gokart, nur mit weniger Leistung. Bei einer Drehstrommaschine für 230V müßte ich sowieso eine DC/DC-Stufe zur Spannungsanhebung bauen. Die Blindleistung würde in den Zwischenkreiskondensatoren bleiben, also kein Problem. Bzw. keines, was ich bei Sinusspannungen nicht auch hätte.
magic smoke schrieb: > Wieso sollte es eine Energieverschwendung sein, den Motor mit einer > Rechteckspannung zu befeuern? Neben den schon genannten Gründen entspricht Rechteckansteuerung eben nicht der Geometrie des Motors. Das harte Umschalten zur nächsten Spule steckt Energie ins Magnetfeld, wenn sie noch gar nicht gebraucht wird - ähnlich ist es, wenn der Magnet eine Spule verlässt. Und der Lärm kostet auch Energie. Denke dir das wie bei einem Schrittmotor, der Anker wird ruckartig beschleunigt und abgebremst. Bei einem Schrittmotor ist das erwünscht, deswegen ja 'Schritt'motor, bei einem BLDC kostet die Beschleunigung und Bremsleistung nur, denn eigentlich möchtest du ja Rundlauf. Du wirst übrigens mit einem sensorless BLDC in einem Gokart schwierige Anlaufprobleme bekommen. Ich kann dir nur empfehlen, irgendwie da die absolute Position zu erfassen.
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Ein kleiner Motorencoder ist einfach mit einen magnetischen 1-Chip Encoder, wie z.B. dem iC-MH8, machbar. Hier gibt es ein komplettes Beispiel: http://www.gb97816.homepage.t-online.de/mh8_2.htm und die Eagles Files sind auch zum Download da. Das iC-MH8 Datenblatt und Applikation sind hier: http://www.ichaus.biz/MH8 .
Baut sich aber alles schwer in so einen Motor ein. Schade, daß es keine 12V-Drehstrom-Asynchronmotoren gibt. :-(
magic smoke schrieb: > Baut sich aber alles schwer in so einen Motor ein. Schade, daß es keine > 12V-Drehstrom-Asynchronmotoren gibt. :-( Die gibt es schon - sind aber natürlich teurer, da sie keine Standardware sind - ausser in einigen Pedelecs mit ca. 250W max., was natürlich für ein Gokart nur ein Witz ist. Je nach Polzahl des Motors könnte man z.B. auf die Idee kommen, magnetische oder optische Markierungen auf die Motorachse zu bringen und diese als Positionssensoren zu benutzen. Eine andere Möglichkeit wäre ein 3-Phasen Generator, der stur das Drehfeld erzeugt - ob das zum Anfahren ausreicht, müsste man ausprobieren. Der simpelste Weg ist nach wie vor ein z.B. bürstenbehafteter Gabelstaplermotor mit DC-Speisung.
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Matthias Sch. schrieb: > magnetische oder optische Markierungen auf die Motorachse Genau so würde ich das machen. Ein weiches Anfahren und konstante auch langsame Geschwindigkeiten und ein "kinderleichtes" fahren, lassen sich damit m.E. viel besser erreichen, als mit einem bürstenbehafteten Motor ohne Sensoren. Aufnehmer z.B. wie in Computer-Mäusen (Scrollrad oder wie bei den alten mit den Bällen) oder Hall-Sensoren, die sind auch billig. Induktive Näherungsschalter sind auch billig, da reicht z.B. 'ne Schelle um die Welle.
Die Chinesen bei Goldenmotor haben z.B. entsprechende BLDC Motoren in dem Leistungsbereich. Nur mal so als Tipp!
Die Leistungsdaten sind alles nur grobe Peilwerte. Auch ein Gokart ist nicht geplant, aber sowas in etwa müßte das Ding antreiben können. Eine Beschleunigung wie ein 300PS-Gokart wird aber nicht verlangt. Die Pedelec-Antriebe sind glaub ich permanenterregte Motoren. Also nichts mit asynchron. Man spürt die Rastmomente wenn man das Rad per Hand durchdreht.
magic smoke schrieb: > Schade, daß es keine 12V-Drehstrom-Asynchronmotoren gibt. :-( Bau dir eine LiMa aus'm Auto um, da hast du ca. 1kW
Ja toll. Wirkungsgrad wie 'ne Dampfmaschine und asynchron ist das auch nicht. Das ist nichts weiter als eine Synchronmaschine. Nur daß diese Klauenpolmaschinen im Auto einen lausigen Wirkungsgrad haben.
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