Was bedeutet der Nennstrom eines BLDC-Motors und seine Beziehung zu einer Phasenspitze und einem Effektivstrom? [geschlossen]

Was ist die genaue Bedeutung des Nennstroms in Anbetracht des batteriebetriebenen BLDC-Motors mit Nennspannung und Nennstrom? Da der BLDC-Motor NICHT mit Gleichstrom betrieben wird (genießen Sie die verdrehte Logik der Terminologie), handelt es sich vielmehr um ein anderes Gerät - eine Motorsteuerung -, das steuernde Wechselstromphasen in Form von PWM-Sequenzen erzeugt, wenn ich den "Nennstrom" verstehe. Spezifikation als maximal zulässiger Strom von der maximalen Nennspannung, wie könnte er in die wahre Motorspezifikation übersetzt werden? Mit anderen Worten, wenn mein Verständnis richtig ist, dass Nennstrom und -spannung maximale Spezifikationen sind, die von der Gleichstromquelle bezogen werden, dann können diese Spezifikationen nicht einmal direkt auf den Motor angewendet werden! Daher meine Frage.

Nehmen wir der Einfachheit halber an, dass die Effizienz der Motorsteuerung 100 % beträgt. Wie können wir dann diese vom Hersteller bereitgestellten (virtuellen) Spezifikationen in die tatsächlichen Spezifikationen des Motors selbst übersetzen? Wie wir wissen, wird das elektromagnetische Feld und MMF, das den Rotor antreibt, durch einen Strom verursacht, der durch die Spulen des Stators fließt, also müssen wir den Nennstrom des Herstellers in den Spitzen- oder Effektivstrom der Motorphase(n) "übersetzen". . Wenn ja, wie macht man dann diese Übersetzung? Unter der Annahme, dass die Spitze der PWM-Antriebsphase gleich der Nennspannung ist, können wir dann eine Spitze und einen maximalen RMS-Strom einer einzelnen Motorphase erhalten?

Ich vermute, dass der Gesamteffektivstrom der 2 Phasen (von 3), die sich zu jeder Zeit im EIN-Zustand befinden, ungefähr gleich der maximalen "Nennleistung" des Motors sein sollte (abzüglich aller Verluste "auf dem Weg" durch den Motor Controller), aber ich bin mir nicht sicher, ob das richtig ist - brauche deine Bestätigung oder Ablehnung :)

Hinzugefügt 4.29.18: Betrachten Sie diesen Beispielmotor REX 30 von http://www.rotexelectric.eu/products/bldc-motors/rex-series/ Ihre Einheiten könnten verwirrend sein, dieser Motor hat fast die gleichen, aber sauber definierten Parameter (I betreibe ich diesen Motor): http://www.nt-power.eu/doc/nt-power-datasheet-motor-15kw.pdf

