{"id":6877,"date":"2024-03-11T09:32:15","date_gmt":"2024-03-11T09:32:15","guid":{"rendered":"https:\/\/faradyi.com\/?p=6877"},"modified":"2024-03-19T07:50:39","modified_gmt":"2024-03-19T07:50:39","slug":"was-ist-eine-burstenlose-motorvektorsteuerung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/faradyi.com\/de\/what-is-brushless-motor-vector-control\/","title":{"rendered":"Was ist die Vektorsteuerung f\u00fcr b\u00fcrstenlose Motoren?"},"content":{"rendered":"
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Es gibt einen grundlegenden Unterschied zwischen der Vektorsteuerung und der Sinuswellensteuerung von b\u00fcrstenlosen Motoren, n\u00e4mlich die Art und Weise, wie sie den Strom von b\u00fcrstenlosen Motoren steuern. Mit zunehmender Geschwindigkeit des b\u00fcrstenlosen Motors erreicht die Bandbreite des PI-Reglers f\u00fcr die Sinuswellensteuerung die Grenze, was zu einem Steuerungsfehler f\u00fchrt. Im Gegensatz dazu erreicht die Vektorsteuerung eine pr\u00e4zise Steuerung des Statorspulenstroms durch direkte Steuerung der Vektorstromkomponenten in den parallelen und senkrechten Richtungen des Rotormagnetfelds. Bei der Vektorsteuerung \u00e4ndert sich die Stromsteuerung nicht mehr mit der Zeit, sondern wird zu einer statischen Gleichstromsteuerung, wodurch die Einschr\u00e4nkungen der Frequenzantwort und der Phasendrift beseitigt werden. Daher hat die Stromqualit\u00e4t im Vektorsteuerungsmodus nichts mit der Motordrehzahl zu tun.<\/span><\/p>

\"Vektorsteuerung<\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

Bei der Vektorsteuerung steuern wir haupts\u00e4chlich die Komponenten des b\u00fcrstenlosen Motorstroms und der Spannung in paralleler und vertikaler Richtung des Rotormagnetfelds. Dies bedeutet, dass wir den vom b\u00fcrstenlosen Motor gemessenen Strom mathematisch berechnen m\u00fcssen, um ihn von der dreiphasigen statischen Struktur des Stators in die dynamische dq-Struktur des Rotors (parallel und senkrecht zur Rotormagnetfeldrichtung) umzuwandeln. In \u00e4hnlicher Weise muss auch die Steuerspannung am Ende des b\u00fcrstenlosen Motors mathematisch berechnet werden, um sie von der dq-Struktur des Rotors in die dreiphasige statische Struktur des Stators umzuwandeln und dann zur Modulation in den PWM-Teil einzugeben. Diese Konvertierungen erfordern mathematische Hochgeschwindigkeitsverarbeitungsfunktionen, sodass DSP und Hochleistungsprozessoren zum Kern der Vektorsteuerung werden.<\/span><\/p>

Obwohl diese Umwandlung in nur einer Berechnung abgeschlossen werden kann, teilen wir sie der Einfachheit halber in zwei Schritte auf. Zuerst \u00e4ndert sich der Motorstrom von der physikalischen Dreiphasenstruktur des Stators mit einer Phasendifferenz von 120 Grad zu einer stabilen dynamischen rechtwinkligen orthogonalen dq-Struktur und wandelt dann diese dynamische Struktur des Stators in die dreiphasige statische Struktur des Rotors um. Um g\u00fcltige Ergebnisse zu gew\u00e4hrleisten, m\u00fcssen diese Berechnungen innerhalb einer Abtastperiode des PI-Reglers abgeschlossen werden. Die obige Umwandlung ist das Gegenteil des Vorgangs der Umwandlung des vom PI-Regler ben\u00f6tigten Spannungssignals von der dq-Struktur in die Dreiphasenstruktur der Statorspule.<\/span><\/p>

