Wie ist das Anlaufverhalten von BL Motoren?

[k_wimmer]

Software hast du da immer noch drin.
Aber ganz ehrlich: Das würde mich nicht zufrieden stellen.
Ich verstehe da unter Sanftanlauf etwas anderes, aber lassen wir es gut sein.
Jeder hat da andere Ansprüche, und ich komme halt aus der industriellen Antriebstechnik.
Modellbau ist da für mich nur ein Nebenprodukt.

 

[Klaus M]

Offen gesagt:
Ich habe da GAR KEINE Software drin, ich bin reiner Hardwerker.
Und:
Ich bin Leistungselektronikentwickler für Antriebsumrichter, meist zwischen 50kW und 500kW, die kleineren Sachen machen die Kollegen.

Viele Grüße
Klaus Marahrens

 

[lastdownxxl]

Daher kann ich dann über Clark-Park die Ganze Sache auf das Niveau eines normalen DC-Motors bringen um die Stromregelung zu machen.
Vielleicht habe i ich am WE mal Zeit, dann werde ich das Ganze mal in einem eigenen Thread vorstellen.

Hallo Kai,

ich bin schon gespannt auf deinen Thread. In meiner Diplomarbeit 1992 war die Clark-Park Transformation und die Phasenstromregelung
von permanenterregten Synchronmotoren (PMSM) das Hauptthema meiner Diplomarbeit. Das ist jedoch schon eine sehr komplex Angelegenheit.
Allerdings ist nach der langen Zeit die Mathematik dahinter auch für mich nur noch schwer nachvollziehbar.

Gruss
Micha

 

[k_wimmer]

Dein Bild kommt mir bekannt vor:

 

[lastdownxxl]

Hallo Kai,

ich hab damals meine Motorenmodelle noch in PSPICE simuliert. Die Differentialgleichnungen hab ich über Analogrechner in PSPICE nachgebildet.
Tools wie Simulink oder Scilab waren damals 1992 noch nicht bei meiner Diplomarbeit vorhanden. Etwas später hat die Firma dann die erste Matlab/Simulink Version angeschafft.

*A5 PSPICE-Modell dreiphasiger BLDC-Motor im drehfeldfesten System

.param R=0.38 Lm=0.12e-3 Jr=8.5e-6 Kt=17.2e-3 Tr=0.007
.param U=12
.param pi={4*atan(1)}
.
*Berechnung Kommutierungswinkel alpha
*Kommpensation des nacheilenden Stromes
Ealpha alpha 0 value={atan(v(w)*Lm*v(ixd)/(R*v(ixd)+Kt*v(w)))}
Ralpha alpha 0 1e6

*Berechnung ixd ueber Integration
Gixd 0 ixd value={(1/Lm)*(U*cos(v(alpha))
-R*v(ixd)+Lm*v(w)*v(iyd)-Kt*v(w))}
Cixd ixd 0 1 ic={0}
Rixd ixd 0 1E6

*Berechnung iyd ueber Integration
Giyd 0 iyd value={(1/Lm)*(v(Uyd)-R*v(iyd)
-Lm*v(w)*v(ixd))}
Ciyd iyd 0 1 ic={0}
Riyd iyd 0 1E6

*Berechnung Uyd damit iyd = 0
eUyd Uyd 0 value={Lm*v(w)*v(ixd)}
RUyd uyd 0 1e6

*Berechnung el.Drehmoment
Gtel 0 tel value={Kt*v(ixd)*1.5}
Rtel tel 0 1

*Berechnung Winkelgeschwindigkeit w [rad/sec] ueber Integration
Gw 0 w value={(v(tel)-Tr-v(last))/Jr}
Cw w 0 1 ic={0}
Rw w 0 1e6

*Berechnung Motordrehzahl n [1/Min]
Gn 0 n value={v(w)*30/pi}
Rn n 0 1

*Berechnung phi ueber Integration
Gphi 0 phi value={v(w)}
Cphi phi 0 1 ic={-pi/2}
Rphi phi 0 1e6

*Ruecktransformation in das statorfeste System
Gixs 0 ixs value={v(ixd)*cos(v(phi))-v(iyd)*sin(v(phi))}
Giys 0 iys value={v(ixd)*sin(v(phi))+v(iyd)*cos(v(phi))}
Rixs ixs 0 1
Riys iys 0 1

*Ruecktransformation in die Drehstroeme ia,ib,ic
Gia 0 ia value={v(ixs)}
Gib 0 ib value={-1/2*v(ixs)+sqrt(3)/2*v(iys)}
Gic 0 ic value={-1/2*v(ixs)-sqrt(3)/2*v(iys)}
Ria ia 0 1
Rib ib 0 1
Ric ic 0 1

* Analysis setup
.tran 0.06ms 60ms 0 0.06ms uic
.probe

Ein PSPICE Plot vom Modell aus meiner Diplomarbeit:

Gruss
Micha

 

[Eckehard]

Hallo Kai, Klaus, Micha,

egal ob Hard oder Software, oder noch besser eine Kombination aus beidem, das Thema ist (für mich) superspannend.. aber....

