BL-Regler für Testaufbauten => wahlweise mit/ohne Inkrementalgeber bzw. Phasen-Rückkopplung betreiben

  • Hallo BL-Kenner,


    bei mir wurde angefragt, ob ich einen BL-Regler kenne, bei dem dann wahlweise der Inkrementalgeber und/oder die Phasenspannung abgeschaltet/abgeklemmt werden kann.


    Hintergrund:

    An der Uni in Regensburg möchte ein Student einen Demo-Aufbau machen, bei dem dann der Drehmomentverlauf von Reglern mit entsprechender Rückkopplung etc. (oder abgeschalteter Rückkopplung) dargestellt wird. => Ich habe ja keinen Eigenbau-BL-Regler, wo ich sowas kurzfristig zur Verfügung stellen könnte.


    Als erste Reaktion habe ich geschrieben, dass ich die Spezialisten hier im Forum fragen werde. :thumbsup:

    In den anderen Forumsbeiträgen über BL-Regler habe ich etwas die Übersicht verloren, was denn so "zu empfehlen" wäre. Ein Flashen mit Blheli (?) wäre möglich, wenn der Regler einen Atmel enthält.


    Könnt ihr mir hier bitte eine Empfehlung geben? Links (Regler und Blheli-Software) dazu wären optimal. :)


    Danke !

  • bei mir wurde angefragt, ob ich einen BL-Regler kenne, bei dem dann wahlweise der Inkrementalgeber und/oder die Phasenspannung abgeschaltet/abgeklemmt werden kann.

    Ich versuche das mal auf Anwender zu übersetzen:

    Bei Inkrementalgeber denke ich an Encoder (z.B. AS5047) und der soll genutzt werden um den Motor anzusteuern. Das unterstützt unter den von uns typischerweise verwendeten Reglern grundsätzlich nur VESC und ich glaube auch ODrive. Im Rc-Car und E-Skateboardbereich werden drei Hall Sensoren im Motor verbaut. Während dem Betrieb den Encoder abklemmen geht (leider) nicht, den Vesc muss man dann neu anlernen. Ich würde grundsätzlich erwarten, dass das Verhalten des Motors insbesondere im sensorlosen Betrieb stark von den im ESC eingestellten Parametern abhängt.

    Das mit der Phasenspannung hätte ich jetzt so verstanden, dass die Logik weiterhin mit Spannung versorgt wird, aber die Leistungselektronik keine Spannung erhält. Ich habe keine Ahnung warum man das will und ich wüsste nicht ob das irgendein Regler kann. Für mich als Anwender gibt es: Motor dreht schnell, Motor dreht weniger schnell und Motor dreht nicht. ;)

  • Ok, ich glaube, die Beschreibung war wohl schon zu nah an den erwarteten Ergebnissen....


    Also

    Ein BL-Motor wird so an einer mechanischen Bremse befestigt, dass man damit beim Bremsen das Drehmoment des Motors messen kann. Gleichzeitig natürlich die Drehzahl von dem Motor erfassen und anzeigen.


    1.Fall:
    Die Encoder an dem Motor (lt. Deiner Beschreibung sind das nur drei Hallsensoren für die Positionserfassung) sind ganz korrekt mit dem Regler verbunden. Der Regler "bemerkt" also das Bremsen und gleicht dies wieder aus. => Das ist der reguläre Betrieb, so wie ihn die BL-Jünger benutzen und lieben. ;)


    2.Fall:
    Es wird angenommen, dass der Motor keine Encoder bzw. Hallsensoren hat. Dafür hat der Regler eine Schaltung bzw. die Fähigkeit, immer anhand der aktuell unbestromten Wicklung die induzierte Gegenspannung zu messen und zu analysieren. Damit wird auch die aktuelle Phasenlage des Motors erkannt und es kann (bei Belastung) dagegengeregelt werden. Somit normalerweise auch keine große Drehzahl-/Leistungseinbuße bei Belastung feststellbar


    3.Fall:

    Der Regler ist jetzt so "umgebaut"/"eingestellt", dass er weder Encoder/Hall-Sensoren noch die Phasenlage erkennt bzw. berücksichtigt. Ich nenne das "Geradeaus-Betrieb" (in Anlehnung an die einfachsten Mittelwellen-Empfänger => "Geradeaus-Empfänger".) Ohne Belastung wird der Motor alles schön an Drehzahländerungen mitmachen. Sobald eine Belastung draufkommt, wird er aber aus dem Takt vom Drehfeld geraten und sowohl an Kraft als auch an Drehzahl massiv einbüßen.