Normalerweise hat der Motor seine Kv aufgelistet. Damit können Sie Kt berechnen. Was möchtest du noch wissen? Wicklungswiderstand? Wenn Sie den Wicklungswiderstand und Kv kennen, können Sie so ziemlich alles herausfinden, was Sie wissen müssen.
Der Nennstrom ist der Strom bei Nenndrehmoment, der zu einem Anstieg der Hotspot-Temperatur auf einen Standard wie 60 ° C führt, der bei anhaltender Dauer zu einer marginalen MTBF führt.
Ich glaube, dass Hersteller von kleinen BLDC-Motoren diese so spezifizieren, als ob der elektronische Geschwindigkeitsregler (ESC) Teil des Motors wäre. Der Gleichstrom ist eigentlich der Gleichstromeingang zum ESC. Kv und andere Motorkonstanten beziehen sich auf die Leistung einer Maschine, die einen Kommutatormotor mit einem Permanentmagnetfeld emuliert. Bürstenlose Motoren, die in Elektrofahrzeugen und industriellen Anwendungen verwendet werden, werden häufiger als Permanentmagnet-Synchronmotoren behandelt. Ich glaube nicht, dass Sie genügend Informationen erhalten können, um die virtuellen Motorinformationen in die realen physischen Informationen zu übersetzen.
Sind sich in all diesen Kommentaren alle einig, dass der Nennstrom ein maximaler Strom von einer Gleichstromquelle durch einen beliebigen Controller ist, bevor die maximale Temperatur erreicht wird? Oder Charles Cowie deutet an, dass es bei leistungsstarken EV-Motoren das ist, aber was? Und Tony Stewart hat nicht erwähnt, WAS IST DEFINITION von Nennstrom? Gibt es keinen Standard für seine Bedeutung?
Für den hypothetischen Motor, den Sie diskutieren, kann niemand sagen, wie die Bewertungen lauten. Sie haben im Grunde eine völlig hypothetische Situation postuliert und wollen nun einen Konsens über die Bedeutung von Items aus der Situation. Es kann sein, was immer Sie wollen. Es ist deine Fantasie. Wenn Sie einen bestimmten Motor im Sinn haben, fügen Sie Ihrer Frage einen Link hinzu. Im Moment ist Ihre Frage unbeantwortbar.
@ Charles Cowie, was ist Ihrer Meinung nach die Bedeutung des Nennstroms für leistungsstarke BLDC-Motoren, die EV-Fahrzeuge antreiben?
An dieser Stelle werde ich empfehlen, dass Ihre Frage als zu weit gefasst geschlossen wird. Ich werde meine Stimme entfernen, wenn Sie es konkreter machen.
@ mkeith, also hat die vom Hersteller angegebene Spezifikation des "maximalen Nennstroms" keine Realität und repräsentiert eine Fantasie meiner Persönlichkeit?
Der Nennstrom ist im Allgemeinen der Strom, den der Motor dauerhaft führen kann, ohne zu überhitzen. Bei einigen DC-Motoren wird dies in Bezug auf den DC-Stromeingang zum ESC angegeben. Bei als PMSM behandelten Motoren ist es der RMS-Strom pro Phase in den Motor. Ich habe Präsentationen gesehen, die darauf hindeuten, dass EV- und Industriemotoren häufiger auf diese Weise behandelt werden, aber möglicherweise werden bürstenlose Motoren in jedem Kontext auf unterschiedliche Weise analysiert.
Ich stimme zu, dass dies eher eine hypothetische Diskussion ist, eine Frage der Meinung und zu weit gefasst, um eine angemessene Antwort zu geben. Ich schließe mich der Abstimmung an.
Maximaler Nennstrom welchen Motors? Geben Sie einen Link zu einem bestimmten Motor an.
Es gibt kleine BLDCs, die mit 10.000 U/min drehen und ein paar Watt abgeben. Es gibt große BLDCs, die sich mit 2000 U / min drehen und wie kleine Induktionsmotoren sind, die echte Arbeit leisten. Es gibt BLDCs für RC-Flugzeuge. Es gibt BLDCs, die 10 kW für alle möglichen Zwecke ausgeben. Einige haben Controller angeschlossen und andere nicht. Sie verwenden alle möglichen unterschiedlichen Systeme, um Dinge zu spezifizieren, manchmal ist es nur Marketing-BS und manchmal sind es sehr nützliche technische Informationen. Aus diesem Grund kann Ihre Frage nicht beantwortet werden.
Betrachten wir den REX 30-Motor von rotexelectric.eu/products/bldc-motors/rex-series
Der obige Motorhersteller ist heute wahrscheinlich der beliebteste in Europa für bemannte Freizeitflugzeuge, aber ich finde ihre Spezifikationen zu verwirrend. Dies ist eine Variante des gleichen Motors, aber mit klar definierten Spezifikationen nt-power.eu/doc/nt-power-datasheet-motor-15kw.pdf
Was für ein Chaos. VTC.

Antworten (1)

Wer weiß, was die REX30-Spezifikationen bedeuten. Wenn Sie diesen Motor kaufen, bekommen Sie im Grunde, was Sie bekommen. Werfen Sie einen Blick auf die maximale Stromstärke für den oberen Motor (die Version mit 2700 U/min). Die angegebenen Einheiten sind kW. Ich glaube nicht, dass es eigentlich beabsichtigt ist, überhaupt aktuell zu sein. Ich denke, es ist die Leistung in kW bei maximalem Strom oder so. Aber die Spanne reicht von 8 bis 20.

Der Verkäufer leistet keine gute Arbeit bei der Bereitstellung der erforderlichen technischen Daten für diesen Motor. Es wird nicht einmal gesagt, wie viele Polpaare es gibt. Ich denke, Sie müssen sie selbst zählen.

Aber es gibt den Kv (64 U/min/V). Also können wir Kt berechnen.

Kt = 60 / (Kv * 2 * Pi)

Kt ist also 0,15 Nm/A. Wenn Sie also wissen, wie viel Drehmoment Sie benötigen, können Sie herausfinden, wie viel Ankerstrom erforderlich ist, um es zu erreichen. Der Kv gibt Ihnen eine grobe Schätzung, wie viel Spannung erforderlich ist, um eine bestimmte Geschwindigkeit zu erreichen, aber Sie müssten auch den Wicklungswiderstand und das Ausgangsdrehmoment kennen, um eine echte Schätzung zu erhalten.