Sobald der Strom des b\u00fcrstenlosen Motors in eine dq-Struktur umgewandelt wurde, wird die Steuerung sehr einfach. Wir ben\u00f6tigen zwei PI-Regler: einen zur Steuerung des Stroms parallel zum Rotormagnetfeld und einen zur Steuerung des Stroms senkrecht zum Rotormagnetfeld. Da das Steuersignal des parallelen Stroms Null ist, wird auch die parallele Stromkomponente des b\u00fcrstenlosen Motors Null, wodurch alle Stromvektoren des b\u00fcrstenlosen Motors in vertikalen Strom umgewandelt werden. Dies maximiert die Effizienz b\u00fcrstenloser Motoren, da nur vertikaler Strom ein effektives Drehmoment erzeugen kann. Ein weiterer PI-Regler wird haupts\u00e4chlich zur Steuerung des vertikalen Stroms verwendet, um das erforderliche Drehmoment im Einklang mit dem Eingangssignal zu erhalten. Dadurch wird sichergestellt, dass der vertikale Strom nach Bedarf gesteuert wird, um das erforderliche Drehmoment zu erhalten.<\/span><\/p>

\"Vorteile<\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>

Die Ausgangssignale der beiden PI-Regler stellen den Spannungsvektor des Rotors dar. Diese statischen Spannungsvektoren werden einer Reihe von Referenzkoordinatenumwandlungen unterzogen, um die f\u00fcr die Ausgangsbr\u00fccke erforderlichen Spannungssteuersignale zu erhalten. Sie werden zun\u00e4chst von der dynamischen dq-Referenzstruktur des Rotors in die statische xy-Struktur des Stators umgewandelt. Das Spannungssignal wird dann in physikalische Strukturen umgewandelt, die 120 Grad voneinander entfernt sind, und schlie\u00dflich in die dreiphasigen U-, V- und W-Spulen des b\u00fcrstenlosen Motors eingegeben. Diese drei Spannungssignale m\u00fcssen PWM-moduliert werden, bevor sie in die Spule des b\u00fcrstenlosen Motors eingegeben werden.<\/span><\/p>

Die Arbeit der Umwandlung der zeitabh\u00e4ngigen sinusf\u00f6rmigen Strom- und Spannungssignale in der Spule des b\u00fcrstenlosen Motors in ein Gleichstromsignal mit dq-Struktur besteht in der Umwandlung der Referenzkoordinaten.<\/span><\/p>

Der wesentliche Unterschied zwischen Sinuskommutierung und Vektorsteuerung liegt in der Art und Weise, wie Koordinatenumwandlung und Stromsteuerung gehandhabt werden. Bei der Sinuskommutierungsmethode f\u00fchren wir zuerst eine Kommutierung durch und erhalten dann den erforderlichen Sinusstrom durch PI-Steuerung. Daher verarbeitet die PI-Steuerung des Systems haupts\u00e4chlich die zeitabh\u00e4ngigen sinusf\u00f6rmigen Signale von Strom und Spannung des b\u00fcrstenlosen Motors, und die Leistung des b\u00fcrstenlosen Motors wird durch die Bandbreite und Phasendrift des Reglers begrenzt. Bei der Vektorsteuerung wird das Stromsignal zuerst durch PI gesteuert und dann einer Hochgeschwindigkeitskommutierungsverarbeitung unterzogen. Daher muss der PI-Regler keine zeitabh\u00e4ngigen Strom- und Spannungssignale verarbeiten, und das System wird nicht durch die Bandbreite und Phasendrift des PI-Reglers beeinflusst.<\/span><\/p>

Warum ist die Vektorkontrolle also besser?<\/span><\/strong><\/h3>

Die Vektorsteuerung sorgt daf\u00fcr, dass sich der Motor bei niedrigen und hohen Drehzahlen gleichm\u00e4\u00dfig verh\u00e4lt. Im Gegensatz dazu erm\u00f6glicht die Sinuskommutierung einen gleichm\u00e4\u00dfigen Betrieb bei niedrigen Drehzahlen, f\u00fchrt jedoch zu einer erheblichen Verringerung der Effizienz bei hohen Drehzahlen. Die Trapezwellenkommutierung verh\u00e4lt sich normal, wenn der Motor mit hoher Drehzahl l\u00e4uft, verursacht jedoch Drehmomentschwankungen bei niedriger Drehzahl. Daher gilt die Vektorsteuerung als die beste Steuerungsmethode f\u00fcr b\u00fcrstenlose Motoren<\/strong><\/a>.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Faradyi-Kollektion b\u00fcrstenloser Gleichstrommotoren<\/a><\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t