    => Das ist also der Grund, warum der Fahrtregler - wenn möglich - modifizierbar sein sollte. Im Idealfall hätte ich einen Fahrtregler erwartet, der im Menü diese drei Moden zur Auswahl stellt. Wird es wahrscheinlich nicht geben. Also die Hoffnung, dass die zu flashende Software soweit debuggbar ist, die passenden Änderungen selber zu machen.


    Um's nochmal zu betonen: Das ist nicht für mich, sondern ich mache hier nur Dienstleistung für einen Studenten an der Uni. Anhand von einer kurzen Anfrage habe ich jetzt die o.g. Szenarien heraus-eroiert und daraus die "Anforderungen" gestrickt.

  • Darf ich da nochmal um Support betteln:


    "Abklemmen" von Hallsensoren geht also offensichtlich nicht. Ok, dann müssen also drei verschiedene Fahrtregler besorgt werden:

    1) mit Anschluss für Hallsensoren

    2) mit Erkennung über die Phasenlage von der aktuell unbestromten Wicklung

    3) Ohne Regelcharakteristik, einfach "geradeaus" angesteuert.


    Könnte ihr mir da bitte konkrete Links zu den Fahrtreglern geben, die sich dann mit der von euch verwendeten Blheli-Software updaten lässt?

  • Grundsätzlich zu Fall 1 und 2:


    Nur weil ein Regler Sensoren oder die induzierte Gegenspannung zum ansteuern des Motors nutzt heißt das noch lange nicht, dass er die Drehzahl aktiv regelt. Von den unzähligen Brushless Reglern die ich besitze ist bei sage und schreibe zwei eine Drehzahlregelung aktiv. Einer verbaut in einem collective Pitch Heli, der andere in einem collective Pitch Quadrocopter. In Flieger, Rc-cars, Racecoptern oder Robotern habe ich nirgendwo eine aktive Drehzahlregelung. Zumindest nicht dass ich wüsste 8o.

    "Abklemmen" von Hallsensoren geht also offensichtlich nicht. Ok, dann müssen also drei verschiedene Fahrtregler besorgt werden:

    Das sind vielleicht 10 Klicks im VESC Tool.


    1) Vesc (z.B.4.12)

    2) Vesc (z.B. 4.12)

    3) Mir ist kein ESC bekannt der ohne Erkennung der Phasenlage funktioniert. Vielleicht kann man einen vesc entsprechend einstellen.


    Ich denke, dass sich von den typischerweise von uns verwendeten ESCs sich ein Vesc am ehesten für eine wissenschaftliche Arbeit eignet.

  • Danke für die Rückmeldung. Nachdem nichts mehr vom Flashen geschrieben worden ist, nehme ich an, dass der 4.12 schon eine funktionsfähige Software enthält.

    heißt das noch lange nicht, dass er die Drehzahl aktiv regelt.

    ???

    Wenn die Abfrage der Sensoren bzw. die Messung der Phasenlage einen Rückschluss auf die aktuelle Drehzahl erlaubt (=> Istwert), dann kann hier ein Abgleich mit der gewünschten Drehzahl (=Sollwert) gemacht werden. Über die Regelabweichung wird dann die Stellgröße (in diesem Fall das Drehfeld oder die PWM bei den Umschaltungen der Phasen) festgelegt.

    => Das nennt man normalerweise schon "Regelung".

    Das sind vielleicht 10 Klicks im VESC Tool.

    10 Klicks ohne Kenntnis der VESCs.... keine Chance. Darum frage ich lieber die Leute, die ständig damit arbeiten. ;)


    Ich geb' diese Info dann mal weiter. Mal sehen, was dabei rauskommt.

  • Wenn die Abfrage der Sensoren bzw. die Messung der Phasenlage einen Rückschluss auf die aktuelle Drehzahl erlaubt (=> Istwert), dann kann hier ein Abgleich mit der gewünschten Drehzahl (=Sollwert) gemacht werden. Über die Regelabweichung wird dann die Stellgröße (in diesem Fall das Drehfeld oder die PWM bei den Umschaltungen der Phasen) festgelegt.

