Ausgangs Filter für BLDC Motor

Drehmel Gast #5284390
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Hallo Leute,

ich habe einen BLDC Motor, der an 24Vdc hängt und mit 10A Phasenstrom 
durch einen Treiber per Hallsensor und 30kHz PWM Blockkomutierung 
versorgt wird.

Leider sitzt der Motor ca. 50cm von der Endstufe entfernt und es können 
nur Einzellitzen, kein kombiniertes Kabel mit Schirm benutzt werden.

Leider haben wir jetzt auf unseren Kommunikationsleitungen (die dummer 
weise ein Stück lang parallel zu den Phasenkabeln verlaufen ordentlich 
die 30kHz und mehrfachen der PWM drauf :-( Das ist doof uns sorgt bei 
sprungartigen Geschwindigkeitsänderungen nachweislich für 
Kommunikationsaussetzern.

Wie gesagt, an den Kabeln kann ich nicht machen (die sind in die 
mechanische Struktur einlaminiert) aber am Treiber kann ich noch Filter 
vorsehen.

Die Frage ist, welche Art von Filter.
Ich habe nach einer drei Phasen StroKo Drossel gesucht. -nichts 
gefunden, aber bei näherer Betrachtung dachte ich, das die eh falsch 
wäre, da die Phasen ja zueinander zeitlich versetzt angesteuert werden 
und nicht synchron.

Ich denke, ich brauche also eher drei einzelne Pi Filter (C-L-C) aus 
C0G/NP0 oder Folienkondensator und (Speicher?)Induktivität? Liege ich da 
falsch? Gibt es da Rechnungen die ich anstellen kann um die Bauteile zu 
berechnen, oder soll man sowas durch ausprobieren ermitteln?
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Matthias S. (Firma: matzetronics) #5287110
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Drehmel schrieb:
> drei einzelne Pi Filter (C-L-C)

Den ersten C solltest du dir sparen, der wird von der Endstufe einfach 
nur kaputt gemacht auf Dauer und sorgt für unnötige Umladeströme. L mit 
dicker Drahtstärke zur Verrundung sind schon brauchbar, danach nicht zu 
grosse C, um noch ein wenig weiter zu verrunden.
Datenkabel so niederohmig wie möglich betreiben vermindert 
Einstreuungen.

PWM Frequenz runtersetzen kann auch helfen und vor allem vor dem 
Regelbetrieb nicht die Kabel einlaminieren - das war wirklich beknackt.

Drehmel schrieb:
> Gibt es dafür irgend welche Berechnungen, um vorher die Größe der
> Bauteile zu ermitteln?

Klar, die Thomson'sche Schwingkreisformel und die für den LC Tiefpass. 
Aber wichtiger ist für dich erstmal, was du überhaupt für Drosseln 
beschaffen und verbauen kannst. Danach kannst du dich um die C kümmern.

http://sim.okawa-denshi.jp/en/RLClowkeisan.htm
https://en.wikipedia.org/wiki/RLC_circuit#Low-pass_filter
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Alexander Gast #5287141
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Drehmel schrieb:
> Ich denke, ich brauche also eher drei einzelne Pi Filter (C-L-C) aus
> C0G/NP0 oder Folienkondensator und (Speicher?)Induktivität? Liege ich da
> falsch? Gibt es da Rechnungen die ich anstellen kann um die Bauteile zu
> berechnen, oder soll man sowas durch ausprobieren ermitteln?

Ein einfaches LC Filter reicht.
Leg L so aus, dass der Rippel des Stromes auf ca 10% des Spitzenwertes 
des Stromes begrenzt ist (ist relativ einfach zu berechnen).
Damit hast du schon mal L, sollte sicher ausreichen mit L<1mH.

Das C kannst du entsprechend (manuell) anpassen, bis du die gewünschte 
Unterdrückung an Oberwellen erreicht hast.

Viel Erfolg,
Alexander
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Alexander Gast #5287160
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Drehmel schrieb:
> ühhh krass, die drei drosseln (1mH/10A) sind dann größer als der Motor
> :(

oh, haha :-D
das <1mH war ausm Bauch heraus. Wobei das sehr größer Mist von mir war - 
ich hatte vergessen, dass es nur 24V sind, also n Faktor 40 kleiner als 
bei meinen Anwendungen.

Führe doch mal die Rechnung aus.
Gleichung 1:
di/dt = 1/L * U_L

U_L = U_DC - U_Motor
dt = Tastgrad*1/30kHz
U_Motor = U_DC * mod
mod = Ansteuerung für BLDC

Schau, wann mod entlang einer Grundschwingung am größten ist. Das ist 
dann der Punkt, an dem dein Stromrippel am größten ist.

Einsetzen in Gleichung 1 und nach L umstellen.

Mit der Bedingung di<=10%*Imax findest du das gesuchte L.

Gruß,
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