Strom- und Spannungsverlauf während eines PWM Zyklusses mit Freilaufdiode bei der BLDC Ansteuerung

[hochsitzcola (Gast)]

Ich habe dazu diesen Artikel gelesen
http://www.olliw.eu/2011/pwm-elektromotoren/

Mir scheint jedoch, daß die PWM-Frequenz und Zeitkonstante in realen 
Fällen deutlich anders aussehen als in den dort dargestellten Bildchen.
Beispiel eines Motors:
measured inductance (star configuration): 133.6 uH
total system 'resistance' (star configuration): 93.3 mOhm
PWM Perioden-Dauer 68µs

Wie würde bei so einem Setup der Stromverlauf während eines 
PWM-Zyklusses aussehen?
Ich habe mich schon in Excel versucht mit den Fomeln von dieser Seite.
http://www.wikiwand.com/de/Spule_(Elektrotechnik)
Ich komme da aber auf kein vernünftiges Ergebnis, bei einem 
Tastverhältnis von 0,5 würde der Strom in der zweiten Zyklushälfte, also 
bei abgeschalteter Spannung, aufgrund der Freilaufdiode so gut wie 
garnicht kleiner werden?!

Kann mir jemand auf die Sprünge helfen?

Gruß
hochsitzcola

[Falk B. (falk)]

@ hochsitzcola (Gast)

>http://www.olliw.eu/2011/pwm-elektromotoren/

Hmmm, da versuch jemand, sich die Materie anzueignen.

>measured inductance (star configuration): 133.6 uH

Kann sein.

>total system 'resistance' (star configuration): 93.3 mOhm

Macht ein tau = L / R = 1,4ms

>PWM Perioden-Dauer 68µs

Faktor 21 niedriger.

>Wie würde bei so einem Setup der Stromverlauf während eines
>PWM-Zyklusses aussehen?

Recht dreieckig, denn die PWM-Periode ist deutlich kleiner als die 
Zeitkonstante. In dem Bereich bewegen sich alle Schaltregler und auch 
die allermeisten Motortreiber.

>Ich habe mich schon in Excel versucht mit den Fomeln von dieser Seite.
>http://www.wikiwand.com/de/Spule_(Elektrotechnik)

Nimm LT-Spice & Co, alles ander ist Unsinn.

>Tastverhältnis von 0,5 würde der Strom in der zweiten Zyklushälfte, also
>bei abgeschalteter Spannung, aufgrund der Freilaufdiode so gut wie
>garnicht kleiner werden?!

Bei so einer hohen PWM-Frequenz kann der Strom nur wenig schwanken 
(kleiner Ripple) Das ist der Sinn der Sache, um die Eisenverluse zu 
minimieren.

Siehe Anhang. Ich hab 3 Arbeitspunkte simuliert.

15% Tastverhältnis, Motor blockiert, 0V induzierte Spannung
Strom_DC_15_1ms.png
Strom_DC_15_100us.png

50% Tastverhältnis, Motor blockiert, 0V induzierte Spannung
Strom_DC_50_1ms.png
Strom_DC_50_100us.png

50% Tastverhältnis, Motor läuft, 4V induzierte Spannung
Strom_DC_50_1ms_4VBias.png
Strom_DC_50_100us_4VBias.png

[hochsitzcola (Gast)]

Wow, Super! Vielen Dank, daß du dir soviel Mühe gemacht hast. Ich hatte 
dann selber das Oszi genommen und ein paar Messungen gemacht, das deckt 
sich mit deinen Simulationen.

Gruß
hochsitzcola

[Harry (Gast)]

@ Falk

wie hast du das mit "blockiert" bzw "läuft" gemacht? Das ist mal hoch 
interessant!
Auch wenn die Simulation ganz toll ist, für eine Abschätzung würde ich 
aber auch gerne wissen (ich weiß es nämlich auch nicht - knobel da auch 
gerade dran), wie man auf die Ergebnisse rechnerisch kommen könnte.

[hochsitzcola (Gast)]

Ich denke, er hat die Gegen-EMK des laufenden Motors durch die 4V an der 
"Batterie" V2 simuliert...

Ich bin begeistert mit wie wenig Aufwand man so viel Ergebnis erzeugen 
kann (wenn man sich auskennt ;-))

Gruß
hochsitzcola