Blockkommutierung Basics Fragen

[Peter51]

Blockkommutierung gab es einmal in den 70er 80er Jahren. Nach Herrn Fourie steckt in einem Recheckblock die Grundwelle (Sinus) sowie 3. 5. 7. 9. 11. etc.Harmonische. Nur die Grundwelle trägt zum Drehmoment bei. Die 3. und 9. Harmonische wird durch ein Pulsmuster ausgeblendet. Die anderen Harmonischen erwärmen den Motor nur. Die Spannungshöhe wird durch die Pulsbreiten der sinusbewerteten PWM erreicht.
Die Flächeninhalte der Pulse bilden einen Sinus.....

[derPhil]

jetzt machst du mich neugierig - du meinst, mein 'Brum-Controller' von 2012 würde eine auf sinusförmigen Stromverlauf ausgerichtete PWM der Spannung machen? (die 'Spannungshöhe' ist dabei übrigens immer gleich - knapp die Batteriespannung, die Halbleiter werden im Sättigungbereich betrieben)

[Peter51]

Ja: Die Höhe der Batteriespannung bleibt gleich. Durch unterschiedliche Breite der Pulse wird der Sinus = Ausgangsspannung des Controllers kleiner oder größer. Die sinusbewertete PWM ist als Spannung am Motor, wie auf der Grafik, zu messen. Der Strom im Motor ist nahe zu sinusförming. Das machen die Spulen im Motor......

[derPhil]

>> unterschiedliche Breite der Pulse wird der Sinus = Ausgangsspannung des Controllers

die Ausgangsspannung vom Controller ist und bleibt rechteckförmig, egal ob Blockkommutierung oder sinusbewertete PWM... Die Ventile werden ein- oder ausgeschaltet, nix 'dazwischen'

>> Nur die Grundwelle trägt zum Drehmoment bei.

Bringst du da nicht was durcheinander? Auch ein Gleichstrom erzeugt Drehmoment. Bei der Blockkommutierung dauert dieser Gleichstrom 60° elektrisch, und zwar von 120° bis 60° zum (rotierenden) Permanentmagneten (bzw deren Felder):

BK_60blk.jpg (53.56 KiB) 827 mal betrachtet

(streng genommen müssten entweder der blaue oder die roten Pfeile umgedreht werden - Gegensätze ziehen sich an)

Das Drehmoment ist zwar nur bei 90° maximal, aber auch bei 120° und 60° immer noch 86,6% = cos(30°)

Steht das Rad still (Bremse im Stand) dauern diese 60° ewig, Drehmoment ist aber trotzdem da.

Grüsse!

[derPhil]

nebenbei... bei einem modernen "Sinuscontroller" wird der blaue Pfeil nicht 60°-weise weitergeschaltet, sondern er wird stetig 90° vor dem Feld des Magneten (dem roten Pfeil) 'hergetrieben'. Das geschieht mittels Vektortransfomation, was dann an jeder Ausgangsklemme des Controllers in einer sinus-bewertetem PWM resultiert (daher der Name) bzw. an allen dreien wird insgesamt ein Drehfeld 'bewertet'.

Die Gasgriffstellung, praktisch die Länge des blauen Pfeiles, wird dann durch eine 'prozentuale' Änderung der Breite der Pulse abgebildet.

Zur Feldschwächung wird zu dem blauen Pfeil noch ein Pfeil entgegengesetzt zu dem roten addiert (Vektoraddition) und das wird dann ebenfalls mit der Rotation der Magnete auf die drei Klemmen transformiert.

Um die (frequenzabhängige) Verschiebung von Strom (= Magnetfeld) zu Spannung etc. im Griff zu haben, fliessen noch die Größen des Motormodells ein.

Ich habe in den Pionierjahren 10 Jahre lang an/mit einem Vektor-geregelten (später positionierfähigen) Servoantrieb gearbeitet, war 7 Jahre lang produktverantwortlich und auch verantwortlich für dessen Entwicklung. Ich kenne die Regel-, Transformations- und sonstwas Algorithmen bishin zur sensorlosen Regelung und deren Assemblercodes. (ok, das ist 15..25 Jahre her)

Aber in diesen Thread soll es ja um Blockkommutierung gehen, und davon habe ich keine Ahnung

[didithekid]

Hallo Phil,
wenn durch verschiedenlange Zeitschlitze die "Ventile" geöffnet sind, schlüpfen auch verschiedene Mengen an Elektronen durch. Das hat Auswirkungen auf die Strom- und Spannungssituation im Motor, auch wenn die "Ventile" außen (Akku-seitig) unter konstantem "Spannungsdruck" stehen.
Da gehen die individuellen Vorstellungen verschiedener Menschen ziemlich weit auseinander. Oft zu weit, um sich im Forum missverständnisfrei auszutauschen zu können.
Viele Grüße
Didi

[Peter51]

@Phil, die MosFets werden natürlich nur im Schaltmodus, betrieben. (Sollten sie eine Sinuswelle verstärken, würden sie hoffunglos überhitzen). Glaube mir, In meinen 45 Jahren elektrischer Antriebstechnik - Lehre, Studium mit Diplom - Entwicklung, Kontsruktion und zum Schluß Vertrieb, weiß ich fast alles über Umrichter (Controller). Freue dich, dass dein 10 Jahre alter Standard-Controller läuft und mit 100A Batteriestrom sowie vermutlich bis zu 250A Phasenstrom im unteren Drehzahlbereich genug Power hat. Ab 70% Motordrehzahl ist der Phasenstrom übrigens kleiner als der Batteriestrom. Einen guten Ersatz für einen Standard-Controller gibt es aus dem Hause Yuanking (YYK).
Dann noch viel Spaß bei der Erforschung der Blockkommutierung. Dann weiter mit feldorientierter Reglung (FOC) - da wandert der Lastwinkel von Lq (Querinduktivität) nach Ld (Längsinduktivität).

[derPhil]

Moin Peter!

besten Dank für den YYK Tip. Ich hoffe ja, dass ich sobald keinen neuen Controller brauchen werde, und Fritz sagte ja, er hätte eh noch mal den gleichen für mich... Und wenn ich tatsächlich mal einen kaufen müsste, würde ich wahrscheinlich dann doch über einen 'Sinuscontroller' nachdenken, auch in Anbetracht der Tatsache, dass so ein YYK 100A 'Rechteck-Controller' auch schon bei 200eu kosten soll (erste Treffer...)

Mit deinem Hintergrund wirst du dann wohl mehr und aktuelleres Wissen zur Antriebstechnik haben. Das ist gut, dann kannst du mir ja wahrscheinlich bei meinen Fragen helfen. Beim Erklären ist natürlich eine gemeinsame Terminologie wichtig, wie Didi ganz richtig bemerkt, sonst redet man aneinander vorbei (so wie wenn du von sinusförmiger Ausgangsspannung sprichst und ich Rechtecke sehe).

Vielleicht sollte ich wirklich erstmal mein System oszillografieren, dann werden die Fragen wahrscheinlich konkreter und manche beantworten sich dann wahrscheinlich auch schon von selbst. Blöd ist nur, dass ich das Oszi nicht auf dem Roller mitnehmen/betrieben kann (und mich während der Fahrt auch besser auf den Verkehr konzentrieren sollte), ich so ganz ohne Weiteres den Strom nicht messen/betrachten kann (ich hab keine Stromzange für's Oszi), und auch auf dem Hauptständer wegen Unwucht und fehlender Last nur recht eingeschränkt experimentieren kann...

beste Grüsse!
Phil