Ich mache den Thread auf weil ich mich schon seit einigen Tagen mit dem
entwurf von BLDC reglern beschäftige und mir nicht ganz klar ist was die
Rückführende größe bei der Drehzahl regelung ist. Also es geht um
folgendes:
angenommen ich habe einen 1400kv motor mit 10V/6A und ich möchte die
drehzahl regeln. Da es ein sensorloser motor ist bleibt als möglichkeit
für die rückführende größe ja nur die BEMF spannung
Jetzt ist meine stellgröße ja die PWM spannung (duty cycle) und bei 100%
duty cycle habe ich effektiv 10V und somit ca. 10V*1400KV= 14000 rpm. Im
leerlauf würde ich jetzt eine BEMF spannung von ebenfalls ca 9-10V
erwarten.
Sagen wir jetzt ich habe einen duty cycle von 50% was ca 7000rpm
entspricht.
Plötzlich tritt eine Last auf die den drehmoment und somit den strom
erhöht. die BEMF wird sinken und mein regler muss ja jetzt anhand der
gemessenen BEMF wissen wie der duty cycle verändert werden muss um die
7000rpm beizubehalten. Wo ist der zusammenhang zwischen BEMF und RPM?
prinzipiell lässt sich das einfach mit der drehzahlkonstante berechnen
aber die habe ich nicht.(Hobbyking motor)
gruß
G.S
Betrachte einen normalen Gleichstrommotor mit bursten am Kollektor.
Der schaltet immer zur gleichen Zeit (Drehwinkellage) im, egal welche
Drehzahl.
So wird auch der BLDC gesteuert, nur halt elektronisch. Mit Hallsensoren
oder Incrementalgeber geht das einfach, sensorlos ist es schwieriger,
geht aber über die Nulldurchgangserkennung (virtuelle Null) der
unbestromten Phase.
Die Umschaltmomente bestimmen also nicht die Drehzahl.
Genau wie beim bürstenbehafteten Gleichstrommotor bestimmt die effektive
angelegte Spannung die Drehzahl.
Ob du das per schnellem oder langsam PWM machst oder aus einer
einstellbaren linearen Spannungsreglerquelle ist dem Motor egal.
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.10.1G.S schrieb:> Wo ist der zusammenhang zwischen BEMF und RPM?
Es gibt zwar einen, aber er interessiert dich nicht, dich interessiert
nur der Nulldurchgang, nicht die Kurvenform und absolute Höhe,
hoffentlich nicht gestört von deiner PWM.
Die unterschiedliche EMF Höhe bestimmt gegenüber der effektiven
angelegten Spannung vor allem die Stromaufnahme.
Achso klar, eine höhere spannung sorgt für eine höhere kraft im drehfeld
wodurch sich der stator schneller dreht. die
kommutierungsgeschwindigkeit ist daher von der drehzahl abhängig.
Aber was passiert wenn das drehmoment steigt? Dann würde die drehzahl
sinken obwohl die effektive spannung unverändert bleibt
Die vermutlich einfachste Möglichkeit zur Drehzahlmessung ist ein Timer,
der vom Kommutierungsimpuls gelesen und zurückgesetzt wird. Der gelesene
Wert des Timers ist umgekehrt proportional zur Drehgeschwindigkeit des
Motors.
Ein langer Zähler innerhalb der Timerroutine kann auch für
Stillstandserkennung benutzt werden.
G.S schrieb:> die> kommutierungsgeschwindigkeit ist daher von der drehzahl abhängig.
Das ist trivial und versteht sich doch von selber.
Ein BLDC Motor wird nicht über die Frequenz der Kommutierung geregelt
(ist also keine Synchron/Asynchronmaschine), sondern über die Stärke des
Stromes durch die Wicklungen. Kommutieren erfolgt zwangsweise in
Abhängigkeit vom Rotorwinkel und ähnelt damit eher einem DC-Motor mit
Kollektor.
> Aber was passiert wenn das drehmoment steigt? Dann würde die drehzahl> sinken
Hä? Wenn das Drehmoment steigt (?), dreht der Motor schneller. Du meinst
evtl. das Bremsmoment? Wenn der Motor abgebremst wird, dreht er
langsamer. Ein Regler, der die Geschwindigkeit misst und dann die PWM
hochdreht, würde dem entgegenwirken. Im Idealfall genauso weit, das der
Motor eine konstante Drehzahl hat, unabhängig von der Last, die er
treibt.
Matthias S. schrieb:> Ein Regler, der die Geschwindigkeit misst und dann die PWM> hochdreht, würde dem entgegenwirken. Im Idealfall genauso weit, das der> Motor eine konstante Drehzahl hat, unabhängig von der Last, die er> treibt.
Ok, aber wie wird die geschwindigkeit gemessen?
G.S schrieb:> Matthias S. schrieb:>> Ein Regler, der die Geschwindigkeit misst und dann die PWM>> hochdreht, würde dem entgegenwirken. Im Idealfall genauso weit, das der>> Motor eine konstante Drehzahl hat, unabhängig von der Last, die er>> treibt.>> Ok, aber wie wird die geschwindigkeit gemessen?
Ich lese hier so mit, aber jetzt verwirrst Du mich auch. Du hast doch
selbst schon die Antwort gegeben.
Die BEMF ist proportional zur Drehzahl. Also misst Du die BEMF und
machst davon die PWM abhängig.
Hanswurst schrieb:> Ich lese hier so mit, aber jetzt verwirrst Du mich auch. Du hast doch> selbst schon die Antwort gegeben.> Die BEMF ist proportional zur Drehzahl. Also misst Du die BEMF und> machst davon die PWM abhängig.