    => Das nennt man normalerweise schon "Regelung".

    Die meisten ESC´s nutzen diese Informationen aber nicht zur Ermittlung/Regelung der Drehzahl, sondern lediglich dazu, um den

    Optimalen Zeitpunkt für die Bestromung der nächsten Wicklung zu finden.


    LG

    -Michael

  • Die meisten ESC´s nutzen diese Informationen aber nicht zur Ermittlung/Regelung der Drehzahl, sondern lediglich dazu, um den

    Optimalen Zeitpunkt für die Bestromung der nächsten Wicklung zu finden.


    LG

    -Michael

    Ich weiß schon, auf was Du hinauswillst. => Synchronisierung der verschiedenen Bestromungsphasen. => Das ist auch ein Regelvorgang.

    Aber auf den will ich nicht raus. Wenn an der Funke mit dem Kreuzknüppel die Geschwindigkeit verstellt wird, so bekommt der ESC über das PWM-Signal eine neue Vorgabe. Das ist der Sollwert für die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl (=> oder lapidar formuliert: Wie oft der Phasenwechsel an den drei Wicklungen stattfinden soll.) Wenn das Drehfeld zu langsam ist, muss es gesteigert werden. So lange, bis die Sollvorgabe mit dem Istwert übereinstimmt. Dass dabei "im Hintergrund" noch die Regelung dafür sorgen muss, dass zum passenden Zeitpunkt der Phasenwechsel erfolgt, das ist dann eine zweite Baustelle.


    => Wo ist die Grauzone, wo wir bei dem Thema jetzt nicht konform sind?

  • Praxisbeispiel 1:

    Wir betrachten einen Rc Heli mit normalen 0815 Regler (Sensorlos) ohne speziellen Heilmodus und einer flache Gaskurve auf 70%. Wenn du jetzt die Last erhöhst (z.b. Pitch) bricht die Drehzahl ein. PWM bleibt konstant.

    Praxisbeispiel 1,5:

    Selber Rc Heli und Gaskurve aber mit speziellem Heli Regler (Sensorlos). Der Regler wird die PWM erhöhen um die Drehzahl zu halten.

    Praxisbeispiel 2:

    Ein Rc Car bei dem ein Antrieb mit Hall Sensoren verbaut ist fährt mit Halbgas. Bergauf wird es langsamer fahren als bergab.

    Praxisbeispiel 2,5:

    Ein Rc Car mit sensorlosen Antrieb fährt mit Halbgas. Bergauf wird es langsamer fahren als bergab.

  • Wie Ralf gerade zeigt: die "normale" Betriebsart ist eine "Leistungsregelung" - es wird also über da Knüppelsignal

    vorgegeben, welche PWM-Pulsbreite für den Strangstrom gilt, und damit die Leistung begrenz. Somit fährt der BL-Motor

    ähnlich wie ein Bürstenmotor mit Konstantspannung: im Prinzip schneller bei höherem Knüppelausschlag, aber halt

    Lastabängig. Im Prinzip wie das Gaspedal im Auto.

    Die echte "Drehzahlregelung" können nur wenige ESCs. Da kann man dann (z.B. im VESC) einen PID-Regler konfigurieren, der

    die gemessene Drehzahl mit einer Solldrehzahl (gemäß Knüppelstellung) vergleicht und ggfs. über den PWM-Wert den Phasenstrom

    anpasst, um die Drehzahlen (Soll/Ist) möglichst gleichzuhalten.


    Vorteil der Drehzahlregelung: Sehr exakte Positionerbarkeit z.B. für Roboter in der Arena

    Nachteil: Man wird nicht die max. Drehzahl des Motors ausreizen können, weil ja ein bißchen Reserve für die Regelung

    bleiben muss. Und es "fühlt sich komisch an", wenn man normale Motoren gewohnt ist.


    Für RC-Cars beispielsweise wird man die "normale" Betriebsart wählen, weil man ja auf freier gerader Strecke das

    Maximum an Speed herausholen will, was das System hergibt.


    LG

    -Michael