Moin,
zum VAC 4644-X101 habe ich Verständnisfragen. Hier das Datenblatt:
https://www.mouser.de/datasheet/2/599/4644-X101_en-240833.pdf
Der Nennstrom ist dort mit 50 A angegeben, der maximale Messbereich (in
Abhängigkeit des Messwiderstands) ist aber wesentlich größer. Auf S. 4
gibt es ein Diagramm dazu.
Die Genauigkeit (0,1%-0,5%) ist nun natürlich auf die 50 A bezogen. Wie
sieht es aber jenseits der 50 A aus? Ist da mit signifikant größeren
Messfehlern zu rechnen oder bewegt sich das auch im Bereich <0,25 A?
Meine zweite Frage bezieht sich auf die beabsichtigte Anwendung.
Hintergrund: Ich habe eine PMSM mit 8 kW Nennleistung bei 96 V, die ich
ohne Geschwindigkeits- und Winkelsensoren regeln möchte. Dazu habe ich
als nichtlinearen Zustandsbeobachter ein Extended Kalman Filter
formuliert, das in Simulation auch schon sehr gut funktioniert und "nur"
Messungen der drei Phasenspannungen und -ströme benötigt, um gute
dynamische Schätzungen von Winkel und Drehzahl zu liefern. Hierfür
brauche ich jetzt möglichst gute Messungen der Phasenströme. Da ich
thermisch eingeschränkt bin, werde ich die ~83 A (die sich aus 8000 W
geteilt durch 96 V ergeben) ganz sicher nicht überschreiten und mich
überwiegend im Bereich unter 50 A aufhalten, daher fiel die Wahl auch
auf den o.g. Stromsensor (etwas genauer als die 100 A Version, dem VAC
4646-X100).
Ist in dieser Anwendung der o.g. Stromsensor eine gute Wahl oder lassen
sich per Shunt bessere Genauigkeiten für die drei Phasenströme
erreichen? Wie hoch wäre da der Aufwand zur galvanischen Trennung? Ich
stelle mir das reichlich kompliziert vor. Ich habe übrigens einen 16bit
ADC (-10 bis 10 V Eingänge) mit genügend vielen differenziellen Kanälen
zur Verfügung.
Über Meinungen und Vorschläge würde ich mich freuen, auch über Ideen zur
Messung der drei Spannungen!
Danke, beste Grüße
le ppq
Moin ppq,
ohne die Stromsensoren zu kennen vermute ich mal die 50A Nennstrom
beziehen sich auf den Strombereich wo der Kern nicht in Sättigung geht.
Darüber (50A+) könnte es dann so sein das die Empfindlichkeit rapide
abnimmt. Also solltest du besser weitestgehend im Nennbereich bleiben.
Grundsätzlich ist der Sensor geeignet, LEM und andere Fabrikate die auf
dem gleichen Prinzip beruhen werden gern für größere Umrichter
eingesetzt.
Ein Punkt solltest du dabei aber immer bedenken: die maximale Bandbreite
von 100kHz sowie die Resonsetime/delaytime von ca. 4µs bzw. knapp 14µs
in Verbindung. Sorgen dafür das du diese Totzeit kompensieren musst
bevor du die Ströme dem Kalman zufressen gibst.
Als Messgenauigkeit reichen schon effektive 10Bit voll aus. Jedes Bit
mehr wird nur in der Region nahe des Stillstands gebraucht.
Ich vermute mal bei 96V und und 8kW handelt es sich um einen
Traktionsantrieb? Falls ja hast du im Stillstand bzw. beim Start aus dem
Stillstand mit dem Kalman recht wenig Probleme solange genug Strom
fliest, dann ist auch bei 10BitENOB genug SNR in dem Stromsignal das der
Kalman damit klar kommt. Ansonsten die erwartete Messvarianz etwas hoch
ziehen.
Hast du den Antrieb auch mal mit einem realitätsnahen Trägheitsmoment
getestet?