Ja ich messe die BEMF aber diese gibt mir kein aufschluss über die
drehzahl. ich weiss zwar dass sich die BEMF verändert und somit die
drehzahl, aber nicht was die drehzahl ist.
Nehmen wir das Fallbeispiel von meinem ersten Post:
habe 1400KV motor 10V/6A
ich betreibe ihn im moment ohne last mit 5V was ca 7000rpm entsprechen
dürfte. Jetzt kommt eine Last hinzu und obwohl ich 5V anliegen habe
sinkt die drehzahl wegen der last. jetzt müsste mein regler ja wissen um
wie viel ich die spannung erhöhen muss um die ursprüngliche drehzahl von
7000rpm zu erreichen
G.S schrieb:> ich betreibe ihn im moment ohne last mit 5V was ca 7000rpm entsprechen> dürfte. Jetzt kommt eine Last hinzu und obwohl ich 5V anliegen habe> sinkt die drehzahl wegen der last. jetzt müsste mein regler ja wissen um> wie viel ich die spannung erhöhen muss um die ursprüngliche drehzahl von> 7000rpm zu erreichen
Na wenn er ein Regker ist, dann verwendet er seinen Regelalgorithmus, in
dem die Trägheit der Last steckt, z.B. PID, um die Spannung so weit
anzuheben, daß sich wieder die gewünschte Drehzahl einstellt.
Im grossen und ganzen muss er nur die gestiegenen Verluste im Draht des
Motors durch dessen Drahtwiderstand und den höheren Strom ausgleichen,
damit magnetisch wieder dieselbe Spannungs-Zeitfläche anliegt für
dieselbe Drehzahl.
Das tun einfache Drehzahlkonstanter
http://www.promelec.ru/pdf/an6652.pdfhttp://www.kec.co.kr/data/databook/pdf/KIA/Eng/KIA6903P.pdf durch einen
negativen Innenwiderstand der Quelle, knapp unter der Oszillation (also
nur 99% ausgleichen). Das ginge auch beim BLDC zur
Drehzahlstabilisierung ohne Drehzahl- sonder mit Strommessung. Lohnt
aber nicht das man die Derhzahl sowieso kennt.
G.S schrieb:> Hanswurst schrieb:>> Ich lese hier so mit, aber jetzt verwirrst Du mich auch. Du hast doch>> selbst schon die Antwort gegeben.>> Die BEMF ist proportional zur Drehzahl. Also misst Du die BEMF und>> machst davon die PWM abhängig.>> Ja ich messe die BEMF aber diese gibt mir kein aufschluss über die> drehzahl.
Hm. An sich schon, denn wie gesagt ist die BEMF proportional zur
Drehzahl. Du magst das anders sehen, aber das ist die allgemeine
Auffassung.
> ich weiss zwar dass sich die BEMF verändert und somit die> drehzahl, aber nicht was die drehzahl ist.
Umgekehrt. Die BEMF ändert sich als Konsequenz aus der Änderung der
Drehzahl.
> jetzt müsste mein regler ja wissen um> wie viel ich die spannung erhöhen muss um die ursprüngliche drehzahl von> 7000rpm zu erreichen
Oh Mann. Du fragst nach dem quantitativen Zusammenhang? Warum schreibst
Du das nicht einfach? :-}
Es gibt zwei Wege:
1. Du misst den fehlenden Parameter und bildest ein Modell.
2. Du nimmst ein empirisches Verfahren. Z.B. hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Faustformelverfahren_%28Automatisierungstechnik%29
gibt aber noch mehr Seiten dazu.
MaWin schrieb:> Die Umschaltmomente bestimmen also nicht die Drehzahl.
sondern sie sind die Drehzahl. Man muß nur noch die Anzahl der Pole
mit hineinrechnen.
MfG Klaus
Der BLCD ist eine Synchronmaschine. Diese läuft, bedingt durch die
Permanentmagneten zwingend synchron. Weicht der Drehwinkel des führenden
Feldes um mehr als 90° des Drehfeldes(Raumzeigersystem) ab kommt der
Motor schlagartig außer Tritt. Daher ist die genannte Gegen-EMK eher ein
Maß dafür wie es um die Belastung des Motors steht.
Der KV-Faktor steht dafür welche Effektivspannung Du bei welcher
Drehzahl anlegtst um die optimale Spannungszeitfläche zu erhalten. Per
Vektorsteuerung wird davon etwas abgewichen und der Lastzustand besser
aus geregelt
Klaus schrieb:> MaWin schrieb:>> Die Umschaltmomente bestimmen also nicht die Drehzahl.>> sondern sie sind die Drehzahl. Man muß nur noch die Anzahl der Pole> mit hineinrechnen.>> MfG Klaus
Ich glaube das war der haken. Ich glaube jetzt ist der groschen
gefallen. Durch zählen der umschaltmomente lässt sich daraus ja die
drehzahl bestimmten, stimmt das soweit?
G.S schrieb:> schrieb:>> MaWin schrieb:>>> Die Umschaltmomente bestimmen also nicht die Drehzahl.>>>> sondern sie sind die Drehzahl. Man muß nur noch die Anzahl der Pole>> mit hineinrechnen.>>>> MfG Klaus>> Ich glaube das war der haken. Ich glaube jetzt ist der groschen> gefallen. Durch zählen der umschaltmomente lässt sich daraus ja die> drehzahl bestimmten, stimmt das soweit?
Richtig.