...vielleicht "hängt die Latte jetzt doch schon bei über 1,6m"...? Denn das Thema ist ja nun nicht so trivial....

Der geneigte und hardnäckige Leser kann sich in YT einmal die Reihe von Dave Wilson anschauen, imho ist das Thema FOC dort sehr anschaulich erklärt... Teaching Old Motors New Tricks

Ich würde mich sehr freuen, wenn es hierzu einen gesonderten Thread geben würde, wennauch ich dort eher nachlesen würde, und wenig zur Theorie beitragen könnte.

Danke und Grüße von
Eckehard

.......der mit FOC gerne einen elektrischen Antrieb realisieren möchte, der das Verhalten eines realem TurboProp Antriebs nachbilden soll....
Ziele:

• Extrem langsamer Anlauf...
• maximale geregelte Drehzahl von ca. 10000 U/min sollte möglich sein...

 

[lastdownxxl]

Hallo Eckehard,

ein extremer langsamer Anlauf geht m. E. am besten mit der Erfassung der Rotorpostion mittels eines Resolvers. Mit einer Winkelerfassung kann man dann die sinusförmigen Ströme entsprechend mit der entsprechenden Frequenz (el. Drehfeld) mit einer Stromregelung (PWM) modulieren.

Gruss
Micha

 

[Eckehard]

Hallo Micha,

ja, ich bin bei meinen praktischen Experimenten bei einem Hardware Sensor, einem AS5047 gelandet.. Hall Sensoren reichen nicht, die Auflösung ist zu gering...

Hier findest Du ein paar Eindrüke und einen aktuellen Stand...

Das Sensor "Geraffel" würde ich gerne loswerden, da man es dann für alle Motoren zusätzlich benötigt... daher ist FOC und sensorless megaspannendes Thema....

Bin gespannt...

Grüße
Eckehard

PS: Danke für den Auszug, vermutlich aus Deiner Dipl. Arbeit...

 

[lastdownxxl]

PS: Danke für den Auszug, vermutlich aus Deiner Dipl. Arbeit...

Hallo Eckehard,

ja so ist es. Die Themenstellung meiner Diplomarbeit ist aufgrund einer Machbarkeitsstudie über den Einsatz von
elektromechanischen Aktuatoren (EMA) in Flugzeugen entstanden. Man wollte damit die hydraulische Ansteuerung der Ruder in den Verkehrsfliegern ersetzen. Damals 1992 war die Funktionsweise und die Regelung von BLDC-Motoren mit sinusförmiger Kommutierung noch weitgehend unbekannt.

Der Einsatz eines EMA welches eigentlich auch nur eine Servo mit wessentlich mehr Leistung darstellt, muss natürlich auch sehr langsam und auch feinfüllig laufen. Nur so ist eine Steuerung/Regelung vom Flugzeug möglich. Leider wurde das Thema dann nur kurz weiter verfolgt. Ich bin dann
in der Flug-und Triebwerksregelung gelandet, die eigentliche Dömäne von meinem damaligen Arbeitgeber. Den Regler-und Drehzahlsteller
für einen 5 KW, 270 VDC BLDC-Motor mit Blockkommutierung hab ich allerdings noch als Prototyp entwickelt. Er sollte eine Taumelscheibenpume antreiben. Der Akktuator war ein EHA von der Firma Dowty. Das Projekt wurde dann nach einem Platzen des Akktuators (Gehäuse) bei Dowty eingestellt.

Meine Kenntnisse im Bereich FOC sind daher nur noch rudimentär vorhanden.

Gruss
Micha

 

[k_wimmer]

Ich habe da mal ein neues Thema eröffnet:
Drehzahl-REGLER für BLDC-Motoren mit sensorloser FOC | RC-Network.de (rc-network.de)

Am WE kann ich das hoffentlich mit etwas mehr leben füllen.