Hallo,
ich habe einen 3 Phasen BLDC-Motor welcher an einem Netzteil hängt. Je
nach Ansteuerung benötigt dieser zwischen 5 und 25 A bei 40 Volt
Spannung.
Eine Messung mit einer Stromzange hat gezeigt, dass dort ziemlich fiese
Stromspitzen auftreten, sowohl positiv als auch negativ, bezogen auf den
mehr oder weniger konstant entnommenen Strom.
Da mein Netzteil vermutlich deshalb bald das zeitliche segnet, wollte
ich einen LC-Filter dazwischen klemmen, um mein Netzteil nicht allzu
sehr zu strapazieren. Aber wie lege ich das LC-Glied aus? Und in
welchem Bereich sollte die Grenzfrequenz liegen? Ich kenne weder
Eingangs- noch Ausgangsimpedanzen, irgendetwas über das Innere des
Netzteils oder sonstiges. Ich vermute, dass die Dauer der Schaltvorgänge
der Mosfets in meiner Motoransteuerung das Problem sind, diese könnte
ich z.B. mit einem Oszilloskop messen.
Die Induktivitäten der Spulen im Motor betragen übrigens ca. 100 µH.
Ich habe eine deutliche Verbesserung durch Versuche mit
unterschiedlichen Bauteilwerten erzielt, aber ich wollte zumindest
rechnerisch eine grobe Abschätzung erzielen.
Weiterhin habe ich überlegt, die doch etwas groß ermittelte Kapazität
des LC-Kreises beim Einschalten des Netzteiles langsam aufladen zu
lassen.
Also zum zur Spannungsversorgung parallel geschalteten Kondensator einen
kleinen Widerstand in Reihe, dieser sollte ja für den in Betrieb
hauptsächlich fließenden Gleichstrom uninteressant sein
leider finde ich solche Art von gedämpften LC-Gliedern nirgends.
Liegt das daran dass sie keinen Sinn machen, oder was übersehe ich?
Solche Controller haben deswegen immer ziemlich dicke Reservoirelkos auf
der Motorversorgung. Das sollte also die erste Tat sein. Als nächstes
könntest du den Einfluss der PWM Wiederholfrequenz auf die Spitzen
überprüfen. Mögl. kannst du damit die Höhe weiter reduzieren.
Auch eine niederohmige Versorgung mit dicken Leitungen tut gut.
Mit welcher Frequenz gehst Du da rein?
Die Ausgangsimpedanz von Netzteilen genau wie die Eingangsimpedanz von
BLDCs steigt von niedriger zu etwas höherer Frequenz erst mal ziemlich
an. Aber lassen wir das erst mal.
Ohne Kenntnis der Frequenz kann man wenig sagen, ob und wenn, welches
Filter (bzw. welche Filter-Induktivität - der Ausgangs-C des Netzteiles
mit der "zukünftig möglichen" Induktivität und dem Stützelko am
BLDC-Treiber ergibt dann eh schon ein PI-Filter, ohne zusätzl. Cs)
nützlich oder nötig wäre.
Matthias S. schrieb:> Solche Controller haben deswegen immer ziemlich dicke Reservoirelkos auf> der Motorversorgung. Das sollte also die erste Tat sein.
Es ist noch kein Stützelko am Treiber? Hab ich nicht realisiert.
Unbedingt machen! Da ist ein ganz schöner Eimer nötig für 25A.
Was hättest Du daheim?
oh, das hatte ich vergessen, direkt vor den MOSFETs hängen ca 5000 µF,
alos 5mF, auf der Platine, das mag wohl nicht ausreichend sein. Aber wie
viel ich dann noch zusätzlich außerhalb anhängen soll, kann ich gerade
auch nicht abschätzen, das Netzteil sieht doch dann irgendwann auch
einen Kurzschluss. Für meine Begriffe bräuchte das Netzteil dann einen
Soft-Start oder ich müsste diesen Einschaltmoment irgendwie direkt an
den Elkos abfedern.
Die Ansteuerfrequenz der MOSFETs muss ich mir morgen nochmal anschauen,
aber ich meine das war im zweistelligen kHz-Bereich.
Tobi schrieb:> oh, das hatte ich vergessen, direkt vor den MOSFETs hängen ca 5000 µF,> alos 5mF, auf der Platine, das mag wohl nicht ausreichend sein.
Das klingt nach schlechter Führung der Versorgung. Bei 40A musst du
darauf achten, das nichts auf dem Board vagabundiert, sondern direkt zu
den Endstufen und auch wieder weg führt, ohne lange Masse- oder
Plusleitung. Für unsere 4kW BLDC verwenden wir deswegen Kupferschienen
und versorgen den Treiber- und Steuerteil mit DC/DC Konverter.
Tobi schrieb:> ich meine das war im zweistelligen kHz-Bereich
Dabei immer nur 'so hoch wie nötig, so niedrig wie möglich' im Auge
behalten. Es hat nicht viel Sinn, den Motor mit 50-80kHz zu peitschen,
nur weil es nicht im Hörbereich sein soll. Da reichen dann z.B. auch
22kHz. Je höher die PWM Frequenz, desto höher auch die Anforderung an
die Elkos bzw. deren ESR. Es kann sein, das du ein paar kräftige
100nF-470nF parallel schalten musst.
das größte Problem bei meinem Aufbau ist, dass das alles schon fertig
gebaut ist. Ich habe ein geschlossenes Netzteil und eine geschlossene
Elektronik für meinen BLDC-Motor. Diese ist vermutlich einfach nur
beschissen dimensioniert. An der Ansteuerfrequenz kann ich demnach auch
nichts ändern.
Deshalb frage ich, was ich dazwischen einbauen kann. Einfach nur große
Elkos?
Gedämpftes LC-Glied? Sonstiges?
Tobi schrieb:> Gedämpftes LC-Glied?
Das muss aber eine recht kräftige Drossel sein, die dazu auch noch
munter aufmagnetisiert wird. Wenn man als Faustregel etwa 6A/mm²
annimmt, müsste deine Drossel ja aus mindestens 10mm² Draht gemacht
werden, um den Serienwiderstand im Zaum zu halten, dann noch ein paar
kräftige MKT/MKP Kondensatoren...
Ist halt Kurieren am Symptom. Wer hat den Controller denn gebaut und
versiegelt?
