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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Brushless Motoren


Autor: Jasmin (Gast)
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Modellbauer,

wie funktionieren eigentlich die Regler/Brushlessmotoren ?
Wird die Drehzahl "einfach" über die Frequenz des Drehfeldes
gesteuert ?

Wer kann mir einen kurzen Eiblick gewähren ;-)

Jasmin

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Autor: johnny.m (Gast)
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Der sog. Brushless-DC-Motor ist nichts anderes als eine elektronisch
kommutierte (deshalb auch manchmal in der englischsprachigen Literatur
als EC-Motor [Electronic Commutation] bezeichnete) permanenterregte
Drehstrom-Synchron-Maschine. Und bei dieser sind Drehzahl und
Drehwinkel direkt vom angelegten Drehfeld abhängig ('synchron'
eben...)

Autor: Jasmin (Gast)
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Danke Jungs,

habe noch ein 20 Jahre altes Script "elektrische Maschinen".
Mal schauen ob's nicht zu Staub zerfällt....

Gute Hinweise !

Autor: Wolfgang (Gast)
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Hallo,

am ehesten kann man den Brushless Motor mit einer Drehstrom
Synchronmaschine vergleichen. Ein Drehfeld rotiert und der
Läufer-Magnet folgt diesem synchron - soll heißen, daß das Drehfeld und
der Läufer keinen Schlupf haben.

Die Drehzahl wird eigentlich über den Strom geregelt. Das Drehfeld
selber muß ca 60-120 Grad dem Läufer voreilen. Drehr der Motor zu
langsam, wird die PWM größer gemacht, was einen größeren Strom zur
Folge hat. Der Motor dreht schneller und das Drehfeld wird dann
infolgedessen auch schneller weitergeschaltet.

Die Position des Läufers kann man über die Rückwirkung des Motors, oder
mit Sensoren erfassen.

im Prinzip wartet man mit dem Drehfeld, bis der Läufer bis auf 60 Grad
sich diesem genähert hat und schaltet dann das Drehfeld um 60 Grad
weiter.

Gruß

Wolfgang
--
www.ibweinmann.de
Brushless Development Kit

Autor: Ingo (Gast)
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Die Drehzahl hängt von der Frequenz des Wechselfeldes ab, nicht vom
Strom. Der Strom sorgt nur für das Drehmoment.

Autor: johnny.m (Gast)
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> Das Drehfeld selber muß ca 60-120 Grad dem Läufer voreilen.

...Und das ist Unsinn. Der Schlupf hängt von der Belastung (Lastmoment
an der Welle) ab und ist im Leerlauf fast null. Bei zu großem Schlupf
gerät die Maschine außer Tritt.

Autor: johnny.m (Gast)
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Sorry, meinte natürlich nicht 'Schlupf' (den hat die Synchronmaschine
nämlich nicht, weil eben 'synchron') sondern den Polradwinkel... Bin
noch nicht ganz wach...

Autor: Hannes Lux (hannes)
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> Der Schlupf hängt von der Belastung (Lastmoment
> an der Welle) ab und ist im Leerlauf fast null. Bei zu großem
> Schlupf gerät die Maschine außer Tritt.

Soweit richtig.
Ich halte es aber für möglich (nicht verifiziert), dass Wolfgang den
Schlupf misst und daraus den Tastgrad der PWM (also die "Bestromung")
ändert, um dem Schlupf entgegen zu wirken.

Das System hätte dann einerseits den Drehzahlsteller, der die
Umlauffrequenz des Drehfeldes bestimmt und andererseits den
"Stromregler", der den Strom durch die Wicklungen (PWM) der Belastung
(Schlupf) anpasst und damit auch bei Lastwechseln für (halbwegs)
konstanten Schlupf sorgt.

Meine "Spekulation" begründet sich auf die Tatsache, dass bei
proffesionalem Einsatz von Schrittmotoren die Wicklungen auch per PWM
"bestromt" werden.

