Geschalteter Reluktanzmotor

[NickR]

Howdy,

hab ein Verständnisproblem bei dem "switched reluctance motor" wär der hamma wen mir hier vielleicht jemand unter die Arme greifen könnte =P~

Also vom Prinzip her, verstehe ich die grundlegenden Beziehungen des Motors, sprich Drehmomenterzeugung, Abhängigkeiten von den Rotorpositionen usw.
Meine Frage ist jetzt wie kann ich die Drehzahl beeinflussen? Mein Ansatz wäre über eine PWM des Stromes über den ich ja direkt Einfluss auf das Drehmoment nehmen kann. Verstehe jetzt den Zusammenhang zwischen Drehzahl und Drehmoment nicht.
Die stark vereinfachte Formel des Drehmomentes der nichtlinearen SRM
M = 1/2 i² dL / dTheta mit i Phasenstrom, L Induktivität und Theta Rotorwinkel
Hoffe die Frage ist net zu trivial :-b und freue mich über sämtliche Antworten.

Cheers #-o

[NickR]

Hmmmm sollt ich da auf dem Holzweg gewesen sein, hängt die Geschwindigkeit einfach von der Frequenz ab wie ich die Phasen weiterschalte? 8-[
Vom Prinzip her also genau so wie beim Schrittmotor?
Dachte nur der grosse Unterschied wär halt das beim SRM das Feld dem Rotor folgt und net wie beim Schritt der Rotor dem Feld.
Wie müsst ich mir das dann vorstellen? Beim Schritt is das klar da verharrt der Rotor sozusagen an der Position und bewegt sich erst weiter wenn die nächste Phase bestromt wird. Bewegt sich der Rotor beim Reluktanzmotor dann nicht in den negativen Drehmoment hinein, sprich über die aligned oder ausgerichtet Position hinweg?

Brauch Hilfe O:)

[waste]

Hallo NickR,

Du hast es selbst schon erkannt, die Drehzahl hängt von der Frequenz ab. Es ist ähnlich wie bei einem Synchronmotor oder Schrittmotor. Nur hat der SR-Motor keine Magneten im Rotor, sondern nur Eisen, er hat deshalb auch kein Haltemoment wie ein Schrittmotor. Eine Erklärung findest Du hier: http://www.energie.ch/at/rm/index.htm
Die Ansteuerung ist ziemlich kompliziert.

Gruß Waste

[NickR]

Ahhh der jute hat also kein Haltemoment, heisst ich schalt einfach meinen Phasenstrom an der richtigen Rotorposition ab und warte dann mit der Bestromung der nächsten Phase solange das es halt zu meiner Drehzahl passt. Hab immer noch Schwierigkeiten mir das praktisch vorzustellen heisst ja eigentlich wenn ich den sehr langsam laufen lassen könnt ich da aktiv an der Welle drehen, da kein Haltemoment vorhanden ist.
Führt das nicht zu einem sehr welligen Verhalten oder sind bei der Mindestdrehzahl solche Effekte schon aufgrund der Topologie des Motors zu vernachlässigen?

:-&

[Manf]

Du hast sicher auch schon mal nachgesehen was Reluktanz heißt:
Magnetischer Widerstand
Der Motor hat kein Haltemoment wenn kein Strom fließt, denn dann hat weder der Anker noch der Stator eine nenneswerte magnetische Erregung.
Wenn Strom fließt dann kommt das Moment auf, das das Stück Eisen, den Anker in der Mitte, in eine andere Lage zieht.
Der Unterschied zu einem Motor bei dem der Anker magnetisiert ist ist dann grundsätzlich gering.
Mittlerweile baut man Schrittmotoren auch praktisch nicht mehr als Reluktanzmotoren.

Vielleicht kannst Du ja noch sagen wofür Du es brauchst, damit man Dir ggf. gezielter helfen kann.
Manfred

[NickR]

Erst mal vielen Dank für die Antworten O:)

also meine Aufgabe ist die Entwicklung einer "switch reluctance motor control" Schaltung, dies geht über Hardwareaufbau, Simulation und angewandte Software für den Mikro.
Hab grad erst mit der Aufgabe angefangen und versuch den Motor so guat es geht zu durchschauen =P~
Also das da kein Haltemoment entsteht aufgrund des fehlenden Stromflusses ist mir schon bewusst.
Was ich aber noch nicht nachvollziehen kann ist die Sache mit der BestromungsFrequenz für die einzelnen Phasen.
Ein Problem beim Reluktanzmotor ist ja das sich die Induktivität mit der Rotorposition ändert. Ich will die Maschine als Motor betreiben, darf hier also nur ein Stromfluss in dem Teil zulassen wenn die Induktivität sich positiv ändert.(Drehmomenterzeugung hängt nur von der Richtung der Induktivitätsänderung ab). Dies ist der Fall wenn sich die ausgebildetet Rotorzähne den Statorzähnen nährn, stehen die Zähne in der "aligned" zugewandten Position muss ich den Stromfluss unterbinden und an die nächste Phase weitergeben.
Und hier liegt mein Problem, kann mir das jetzt nicht vorstellen. Ich bin in der aligned Position angekommen, jetzt würd ich an die nächste Phase übergeben. Bei niedrigen Drehzahlen verharr ich dann an dieser Position schalte also erst später weiter, lass die alte Phase aber unbestromt damit kein negatives Drehmoment erzeugt wird? Und dementsprechend schalt ich schneller weiter wenn ich grössere Drehzahlen habe?
Der Rotor will ja zur Position des kleinsten magn Widerstandes, kann ich denn nicht auch über den Strom beeinflussen wie schnell er da hinwill, indem ich das Magnetfeld verändere?
Glaub hab da nen tierisches Brett vor der Birne ](*,) mach ich mir das zu kompliziert? Ich hoffe ich konnt das Problem nen bissel besser darlegen

CHEERS \:D/

[Manf]

Das Bild hatten wir ja schon. Entspricht es dem Motor in etwa?

