Hallo, die Frage bezieht sich auf eine 3-Phasen BLDC Motorsteuerung. Die Ströme werden im Low-Side Teil über Shuntwiderstände abgegriffen. Über Komparatoren wird die Überschreitung einer bestimmten Spannung überwacht. Nun ist es so, dass beim Anlauf des Motors ein deutlich größerer Strom auftritt als im normalen Betrieb. Die meisten Treiberbausteine halten auch kurze Peaks aus, ein Dauerbetrieb bzw ein dauerhaft hoher Strom soll jedoch zum Abschalten führen. Bei einer üblichen Komparatorschaltung würde bereits beim Anlauf der maximal erlaubte Dauerstrom überschritten, obwohl noch deutlich unter dem erlaubten Peakstrom, und die Abschaltung erfolgen. Der erlaubte Dauerstrom liegt bei 3A, der Peakstrom bei ca. 6A. Die anliegende Spannung für den Motor kann bis 400V gehen. Die gemessene Spannung über dem Shunt liegt bei etwa 200mV/A. Meine Frage ist, ob die Kombination aus Komparator und evtl. Integrator der richtige Ansatz für dieses Problem ist. Vielen Dank schon mal. Gruß
Gast
#1654875
Ein Intergrator ist meiner Meinung nach da richtige. Ich würde zusätzlich noch ein Komparator einplanen, der bei Kurzschluss sofort abschaltet. Diese Schwelle kann man z.B. auf 8-10A legen.
Wichtig ist das nach erreichen der Integratorzeit Voll Durchgeschaltet wird, da der Integrator sonst ins Unendliche Integrieren würde. Besser Kombination P+I=PI Gruss
PI im controller sowohl für den transienten als auch den quasi-stationären Anteil benötigt sehr viel Rechenpower (wenn digital) oder ein OPAMP-Grab. Die erlaubten transienten Überströme liegen meisst im Bereich von 10us bevor der Leistungsschalter die Flatter macht. Da reicht ein kleiner Tiefpass vor einem Komparator um eine absolute Überstromschwelle zu realisieren. Der permanente Überstrom hängt nicht nur vom Strom, sondern insbesondere vom konkreten Lastfall ab. Da bietet es sich an ein einfaches thermisches Modell (z.B. I²t ausrechnen) auf dem steuernden Controller mitzurechnen.
Hallo @all, vielen Dank für Eure Antworten. Ich werde mir den Integrator und auch den Vorschlag mit dem Tiefpass mal aufbauen und schauen in wieweit es hilft. Gruß
Meine/unsere Standardschaltung ist ein 'harter' Komparator, der direkt auf den Fault-Eingang der PWM-Unit geht und 'nur' Katastrophenschutz ist. Die thermische Abschaltung/Leistungsdrosselung erfolgt durch Temp-Sensor in der Maschine/ und-oder Elektronik oder wie 'Michael O. (mischu)' auch gesagt hat durch ein I²*t Modell. Die HW Überstromabschaltung direkt am Nennstrom anzusetzen macht ja keinen Sinn, weil es ja absolut legitim ist kurzzeitig die Maschine total zu 'überfahren'. Gruß Christian
> Nun ist es so, dass beim Anlauf des Motors ein deutlich größerer Strom > auftritt als im normalen Betrieb. Wie sieht das Steuerung-/Regelungskonzept aus? Wieso fährst du im Stromregler keine Rampe um den hohen Anlaufstrom in den Griff zu bekommen? Oder musst du unter Last anlaufen? Gruß Christian
Hallo Christian, Danke für Deine Antwort. Richtig ist, das unter Last angefahren werden soll. Die Regelung erfolgt über einen uP. Z.Zt. schaltet der Komparator direkt auf den Fault bzw ShutDown Eingang der PWM Unit und damit alle PWM-Signale aus. Eine Rampe zu fahren, ist auch mein derzeitiger Ansatz. Möglicherweise benötige ich auch zwei Komparatoren bzw einen Komparator mit zwei bzw einstellbaren Referenzspannungen. So kann beim Anstarten kurzzeitig ein höherer Schwellwert eingestellt werden, im Betrieb auf einen deutlich niedrigeren Wert runtergeschaltet werden. Gruß
Michael Leusink schrieb: > Eine Rampe zu fahren, ist auch mein derzeitiger Ansatz. > Möglicherweise benötige ich auch zwei Komparatoren bzw einen Komparator > mit zwei bzw einstellbaren Referenzspannungen. So kann beim Anstarten > kurzzeitig ein höherer Schwellwert eingestellt werden, im Betrieb auf > einen deutlich niedrigeren Wert runtergeschaltet werden. Das gesamte System muss vor (mindestens) drei zerstörerischen Effekten geschütz werden: 1. Überstrom Umrichter (z.B. bei Kurzschluss einer Phase oder falscher Ansteuerung) 2. Überlast Umrichter (dauerhaft zu hohe Verluste) 3. Überlast Maschine (dauerhaft zu hohe Verluste) Die Überstromeffekte haben eine sehr kurze Zeitkonstante (us) während die Überlast zumeist Zeitkonstanten im Minutenbereich aufweisen. Mit Deinem Vorschlag kannst Du aber keinen thermischen Überlastfall bei quasi festgebremsten Antrieb verhindern. Bei dem BLDC hast du normalerweise nie alle Schalter im Umrichter gleichzeitig an und unter Stromfluss. Oberhalb einer bestimmten Drehzahl werden alle elektrischen Phasen gleichmäßig belastet und verhalten sich thermisch identisch. Daher reicht eine einzelne Nennstromüberwachung aus, um den Antrieb/Umrichter vor Zerstörung zu schützen. Im Anlauffall werden zumeist zwei Schalter stark belastet, bei festgebremsten Antrieb werden niemals andere Phasen belastet. Wenn Du hier den erlaubten Nennstrom auf Spitzenwertniveau erhöhst, dann brennt dir der Umrichter und/oder Motor durch. Verhindern kannst Du das nur durch ein (wenn auch einfaches) Modell.
@Michael O. Danke für die Antwort. Ich werde auch die thermische Abschaltung im Design berücksichtigen müssen. Gruß
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