...

Autor: Hannes Lux (hannes)
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> Sorry, meinte natürlich nicht 'Schlupf' (den hat die
> Synchronmaschine
> nämlich nicht, weil eben 'synchron') sondern den Polradwinkel...

Ich natürlich auch! ;-)

(böse, böse Falle...)

...

Autor: Wolfgang (Gast)
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Hallo,

@Ingo
"Die Drehzahl hängt von der Frequenz des Wechselfeldes ab, nicht vom
Strom. Der Strom sorgt nur für das Drehmoment."

Du mußt bei einem BLDC-Motor zwischen Ursache und Wirkung
unterscheiden. Nehme mal einen Bürsten-Gleichstrommotor. Dort wird auch
die Bestromung in abhängigkeit von der Rotorposition gemacht. Nur wird
das halt mittels Kohlen und Kollektor erreicht. Die Bestromung wird
winkelabhängig vorgenommen.

Genau das Gleiche wird beim Brushless gemacht. Nichts anderes.
Besonders Deutlich wird das bei Brushless-Motoren mit Hallgeber: Dort
wird das Drehfeld auch nur von der Stellung des Läufers (die durch die
Hallsonden erkannt wird) angesteuert. Von Timing-Details mal
abgesehen.

Das Drehfeld muß dem Läufer beim Brushless ca 60-120 Grad voreilen,
weil dort das größte Moment vorhanden ist.

Beim Sensorless Motor wird das halt über die BEMF-Auswertung gemacht.
Aber das Prinzip bleibt das selbe: das Drehfeld wird weitergeschaltet
und eilt dem Läufer um 120 Grad vor. dann wird gewartet, bis der Läufer
sich bis auf 60 Grad genähert hat und das Drehfeld wird wieder um 60
Grad weitergeschaltet.

Das Drehfeld selber muß ca 60-120 Grad dem Läufer voreilen.

@johnny m.
"...Und das ist Unsinn. Der Schlupf hängt von der Belastung
(Lastmoment
an der Welle) ab und ist im Leerlauf fast null. Bei zu großem Schlupf
gerät die Maschine außer Tritt."

Du solltest Deine Wortwahl mal überlegen und Dich zuerst mit der
Materie befassen.

Gruß

Wolfgang
--
www.ibweinmann.de
Brushless Development Kit

Autor: Martin (Gast)
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Artikel:

Elektor 2006 Februar!!!

Jungs - jasmin ist lange wech...

Martin

Autor: Jasmin (Gast)
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??

Jasmin ist da und kommt nur mit dem Überlegen nicht so schnell
hinterher ;-)


Jasmin

Autor: johnny.m (Gast)
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@Wolfgang:
Hast natürlich recht! Sorry, war, wie gesagt, gestern morgen noch
nicht ganz wach und hatte mich ein bisschen vom BLDC- zum Synchronmotor
hin verlagert. Nehme alles zurück und behaupte das Gegenteil...

P.S.: Ich habe mich durchaus mit der Materie beschäftigt, habe nur Dein
Posting nicht richtig gelesen... (InEckeVerkriech)

Autor: Hannes Lux (hannes)
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> Nehme alles zurück und behaupte das Gegenteil...

Datt iss mei Spruch! (Anzeige wegen Copyleftverletzung folgt...)

;-)

...

Autor: johnny.m (Gast)
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Oh shit, und ich dachte immer, der Spruch wär von meinem Papa...

Autor: Hannes Lux (hannes)
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> und ich dachte immer, der Spruch wär von meinem Papa...

Dann müssen dein Papa und mein Papa gemeinsame Bekannte gehabt haben...
 ;-)

Bit- & Bytebruch...
...HanneS...

Autor: Wolfgang (Gast)
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@johnny.m
"... Nehme alles zurück und behaupte das Gegenteil..."

