BLDC/3-fas motor drivning

[Icecap]

Ja, jag har tankar i den riktning också.
Att driva en BLDC är inget större problem men om vi tänker lite större så att säga, motorer på kanske 10kW+ börjar spänningarna ju bli högre och felen dyrare, jag tänker här elbil.

Det gäller ju att klämma allt man kan av km ur den mängd batteri man kan få med och nu är det så att jag funderar på en sak:
Att en BLDC-motor kan drivas med "3-fas modifierat 4-kantsvåg" är ju känd men är det speciellt effektivt? Eller ineffektivt?

Motorer i 10kW+ storleken är ju oftast "vanliga" motorer, alltså inte BLDC men mer som "vanliga" 3-fast 230/400V motorer, dock med mer tolerans mot olika frekvenser på drivspänningen. Därför funderar jag på om det är mer strömekonomisk att driva med en 3-fas sinus eller om det går lika bra med "modifierat 4-kant" och i så fall hur mycket det kan skilja i effektivitet.

Jag funderar på att utveckla en switchad förstärkare som kan skalas upp, jag blev inspirerat av Tekkos(?) test av en audioförstärkare med kvantiserande styrning och funderar på att leka lite med den idé, att skapa en 3-fas signalgenerator med variabel spänning och frekvens är ju knappast ett problem, det låter man en µC ta hand om, feedback från motorn kan man fixa och det har ingen betydelse i detta, det som för mig är viktigt är om det finns effektivitetsvinst vid att köra med sinus kontra "modifierat 4-kant"

[Gimbal]

Det finns det nog, jag har inga som helst siffror eller data, men vet att man på jobbet valde att använda en dyrare frekvensomformare (med ren sinus spänning) just för att kunna kräma ur så mycket effekt som möjligt ur spindelmotorerna på en viss maskin. Egna tester hade visat att de enklare frekvensomformarna gav mer värme i motorerna och därmed lägre effekt ut på axeln.

[LHelge]

BLDC-Motorer är väldigt lika PMSM-motorer med den skillnaden att de har olika lindningstyper. BLDC är lindad för fyrkantsvåg medan PMSM är för sinus. Båda fungerar bra att köra i "closed loop" med positionsåterkoppling.

[danei]

BLDC är väl en PMSM med inbyggd motorstyrning som ger fyrkants spänning, om man ska hårddra det.

[LHelge]

Kan mycket väl hända att jag är felinformerad, men jag läser en kurs Electric Drives I just nu och jag vill minnas att föreläsaren gick igenom detta för en vecka sedan.

Om jag inte minns helt fel så är lindningarna på en PMSM "utspridda" för att gen en sinusformad back-emf medans BLDC har mer koncentrerade för att ge en fyrkantsformad back-emf. Så vitt jag vet finns både PMSM och BLDC med och utan motorstyrningar.

Vilken av dem som är mest effektiv vid större motoreffekter kan jag däremot inte svara på men spontant skulle jag gissa på att den sinusformade är mer effektiv eftersom en fyrkantsvåg innehåller höfre frekvenskomponenter vilket borde ge något större förluster.

[danei]

Visst är lindningen anpassad efter korvformen. Det ifrågasätter jag inte.
Men för att vara en DC motor så ska den gå på DC och då måste motordrivningen vara en del av motorn.
Annars är själva motorn en PMSM. Sen är jag medveten om att de kallas andra saker.

[LHelge]

Självklart, jag tog för givet att icecap hade DC i sina batterier och skulle använda en motorstyrning oavsett kurvform/motortyp, vilket frågan ursprungligen handlade om.

[Icecap]

Nejdå, jag har de senaste AC-batterier ju

Nej, jag funderar mest på att hitta det "rätta" sätt att driva en (nåja, fler) motorer på, jag vill inte låsa fast mig vid BLDC eller PMSM men funderar på vilket sätt som vill vara mest effektivt. Det har även aktualitet med tanke på mitt cykelprojekt.

Men effektiviteten beror alltså mindre på vågformen men mer på om motorn är anpassat till vågformen som jag förstår det.

[bearing]

För att få optimal drivkurva borde det gå att sampla obelastad back-emf, spara vågformen i en tabell i uC:n, och sedan använda tabellvärdena för att skala PWM-signalen.

[bose]

Under mitt exjobb byggde jag drivelektronik till en BLDC motor. Det stämmer att en BLDC är en PMSM men är oftast lindad för trapetsoidformad (stavning?) drivning. Någonstans hittade jag under allt läsande om BLDC att större förluster fås vid trapetsiodformad drivning än med sinusformad, men de flesta mindre motorer är lindade för trapetsoid och dessutom blir elektroniken enklare att bygga.
För dessa höga effekter skulle jag definitivt byggt en sinusformad drivning, misstänker att man kan få rätt mycket EMF om man switchar med "fyrkantspuls" direkt på motorlindningarna...

[cobree]

Intressant diskussion, var tvungen leta upp en gammal studie bok i ämnet, som ni sagt tidigare finns det två typer BTPM - Brushless Trapezoidal Permanent Magnet och BSPM - Brushless Sinusoidal Permanent Magnet, men jag har en simulering och beräkningar liggandes någonstans ska leta och se om jag hittar dessa

[Andax]

För dessa höga effekter skulle jag definitivt byggt en sinusformad drivning, misstänker att man kan få rätt mycket EMF om man switchar med "fyrkantspuls" direkt på motorlindningarna...

Brukar man inte generera sinusen via PWM vid högre effekter eftersom man annars skulle få så stora förluster annars?
Det innebär väl i praktiken att man alltid får en hög EMF innan strömmen ökat. Har man ett filter (spole, konding) på utgången av sitt drivsteg ser väl inte motorlindningen PWM signalen utan bara sinusen men man får ju EMF i spolen i drivsteget iställer i så fall.

Sen ska man väl skilja på den emf som är inducerad pga av lindningsinduktansens motvilja till strömförändring när man slänger på en spänning över den, och den emf som induceras pga av att lindningen passerar genom ett magnetfält.

[blueint]

Man får räkna både med omvandlingsförlusten i omvandlingen av vågformen (SMPS). Samt resulterande förlust av energi i motorn.

Apropå ämnet.. vilken typ av motor är vanlig i borrmaskiner ..?

[bearing]

Allströmsmotorn.

[bose]

Brukar man inte generera sinusen via PWM vid högre effekter eftersom man annars skulle få så stora förluster annars?
Det innebär väl i praktiken att man alltid får en hög EMF innan strömmen ökat. Har man ett filter (spole, konding) på utgången av sitt drivsteg ser väl inte motorlindningen PWM signalen utan bara sinusen men man får ju EMF i spolen i drivsteget iställer i så fall.

Sen ska man väl skilja på den emf som är inducerad pga av lindningsinduktansens motvilja till strömförändring när man slänger på en spänning över den, och den emf som induceras pga av att lindningen passerar genom ett magnetfält.

Jo det brukar man göra, men den drosseln är enklare att skärma av än motorn.

Ja det ska man göra, den senare kallas ofta back-emf och beror på en konstant och motorvarvtalet.


Är det någon som sett en BLDC motor med trapetsoidlindning för större effekter förresten? Hade varit intressant att se hur stora förluster man får med trapetsoidlindning och dess drivning jämfört med en vanlig sinuslindning med drivsteg som får högre switchförluster beroende på den högre frekvensen som krävs för sinusgenereringen. Visserligen kommer insignalen till trapetsoiddrivningen antagligen med vara PWM men skulle i sådanafall kunnat ha lägre frekvens kanske.