Was ist die Verwendung von PWM gegenüber bürstenloser Steuerung?

Ich habe gerade diese Frage gesehen . Wie eliminiere ich PWM-Rauschen beim Antreiben eines Lüfters? kann mir aber nicht vorstellen, warum PWM über bürstenloser Steuerung nützlich ist.

Ich gehe davon aus, dass Leute versuchen, das Drehmoment oder die Drehzahl des Motors per PWM zu steuern. Aber letztendlich werden das Drehmoment, die Geschwindigkeit und der mechanische Widerstand ein Gleichgewicht erreichen. Die Kontrolle über einen dieser drei Faktoren sollte also das ursprüngliche Ziel erreichen. Bei einem bürstenlosen Motor ist es viel einfacher, die Drehzahl zu steuern, da die Steuerung dies sowieso tut – sie bestimmt, wann eine Spule erregt werden muss, basierend auf der aktuellen Rotorposition. Wenn die Steuerung die Erregung der Spule verzögert, wird das Drehmoment reduziert.

Aus den Antworten auf die ursprüngliche Frage geht hervor, dass dies (PWM über bürstenlose Steuerung) ziemlich häufig vorkommt. Für mich ist es jedoch eher ein schmutziger Hack, wenn kein Zugriff auf den Controller besteht.

Vermisse ich etwas?

Antworten (2)

Theoretisch könnte man einen BLDC-Motor als Schrittmotor mit 3 Wicklungen (sechs Phasen) verwenden und die Drehzahl steuern, indem man die Frequenz steuert, mit der die Wicklungen angetrieben werden. In bestimmten Situationen, in denen ein Motor nur mit einem Bruchteil seiner Nennleistung verwendet wird (z. B. weil der billigste Motor, den man bekommen kann, viel größer als nötig ist), wird dieser Ansatz gut funktionieren. Ein Hauptproblem bei diesem Ansatz besteht jedoch darin, dass, wenn ein Motor mit einer festen Drehzahl angetrieben wird, eine Verringerung des mechanischen Ausgangsdrehmoments keine entsprechende Verringerung der Stromaufnahme bewirkt. Stattdessen wird die vom Motor abgegebene Wärmemenge massiv erhöht. Obwohl Schrittmotoren im Allgemeinen in der Lage sind, 100 % der Nennleistung sicher als Wärme abzuführen, ist dies bei BLDC-Motoren im Allgemeinen nicht der Fall.

Man könnte sich die Situation vage analog zu einer reinen Geschwindigkeitsregulierung eines Automobils mit Kupplungs- und Bremspedal vorstellen, während der Motor immer mit Vollgas lief. Zwar konnte man das Auto für eine Weile mit nur zwei der drei Pedale auf jede gewünschte Geschwindigkeit bringen (und wenn man bergauf ging, konnte man es nur mit der Kupplung tun), aber der Kraftstoffverbrauch wäre schrecklich, und es sei denn, man Wenn man der Kupplung eine wirklich enorme Menge an zusätzlicher Kühlung hinzufügt, würde sie in Minuten zerstört werden.

"Eine Reduzierung des mechanischen Ausgangsdrehmoments führt nicht zu einer entsprechenden Reduzierung der Stromaufnahme" - das scheint eine schlecht konstruierte Steuerung zu sein. Ein guter Controller (zumindest theoretisch) könnte aufhören, die Wicklung mit Strom zu versorgen, wenn er die richtige Position erreicht, was im Wesentlichen PWM durch den Controller selbst ausführt. Ich könnte mir vorstellen, dass ein solches Design für kleine und Niederspannungsmotoren möglicherweise nicht wirtschaftlich ist, aber ist das der einzige Grund?
@Codism: Wenn die Wicklung von einer Schaltung gesteuert würde, die den Motor jedes Mal einschaltete, wenn er "hinter" seiner idealen Position war, und ihn jedes Mal ausschaltete, wenn er "eingeholt" oder "voraus" war, hätte der Motor keine Wahl aber mit der richtigen "durchschnittlichen" Geschwindigkeit zu drehen, aber es wäre unwahrscheinlich, dass es sich bei dieser Geschwindigkeit gleichmäßig dreht. Man könnte hoffen, dass der Motor ein schönes Gleichgewicht findet, in dem er gerade genug hinter der "idealen" Position zurückbleibt, um mit der Energiemenge getroffen zu werden, die erforderlich ist, um ihn am Laufen zu halten. In der Praxis ist es viel wahrscheinlicher, dass das System den Vorsprung abwechselnd überkompensiert ...
...und dann den Rückstand überkompensieren. Während es eine Vielzahl von Techniken gibt, mit denen man genau bestimmen kann, wann das Ding in jedem Zyklus einzuschalten ist, um ein stabiles Verhalten zu erreichen, ist es einfacher, den Motor nur basierend auf der Position ein- und auszuschalten und zu verwenden Hochgeschwindigkeits- (und positionsunabhängige) PWM, um die Stärke des "Ein"-Zyklus zu variieren. Wenn jeder Zyklus, in dem der Motor zu schnell oder zu langsam ist, nur eine kleine Änderung des PWM-Pegels verursacht, wird das System wahrscheinlich länger als ideal brauchen, um die richtige Geschwindigkeit zu erreichen, aber die Geschwindigkeit – sobald sie erreicht ist – wird ziemlich stabil sein.

Du vermisst den riesigen, wütenden Orang-Utan im Raum:
Cost

Das OP in der Frage, auf die Sie sich beziehen, versucht, einen Computerlüfter zu steuern .
Das sind sehr, sehr Massenprodukte. Explizit zu deren Ansteuerung stehen spezielle ASICs zur Verfügung, die den Hallsensor, den Controller und den Spulenleistungstreiber in einem einzigen (in der Regel 4-6-poligen) Gehäuse integrieren.


Zweitens ist der "bürstenlose Motor" in den meisten Ventilatoren kein herkömmlicher Dreiphasenmotor. Tatsächlich sind die meisten DC-Muffin-Lüfter nur einphasig! Der "Controller" schaltet einfach an bestimmten Punkten der Lüfterdrehung die Stromversorgung der Wicklung ein und aus und verlässt sich vollständig auf den Impuls, um den Rotor zu tragen, wenn die Wicklung nicht mit Strom versorgt wird.

Angesichts dieser Controller-Topologie gibt es nicht viel, was Sie tun könnten , um ein solches System zu verlangsamen, außer A: Reduzieren Sie die Spulenspannung oder B: PWM der Spule. Da der Controller völlig zustandslos ist (es ist eigentlich nur ein Hallsensor und ein Leistungstransistor), ist das PWMing vor oder nach dem Controller im Grunde nur eine Ansichtssache.

Was Sie gesagt haben, machte für mich sehr viel Sinn, außer dass die PWM vor dem Controller kaum zu glauben ist, aber ich werde in diesem Beitrag nicht im Detail darauf eingehen. Ich wünschte, ich könnte auch Ihre Antwort akzeptieren, aber ich kann nur eine akzeptieren. Trotzdem danke für die Erklärung.