Stärke eines BLDC (EC) Motors bei Sinuskommutierung

Wird ein EC-Motor durch Sinuskommutierung stärker?

Die Schwierigkeit bei der Beantwortung dieser Frage liegt darin, geeignete Vergleichskriterien zu finden und zu definieren. Wir wollen uns hier auf Strom- und Drehmomentwerte beschränken

Blockkommutierung

Grundsätzlich gilt:

• Die Motordaten im Katalog werden für Blockkommutierung ermittelt.
• Der Referenzstrom bei Blockkommutierung ist der konstante Wert in jedem Kommutierungsintervall I_B.
• Da das Drehmoment einen Rippel aufweist, wird das mittlere erzeugte Drehmoment betrachtet.
• Die Drehmomentkonstante bei Blockkommutierung (k_M,B) gibt deshalb das mittlere Drehmoment pro I_B.

Sinuskommutierung

Festlegung zur Berechnung:

• Der Referenzstrom bei Sinuskommutierung legen wir als den Scheitelwert des Phasenstroms fest I_S.
• Das Drehmoment weist bei Sinuskommutierung keinen Rippel auf, so dass sich eine Mittelung erübrigt.
• Die Drehmomentkonstante bei Sinuskommutierung (k_M,S) beschreibt das Verhältnis des erzeugten Drehmoments zum Referenzstrom I_S.

Die folgenden Formeln und Grafiken sind ebenfalls in dem angehängten Dokument "Sinus-versus-Block-Commutation_German.pdf" enthalten.

Resultate für Sinuskommutierung:

1. Der zulässige Dauerstrom ist um ca. 15% höher bei der Sinuskommutierung.
2. Die Drehmomentkonstante ist um ca. 10% kleiner bei der Sinuskommutierung.
3. Das zulässige Dauerdrehmoment ist um ca. 5% höher bei Sinuskommutierung.
4. Somit vergrössert sich der Dauerbetriebsbereich um ca. 5%.

Beachten Sie auch die Anhänge SinusBlockkommutierung.PDF (Deutsch) und SineCommutationMMC.PDF (Englisch) (mit Infos über space vector control) unten.

Hinweis für Flachmotoren im Stillstand

Bei Flachmotoren, die in Sinuskommutierung bei Stillstand betrieben werden (z.B. in Positionieranwendungen mit einer EPOS-Steuerung), kann aufgrund der speziellen Wicklungsanordnung eine Überhitzung einer Phasenwicklung auftreten. Die Dauerstromgrenze im Regler sollte deshalb auf 85% des Nennstroms (Katalogwert) eingestellt werden.