Was den maximalen Strom angeht, können Sie einige Vermutungen anstellen. Die Ausgangsleistung scheint irgendwo zwischen 8 und 20 kW bei 2700 U/min zu liegen. Beachten Sie, dass ich davon ausgehe, dass die Nennleistungen für eine Motordrehzahl von 2700 U / min gelten. Wenn nicht, dann wird alles, was folgt, falsch sein.

Bei 2700 U/min erfordern 8 kW 28,3 Nm. Und 20 kW erfordern 70,7 Nm. Dies basiert auf Ausgangsleistung = Drehmoment * Drehzahl, wobei die Leistung in Watt, das Drehmoment in Nm und die Drehzahl in Rad/Sek.

Bei 8 kW wäre der Ankerstrom also 28,3 Nm / 0,15 A/Nm = 190 A. Und bei 20 kW wäre er 70,7/0,15 = 474 A.

Ich werde die Berechnungen für den NT Power-Motor durchgehen. Aber ich bin mir nicht sicher, ob sie mit den Grafiken übereinstimmen. Aus der Datentabelle ist Kv 38,5 U/min/Volt, also ist Kt 0,248 Nm/A.

Das maximale Drehmoment wird mit 61 Nm angegeben. Der Ankerstrom bei maximalem Drehmoment wäre also 61 / 0,0248 = 246 A.

Wenn wir davon ausgehen, dass eine maximale Leistung von 15 kW bei einem maximalen Drehmoment von 61 Nm auftritt, beträgt die Geschwindigkeit 15000/61 = 246 rad/sec.

246 rad/sek = 2350 U/min.

Nach diesen Berechnungen sollte der Motor also in der Lage sein, 15 kW bei 2350 U / min mit 246 A Ankerstrom abzugeben, es sei denn, ich habe mich geirrt. Die Gegen-EMK würde 61 V betragen. Die zur Versorgung von 246 A erforderliche Spannung wäre wesentlich höher als nur die Gegen-EMK, da sie den Wicklungswiderstand überwinden müsste.

Was genau ist die maximale Stromspezifikation im Allgemeinen? Ich glaube nicht, dass es eine einzige akzeptierte Definition gibt. Sie müssen sich mit der Motorentheorie auskennen und die Daten des Herstellers prüfen und im Zweifelsfall beim Hersteller nachfragen. Aber ich werde Ihnen sagen, was der maximale Strom sein sollte. Der maximale Strom sollte der maximale Ankerstrom sein, den der Motor ohne Überhitzung verarbeiten kann. Wenn Kt bekannt ist, kann der maximale Strom auch zur Berechnung des maximalen Drehmoments verwendet werden. Offensichtlich gibt es eine Annahme, dass das Drehmoment = Kt * Ia ist, was nur zutrifft, wenn der Motor richtig gesteuert wird. (Kt ist die Drehmomentkonstante und Ia ist der Ankerstrom).

In einigen Fällen kann der maximale Strom der maximale DC-Strom (von der Batterie oder dem DC-Bus) sein, und dieser kann im Wesentlichen derselbe wie der Ankerstrom sein, wenn die DC-Spannung gut an die Motorbetriebsgeschwindigkeit angepasst ist.

Hoffentlich hilft das.