Die rechte oder die wagerechte Spule ist 1, die rechts oben ist 2 die links oben ist 3. Die Spule gegenüber ist jeweils gleichzeitig aktiv.

Dreht der Anker im Uhrzeigersinn, mathematisch negativ, dann wird 1 ab jetzt bremsen, sollte also schon den Strom heruntergefahren und an 2 übergeben haben.

Bei der Betrachtung sollte man das Trägheitsmoment des Ankers berücksichtigen.

Dazu kommt der Lastwinkel der mit dem Lastmoment größer wird. Im Leerlauf kann der Anker mit dem rotierenden Feld fast in Phase sein, bei Last hängt er zurück.
Ist das soweit vorstellbar?
Manfred

http://www.energie.ch/at/rm/schnitt.gif

[NickR]

THX Manf für die Geduld O:)

Ich versteh das Prinzip wie sich der Motor dreht ja, wenn ich jetzt Spule2 bestrome dreht der Rotor sich im Uhrzeigersinn weiter bis er auch da wieder "waagerecht" zu steht und dann wird an Spule3 übergeben.
Nur wie schnell jetzt der Rotor sich von Spule1 zu Spule2 bewegt das liegt doch net in meiner Hand. Ich kann nur dafür sorgen das er längere Zeit an den Spulenpolen verbleibt. Oder seh ich das falsch?

[Manf]

Im Betrieb als Schrittmotor mit Geschwindigkeiten bis null geht es beliebig langsam.
Entsprechend geht auch der Wirkungsgrad herunter, was aber oft in Kauf genommen wird.

Nur noch mal zur Klarheit, ist das für eine historische Ausstellung oder muß das Haltemoment im stromlosen Zustand vermieden werden? warum wird ein Reluktanzmotor eingesetzt? ?
Manfred

[waste]

Nur wie schnell jetzt der Rotor sich von Spule1 zu Spule2 bewegt das liegt doch net in meiner Hand. Ich kann nur dafür sorgen das er längere Zeit an den Spulenpolen verbleibt. Oder seh ich das falsch?
Die Steuerung für einen SR-Motor muss die Lage des Rotors kennen, entweder über einen Rotorlagegeber oder über sensorlose Verfahren. Damit wird die Bestromung der Spulen gesteuert. Ohne Drehzahlregelung wird durch Laständerung die Drehzahl variieren und die Steuerung muss die Frequenz anpassen. Es kann aber auch durch die Steuerung, wie bei Brushless-Motoren, eine Drehzahlregelung realisiert werden. Da muss dann durch die Steuerung der Strom bei Laständerung angepasst werden.

Waste

[NickR]

Moin Manf

es handelt sich nicht um eine historische Ausstellung O:)
Der Reluktanzmotor ist hier in Europa abgesehn von England net sehr gebräuchlich, obwohl er viele Vorteile gegenüber normalen Ac,Dc Maschinen aufweist.
Vorallem die billige Herstellung, der hohe Drehzahlbereich und der Wirkungsgrad machen den SRM immer attraktiver. Problem war halt bis jetzt immer die Ansteuerung, nur mit heutigen Igbts und zB Mikro stellt das auch kein so grosses Problem mehr da. Wie Waste schon erwähnt ist eine aktive Positionsüberwachung unumlässlich, entweder durch externen Encoder, was wieder Kosten heisst, oder über Kurvenformen anhand dera die Position des Rotors überwacht wird. Vorallem in der Automobilindustrie finden geschaltete Reluktanzmotoren immer mehr Einsatz, klein billig wartungsfrei.
Es geht halt bei meiner Aufgabe darum ob ein "simpler" 8Bit Mikro einen SRM ohne Probleme ansteuern kann. Die Anforderungen sind recht einfach:
Drehzahl variable, konstanter ,soweit möglich, Drehmoment, Start Stop, usw.

Werd mich jetzt noch weiter in die Materie einwühlen und wenn das ok ist euch dann weiter mit Fragen nerven =P~

CHEERS :-({|=

[waste]

Hallo NickR,

das ist eine nette Aufgabe. Wird nicht einfach sein, besonders wenn die Steuerung auch effizient sein soll. Wünsch Dir viel Erfolg!

Zum Einwühlen hab ich hier eine Application Note: http://www.freescale.com/files/product/doc/AN1937.pdf
Bei www.freescale.com gibt es auch noch mehr Application Notes zu SRMs, einfach mal wühlen oder sonst im Netz googlen. Eine gute Adresse für Application Notes könnte auch noch Texas Instruments sein.

Gruß Waste

[NickR]

Ja besten Dank waste =D>

Halt euch aufem laufenden, hab ja au nen bissel Zeit für die ganze Klamodde O:)

Peace