Ist ok - auch ich habe schon Mist verzapft. Das passiert halt mal.

Gruß

Wolfgang
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www.ibweinmann.de
Brushless Development Kit - Der weg zum Brushless Regler

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Angehängte Dateien:

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Hallo zusammen,

Ich habe hier einen Brushless-Motor mit 3 Phasen liegen. Nun bin ich 
aber etwas irritiert, weil es keine 4 Leitung als Bezugspunkt gibt. 
Verstehe ich die grundsätzliche Ansteuerung richtig? (Siehe angehängtes 
Bild). Vermutlich nicht?!

die Kommutierung will ich über induzierte Spannungen erfolgen lassen. 
Liege ich richtig wenn ich immer dann von Phase n zur Phase n+1 
umschalte, wenn Phase n+1 eine gewisse Induktionsspannung zeigt?

Liegt eine Phase (jene die grade bestromt wird) an VCC und alle anderen 
an GND? Ich habe ja keine Bezugsmasse am Motor.

Grüße
Jonny

Autor: Thomas (Gast)
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eine Phase auf VCC, die Zweite auf GND, und die Dritte wird offen 
gelassen sonst könntest du ja auch keine induktionsspannung messen wenn 
du die Phase auf GND legen würdest.
P.S. die VCC ist noch mit einer PWM überlagert.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Thomas wrote:
> eine Phase auf VCC, die Zweite auf GND, und die Dritte wird offen
> gelassen sonst könntest du ja auch keine induktionsspannung messen wenn
> du die Phase auf GND legen würdest.
> P.S. die VCC ist noch mit einer PWM überlagert.

Hallo Thomas,

Klingt einleuchtend. Wenn ich Zeit finde werde ich mir mal eine 
Schaltung aufbauen die das mit einem µC erledigt. Mir ging es nur um die 
grundsätzliche Beschaltung eines BM.

Viele Grüße
Jonny

Autor: hans (Gast)
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Die Apl. AVR493 erklärt den ensorlose Betreib recht gut:

http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...

gruß hans

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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hans wrote:
> Die Apl. AVR493 erklärt den ensorlose Betreib recht gut:
>
> http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...
>
> gruß hans

Hallo Hans,

Das ist echt eine super Apl. :) Ich wusste gar nicht das Atmel sowas 
rausgebracht hat. Vielen Dank für den guten Hinweis. Ich werde mir die 
Sache mal zu Gemüte führen.

Viele Grüße
Jonny

Autor: Fary (Gast)
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Hallo, auch wenn der letzte Beitrag etwas länger her ist... ich hätte 
noch ein paar interessante Probleme mit der Sensorlosen Ansteuerung 
eines BLDCs (Appnotes von Microchip und Atmel kenne ich :) ).

Hat jemand von euch schon Erfahrung mit der Blockiererkennung 
(Stall-Detection) und dem Starten (Start-up) gemacht? Das prinzip bei 
der sensorlosen Ansteuerung beruht ja zumeist auf einem blinden Startup 
und der Detektion der Nulldurchgänge der BEMF, wenn der Motor läuft. 
Wenn der Motor jetzt blockiert wird, dann messe ich ja keine BEMF mehr 
bzw. wenn ich eine sehr langsame Drehzahl habe kann ich die BEMF auch 
nicht auswerten!
Der blinde Start ist auch nur geeignet, wenn mir eine genaue 
Positionierung und damit ein gezielter Start egal ist. Gibt es auch eine 
andere Startmethode? (Habe dazu im Internet nichts konkretes gefunden). 
Und was ist nun, wenn ich von Anfang an im Stall bin und der Motor 
einfach nicht starten kann? wie erkenne ich das? Gibt es irgendeine 
Indikation?
Ich wäre euch echt dankbar, wenn dazu jemand Erfahrungen hat und mir da 
ein paar nützliche Hinweise geben könnte ...

Viele Grüße
Fary

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