BLDC-Motor Verständnisfrage

Gast #6293405
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Hallo und schönen Sonntag zusammen,

ich habe ein E-Bike mit BLDC-Motor.
Im Steuergerät werkelt ein MC33033: 
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MC33033-D.PDF

Dieser bekommt von außen:
 - die 3 Hall-Sensor-Signal aus dem Motor
 - Signal vom Gasgriff (ist ein Poti und wie auf Seite 2 im Datenblatt 
verschaltet)

Es handelt sich um Open-Loop-Betrieb, als es wird die Drehzahl nicht 
geregelt.

Leider habe ich das Problem, dass meine Batterie schon etwas in die Tage 
gekommen ist und sobald diese nicht mehr ganz voll ist, dann senkt sich 
die Maximalgeschwindigkeit deutlich ab (Batteriespannung ist bei vollem 
Akku ca. 52V und schon bei 48V merke ich den Geschwindigkeitsverlust). 
Jetzt würde ich gerne etwas "tunen", um dem Motor mehr Strom zu geben 
(klar, dann wird die Batterie noch schneller leer, aber die Reichweite 
ist eigentlich ganz ok).

Meine Frage ist nun, wie funktioniert das? Wie wird die Geschwindigkeit 
beeinflusst? Wenn ich das richtig sehe, dann arbeitet der MC33033 mit 
PWM.

Habe schon mit dem Oszi an Pin9 des MC33033 gemessen und sehe dort 0V.. 
4.5V je nach Stellung des Gasgriffes.
Auf Seite 7 im Datenblatt zeigt Figure 11, dass bei 4V an Pin 9 bereits 
100% Duty-Cycle erreicht sind.

Wie kann man allgemein die Drehzahl eines BLDC-Motors erhöhen, wenn man 
schon 100% Duty-Cycle erreicht hat? Kann man nicht einfach die Frequenz 
der Ausgangsspannung erhöhen? (Der BLDC-Motor ist doch eigentlich eine 
Synchronmaschine)? Oder geht es tatsächlich nur mit höherer Spannung?
Gast #6293442
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Der BLDC ist keine Synchronmaschine weil der MC33033 keine Frequenz 
erzeugt, sondern ein Gleichstrommotor mit elektronischer statt 
mechnischer Kommutierung.

Drehhzahl * Magnetfeld = Induktionssspannung = Akkuspannung * PWM

Es gäbe einen Trick mit Phasenverschiebung das Magnetfeld zu schwächen 
damit der Motor höher dreht, aber dann geht Kraft verloren und die 
Blindströme heizen Motor und Elektronik über normal auf.
Gast #6293471
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So richtig viele Optionen hast du da nicht. Einfach tunen ist nicht 
möglich.

Feldschwächung kannst du mit der gegebenen Elektronik kaum machen.
Neuer Controller könnte das: VESC 6 beispielsweise. Eventuell vorhandene 
Zulassungen erlöschen dann aber.

Alternativ: Neuer Akku. Eventuell sogar mit mehr Spannung? Check mal die 
Spannungslimits der Bauteile, paar Volt mehr könnten immer gehen.
Zwischenkreisspannung ist bei BLDC Motoren proportional zur erreichbaren 
Drehzahl.

Interessehalber: Was ist das für ein Ebike? Die Technik mit dem MC33033 
sieht nicht gerade nach "High Performance" aus.
Gast #6293506
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Hallo und Danke für die Rückmeldungen.

Das habe ich mir fast schon gedacht, dass ich eine höhere Spannung 
brauche.

Von der Möglichkeit mit der Feldschwächung habe ich schon gelesen. Ist 
das so, dass durch das geschwächte Feld die induzierte Spannung sinkt 
und damit mehr Spannung "übrig" bleibt um Strom in die Windung zu 
treiben? Wie kann man konkret so eine Feldschwächung hervorrufen? Muss 
ich dazu eine Phasenverschiebung zwischen den Hall-Sensor-Signalen und 
der Inverter-Ausgangsspannung einbringen?
Gast #6293585
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Tunermeister schrieb:
> Interessehalber: Was ist das für ein Ebike? Die Technik mit dem MC33033
> sieht nicht gerade nach "High Performance" aus.

Sorry, E-Bike war der falsche Begriff, es geht um einen etwa 12 Jahre 
alten Roller von InnoScooter. (Im asiatischen Raum gilt: E-Biker = 
Elektroroller).
Die Batterie ist noch die erste und wird nun so langsam schwächer...
Gast #6293961
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E-Biker schrieb:
> Ist
> das so, dass durch das geschwächte Feld die induzierte Spannung sinkt
> und damit mehr Spannung "übrig" bleibt um Strom in die Windung zu
> treiben?

Exakt.
Du reduzierst damit die Stärke des Magnetfeldes der Permanentmagneten im 
Rotor, indem du über den Stator ein Magnetfeld einprägst, welches 
gegenüber dem Rotorfeld um 180 Grad verdreht ist.

Normalerweise ist der Winkel zwischen Rotorfeld und Statorfeld 90°, um 
das maximale Drehmoment pro Strom zu erreichen.
Bei deinem Controller wird eine Blockkommutierung verwendet, dabei hast 
du 90° +- 45° Feldwinkel, das ist nicht so effizient und etwas lauter - 
dafür aber viel billiger.

Dein Ansatz mit der Phasenverschiebung ist nicht schlecht. Ist aber 
recht kompliziert zu bewerkstelligen, weil du auch keinen Zugriff auf 
die Software im Controller hast.

Einfacher ist es, einen neuen Controller zu verbauen, der Field 
Weakening schon kann.
Gast #6294058
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Tunermeister schrieb:
> weil du auch keinen Zugriff auf die Software im Controller hast.

Der MC33033 ist doch gar nicht programmierbar? Außer dem MC33033 stecken 
da sonst nur OpAmps, Gatetreiber, Hühnerfutter (Kondensatoren, 
Widerstände und Dioden) sowie natürlich die Leistungs-MOSFETs drin.

Aber ich verstehe den Punkt, mit dem MC33033 kann ich das nicht machen.

Danke an alle für die Tipps.

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