Danke für deinen Beitrag. Sie haben Recht, dass die Motorspezifikationen ziemlich verwirrend sind. Angesichts dessen, was dort bereitgestellt wird, scheint Ihre Antwort die einzige Möglichkeit zu sein, daraus einen Sinn zu machen. Ich möchte jedoch eine Antwort erhalten, die sich mehr auf meine Frage bezieht, und es sieht so aus, als ob dieses Beispiel dies nicht zulässt. Verzeihung. Könnten Sie bitte Ihre Analyse dem 2. Link hinzufügen? Jetzt sehe ich, dass es für dieses Thema besser ist. Obwohl ich es nie getestet habe, ist es maximal, aber meine Tests zeigen, dass die Spezifikationen unter 90 Ampere von der Batterie übereinstimmen. Können Sie mit max V, I und Power den Effektivstrom der Motorphase erreichen? (max. Leistung entspricht max. Drehzahl) - das würde zum Thema passen.
@VladBlanshey, hat die Antwort aktualisiert.
Danke - das ist ein nützlicher Beitrag. Interessanterweise ist Ihre erreichte Drehzahl bei maximaler Leistung nahe an dem, was meine Leerlauftests zeigen, obwohl die maximale Leistung gemäß der BLDC-Theorie nicht bei maximalem Drehmoment liegt, da die Definition von "maximalem Drehmoment" der Punkt ist, an dem der Motor stehen bleibt (daher keine Drehung und Nr Leistung :) Sieht so aus, als ob das vom Hersteller angegebene "maximale Drehmoment" das Drehmoment am maximalen Leistungspunkt ist ... Ich habe +1 für die nützliche Eingabe gestimmt, aber ich bedauere, dass ich keine Eingabe zur Bedeutung und Verwendung des maximalen Stroms erhalten habe spez.
Im Zusammenhang mit einem BLDC mit Controller ist das maximale Drehmoment nicht als Stillstandsdrehmoment definiert. Das Stillstandsdrehmoment kann von Interesse sein, aber das maximale Drehmoment SOLLTE auf dem maximalen Ankerstrom basieren. Bei einem BLDC ist das Drehmoment Ia * Kt, wobei Ia der Ankerstrom und Kt die Drehmomentkonstante ist. Das maximale Drehmoment ist das Drehmoment, das erreicht wird, wenn Ia auf seinem Höchstwert ist. Der max. Ia wird durch Überlegungen zur Verlustleistung bestimmt. Der Widerstand des Drahtes führt zu einer Erwärmung im Stator. In erster Näherung ist das Drehmoment von 0 U/min bis zur Höchstdrehzahl konstant.
Über Definitionen und Beziehungen zwischen maximalem Drehmoment, Drehzahl und Leistung im Zusammenhang mit Gleichstrommotoren: lancet.mit.edu/motors/motors3.html#tscurve
@VladBlanshey, die Informationen auf dieser Seite gelten nicht für Motoren, die von einem Drehzahlregler betrieben werden. Sie gilt für bürstenbehaftete Gleichstrommotoren, die mit Festspannung betrieben werden. Natürlich tritt bei einer festen Spannung das maximale Drehmoment beim Stillstand auf, da dort die Gegen-EMK auf Null abfällt. Der Stillstandsstrom ist nur Vin/Rdc, wobei Vin die Eingangsspannung und Rdc der Gleichstromwiderstand der Motorwicklung ist. Die meisten Motoren können nicht lange auf diese Weise betrieben werden, aber wenn der Strom innerhalb einer geeigneten Grenze geregelt wird, können sie unbegrenzt mit niedriger Geschwindigkeit (sogar stehen bleiben) betrieben werden.
Dieselben Kurven und Beziehungen zwischen Drehmoment/Drehzahl/Leistung AUSDRÜCKLICH für bürstenlose Gleichstrommotoren angegeben: web.eecs.utk.edu/~dcostine/ECE482/Spring2017/materials/… (Seite 6) , micromo.com/technical-library/dc- motor-tutorials/… , shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/141300/10/… . Zitat aus dem letzten Link zum Vergleich von bürstenlosem Gleichstrom mit gebürstetem (Seite 26): "Der bürstenlose Gleichstrommotor hat die gleichen Eigenschaften der Drehmoment- und Drehzahlleistungskurve."
Ich konnte keine Seite 6 finden, aber sehen Sie sich bitte Abbildung 2.12 im ersten Dokument an. Das ist GENAU das, was ich gesagt habe. Für den Dauerbetrieb muss das Drehmoment auf oder unter dem Nenndrehmoment für Dauerbetrieb gehalten werden. Es verträgt kurze Ausschläge in den intermittierenden Drehmomentbereich, kann dort aber nicht über längere Zeiträume ohne Überhitzung betrieben werden.
Das erste und letzte Dokument handelt also von drehzahlgeregelten BLDC-Motoren. Sie diskutieren die Verwendung von PWM, um die an den Motor angelegte Effektivspannung zu reduzieren. Das mittlere Dokument (das Micromo-Dokument) geht jedoch davon aus, dass ein sehr einfacher Controller verwendet wird, der PWM nicht verwendet, um die an den Motor angelegte Effektivspannung zu ändern. Es verwendet eine einfache 6-stufige Kommutierung ohne PWM. Dieses Dokument ist nicht wirklich auf Fahrzeuganwendungen anwendbar, bei denen die Ausgangsleistung des Motors basierend auf der Drosselklappe usw. variiert werden muss. Es kann für Lüfter oder ähnliche Lasten nützlich sein.