Zuverlässiger und
kompakter dank sensorloser Regelung

Zuverlässiger und kompakter dank sensorloser Regelung
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Der Systemaufbau ZCD – zero-crossing-detection.
29.12.2014 | Die sensorlose Regelung für Permanentmagnet-Synchronmaschinen (PMSM) und bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC-Motoren) erlaubt verbesserte Zuverlässigkeit, geringeren Platzbedarf und tiefere Kosten und Komplexität. Vor allem bei sehr hohen oder sehr tiefen Drehzahlen gibt es jedoch einige Herausforderungen, die spezielle Lösungen erfordern.

Für eine feldorientierte Regelung bei PMSM- und BLDC-Motoren muss die Winkelposition des Rotor-Magnetfelds bekannt sein. üblicherweise erfolgt dies mit einer Winkelpositionssensorik im Motor, z.B. mit Hallsensoren oder optischen Encodern. Der Begriff sensorlos meint hier, dass auf die genannte Sensorik im Motor selbst verzichtet werden kann. Dies hat viele Vorteile. Speziell bei Kompaktmotoren reduzieren sich der Platzbedarf und die Anzahl Anschlusskabel und Steckkontakte, was z.B. in der Medizinaltechnik grosse Vorteile bringt. Zudem verbessern sich die mechanische Stabilität und Rotordynamik – und damit die Maximaldrehzahl, da man für den Winkelpositionssensor keine zusätzlichen Scheiben oder Magnete benötigt. Da mit dem Sensor eine ausfallanfällige Komponente weniger vorhanden ist, steigt auch die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems.

Verschiedene sensorlose Regelungsverfahren

Verschiedene sensorlose Regelungsverfahren
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Systemaufbau Observer und induktivitätsbasiert.

Mittlerweile existiert eine grosse Anzahl an unterschiedlichen Verfahren, um den sensorlosen Motorbetrieb zu realisieren. Diese können bezüglich Realisierungsaufwand in folgende drei Kategorien unterteilt werden:

  • Nulldurchgangserkennung (zero-crossingdetection, ZCD)
  • beobachterbasierte Regelung (Observer)
  • Messung der positionsabhängigen Induktivitätsänderung (induktivitätsbasiert)

 

 

Autor: Dr. Christof Zwyssig, Geschäftsführer, Celeroton AG

 

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