Bürstenloser Gleichstrommotor Startstrategien und Probleme

Aufgrund der Betriebseigenschaften bürstenloser Gleichstrommotoren kann der Anlaufstrom bei falscher Startstrategie deutlich über dem Normalwert liegen und dadurch die Hardwareschaltung beschädigen. Andererseits kann ein zu geringer Anlaufstrom auch zu einem unzureichenden elektromagnetischen Drehmoment führen, was das Starten des Motors erschwert. Und die Anlaufzeit ist länger.

Drehzahlregelung für bürstenlosen Gleichstrommotor mit einem einzigen geschlossenen Regelkreis
In einem geschlossenen Drehzahlregelungssystem für bürstenlose Gleichstrommotoren ist es normalerweise unmöglich, den Ankerstrom direkt zu messen. Um einen zuverlässigen Betrieb des Systems zu gewährleisten, wird der Motor normalerweise im Leerlauf oder bei geringer Last gestartet. Beim Starten erhöht sich der PWM-Arbeitszyklus allmählich von einem kleinen Wert, der ausreicht, um das Lastdrehmoment zu überwinden, bis die eingestellte Geschwindigkeit erreicht ist. Dann wechselt das Steuersystem zur Regelung mit normaler Geschwindigkeit. Das allmähliche Erhöhen des PWM-Arbeitszyklus entspricht einem allmählichen Erhöhen der an den Motoranker angelegten Spannung, wodurch der Anlaufstrom auf ein geeignetes Niveau begrenzt wird. Normalerweise kann die Auswirkung des Anlaufstroms effektiv begrenzt werden, indem die Anlaufzeit innerhalb von 50 bis mehreren hundert Millisekunden gesteuert wird.

Der Start- und Geschwindigkeitsanpassungsprozess des bürstenlosen Gleichstrommotors

Das Anlaufen und die Drehzahlregelung eines bürstenlosen Gleichstrommotors lassen sich am Beispiel des Antriebs eines Lüfters in folgende drei Schritte unterteilen:

1. Rotorpositionierung: 

Wählen Sie das Startdrehmoment entsprechend der Lastgröße aus und berechnen Sie die Ankerspannung, um den Start-PWM-Arbeitszyklus zu bestimmen. Der Kommutierungskreis gibt eine bestimmte Phasenspannung aus, bis sich der Rotor in eine bestimmte Position dreht.

2. Geschwindigkeit erhöhen:

Starten Sie die Kommutierung basierend auf dem erkannten Positionssignal und beginnen Sie mit der Drehzahlmessung. Berechnen Sie das Lastdrehmoment basierend auf der gemessenen Drehzahl und bestimmen Sie das erforderliche elektromagnetische Drehmoment in Kombination mit der erforderlichen Beschleunigungszeit. Berechnen Sie anschließend den entsprechenden Ankerstrom. Abschließend wird der neue PWM-Arbeitszykluswert berechnet und ausgegeben. Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis der Start abgeschlossen ist.

3.Normalbetrieb:

Das System wechselt in den geschlossenen Regelkreis und der PWM-Arbeitszyklus wird durch den Geschwindigkeits-PID-Betrieb bestimmt.

Vorteile und Einschränkungen des Systems

Im Allgemeinen bietet das geschlossene Geschwindigkeitssystem mit einem einzigen Regelkreis die Vorteile eines einfachen Systems und niedriger Kosten. Da der Strom jedoch nicht direkt gesteuert werden kann, ist die dynamische Leistung des Systems möglicherweise nicht optimal, was es für Anwendungen ungeeignet macht, die häufiges Starten und Stoppen erfordern.

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