Gruß
Alex
Moin Alex,
danke für das Feedback, die Totzeit hatte ich noch nicht auf dem Schirm.
Bei LEM schaue ich mich mal um!
Genau, es handelt sich um einen Nabenmotor, der in einer 17"
Motorradfelge integriert ist.
Getestet habe ich den Antrieb bis jetzt noch gar nicht, wollte erstmal
die nötige Messtechnik beschaffen. Bei größeren Trägheitsmomenten wird
ggf. die Strombegrenzung greifen.
Beste Grüße
ppq
Die Frage mit dem Trägheitsmoment bezog sich darauf, ob du getestet
hast, dass dein Kalman sich auch mit hohem Trägheitsmoment korrekt
verhält. Erfahrungsgemäß werden dabei einige Terme so klein das du damit
nummerische Schwierigkeiten bekommst, ich gehe jetzt mal davon aus, dass
du das Ding mindestens in Float implementierst.
Ich glaube nicht das ein LEM viel besser oder schlechter ist als der
Sensor den du raus gesucht hast. Ich wollte damit sagen das solche
Wandler recht üblich sind in Frequenzumrichtern. Worauf du noch achten
solltest ist die Signalführung. So ein Umrichter ist üblicherweise eine
ziemliche EMV Sau und somit hast du gerade auf internen Analog Signalen
recht ansehnliche Störungen. Also nicht einfach das Analog Signal des
Stromes direkt über die Motorphase legen oder Ähnliches.
Nur als kleine Tipps zur Frust Vermeidung, sonst kommt der Frust recht
schnell auf bei den ganzen Effekten die man im Matlab so nicht oder nur
mit viel Aufwand simulieren kann.
Gruß
Alex
Achso, so meintest du das. Nein, das EKF ist noch nicht für dieses
System getuned, das steht noch aus. In der Implementierung werde ich auf
jeden Fall mindestens float zur Verfügung haben (dSPACE MicroLabBox),
soweit ich weiß geht da auch double -- aber da ich mit der Q- und der
R-Matrix sowieso zwei Einflussmöglichkeiten habe, deren
"Größenverhältnis" untereinander (sowie das relativ zu den
Systemparametern) ausschlaggebend ist für die Numerik, erwarte ich da
keine unüberwindbaren Schwierigkeiten. Notfalls kann ich natürlich auch
die Systemparameter skalieren. Eine Herausforderung wird jedenfalls die
Echtzeitfähigkeit, etliche Matrizenoperationen mit 5x5 Matrizen sind
auch für ein dSPACE kein Zuckerschlecken. Aber das wird schon irgendwie
;-)
Alexander B. schrieb:> Also nicht einfach das Analog Signal des> Stromes direkt über die Motorphase legen oder Ähnliches.
Da kann ich nicht ganz folgen. Ich dachte mir das so, dass ich die drei
Leitungen, die von der Leistungselektronik zum Motor gehen, einfach
durch drei solcher Stromsensoren führe und dann vom Spannungsausgang
oder vom Messwiderstand - je nach dem, was für ein Stromsensor es
letztendlich wird - per BNC-Kabel o.ä. an einen differenziellen Eingang
des ADC gehe.
(Zur Spannungsmessung jeweils zwischen zwei Motoranschlüssen muss ich
mir noch was überlegen.)
Da ich blutiger Anfänger bin, zumindest was solche praktischen Dinge
betrifft, bin ich dankbar für deine Frustvermeidungstipps :-)
Jens E. schrieb:> per BNC-Kabel o.ä. an einen differenziellen Eingang> des ADC gehe.> (Zur Spannungsmessung jeweils zwischen zwei Motoranschlüssen muss ich> mir noch was überlegen.)
völlig in Ordnung. Geschirmte Kabel sind genau das richtige und Weg von
den Motorphasen, bloß nicht parallel da ran strapsen weil es schön
aussieht :P.
Für die Inversen musst du sonst gucken welche Zerlegung ggf.
performanter ist.
Gruß
Alex
