DE202012011508U1 - Steuerungselektronik zur stufenlosen Kommutierung von bürstenlosen 3-Phasen-Elektromotoren (BLDC) mit 2 Hallsensoren, deren Versatz 90° beträgt. - Google Patents

Steuerungselektronik zur stufenlosen Kommutierung von bürstenlosen 3-Phasen-Elektromotoren (BLDC) mit 2 Hallsensoren, deren Versatz 90° beträgt. Download PDF

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    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
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Abstract

Steuerungselektronik zur stufenlosen Kommutierung von bürstenlosen 3-Phasen-Elektromotoren (BLDC) mit 2 Hallsensoren und 90° Versatz.

Description

    • 1. Steuerungselektronik zur stufenlosen Kommutierung von bürstenlosen 3-Phasen-Elektromotoren (BLDC) mit 2 Hallsensoren deren Versatz 90° beträgt.
    • 2.1 Bisher bekannte Steuerungen nutzen zur Erfassung der Spulen-Position von 3-Phasen-Motoren drei digitale Hallsensoren die einen Versatz von 60 Grad oder 120 Grad aufweisen. Dabei werden je Umdrehung die 360 Grad in 6 bis 36 Stufen aufgeteilt und somit werden diese Motor-Phasen auch nur in dieser groben Winkeländerung in ihrer Bestromung geschaltet. Bekannt sind diese Ansteuerungsarten bei 6 Stufen als Blockkommutierung und bei 36 Stufen als Block-Sinuskommutierung. Eine stufenlose Ansteuerung der Motorphasen je kleinster Winkeländerung ist somit nicht möglich. Des Weiteren wird die Drehzahleinstellung über PWM-Modulation im Bereich 15 kHz und größer vorgenommen. Die Schaltmomente bei diesen Frequenzen sind deutlich zu hören und werden vor allem im Rehabilitationsbereich (Rollstühle und Senioren-Mobile) als äußerst störend empfunden. Auch treten Probleme bei dieser Ansteuerungsart beim Anlaufmoment und bei geringen Drehzahlen auf, da das Drehmoment nicht aufgebaut werden kann, aber auch bei Blockierung des Motors (Stalled). Ein Wiederanlauf ist dann nur durch einen Neustart der Elektronik-„Reset-Schalten” möglich.
    • 2.2 Das Schaltungskonzept der unter Punkt 1 benannten Steuerungselektronik nutzt zur Erfassung der Motorphasenposition und der Drehrichtung 2 Hallsensoren mit einem Versatz von 90 Grad. Dabei können zwei analoge Hallsensoren eingesetzt werden, oder ein analoger und ein digitaler Hallsensor mit einem Versatz von 90 Grad. Damit ist es möglich bei geringster Winkeländerung die Kommutierung der Spulen so zu ändern, dass immer das höchste Drehmoment in der gesamten Umdrehung des Motors gegeben ist, da immer die maximale Anziehung der Spulen und der Magnete gesteuert wird. Dieses hohe Drehmoment ist beim Anlaufen und bei geringen Drehzahlen ein großer Vorteil für Fahrzeuge jeglicher Art, insbesondere bei langsam fahrenden Fahrzeugen (z. B. Rollstühle, Senioren-Mobile). Bei dieser Schaltungsart ist eine Drehzahlregelung auch bei Stillstand gegeben, so dass ein Vor- oder Zurückrollen, speziell an Steigungen, bei eingeschalteter Elektronik nicht möglich ist. (geregelte Null-Drehzahl). Die Frequenz der Pulsweitenmodulation ist kleiner 100 Hz und liegt immer an den Motorphasen an, so dass störende Impulsgeräusche der Schaltmomente nicht mehr hörbar sind.
    • 2.3 Die hauptsächlichen Anwendungsgebiete für Batterie betriebenen Einsatz sind BLDC-Motoren für Rollstühle, Senioren-Mobile, Bodenreinigungsmaschinen, innerbetriebliche Transportfahrzeuge, E-Schubkarren, FTS-Systeme, E-Fahrräder, E-Roller und E-Motorräder, E-Autos, für Netzbetrieb Rührwerke, Wickelantriebe, Textilmaschinen, Druckmaschinen, Torantriebe, Fördertechnik. Besonders in geräuscharmer Umgebung, wie in Gebäuden, ist die Ansteuerungsart von großem Vorteil.

Claims (3)

  1. Steuerungselektronik zur stufenlosen Kommutierung von bürstenlosen 3-Phasen-Elektromotoren (BLDC) mit 2 Hallsensoren und 90° Versatz.
  2. Steuerungselektronik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motor-Phasenerfassung und Drehrichtung bei bürstenlosen 3-Phasen Elektromotoren (BLDC) mit 2 analogen Hallsensoren mit 90° Versatz erfolgt.
  3. Steuerungselektronik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motor-Phasenerfassung bei bürstenlosen 3-Phasen Elektromotoren (BLDC) mit einem analogen und einem digitalen Hallsensor mit 90° Versatz erfolgt.
DE201220011508 2012-11-26 2012-11-26 Steuerungselektronik zur stufenlosen Kommutierung von bürstenlosen 3-Phasen-Elektromotoren (BLDC) mit 2 Hallsensoren, deren Versatz 90° beträgt. Expired - Lifetime DE202012011508U1 (de)

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