Motor stroom-sturen met PID regeling

[Melomania]

Hallo

Ik ben me aan het verdiepen in het sturen van een electromotor met behuld van een PID regeling.

Meestal zie je een PID regeling die de snelheid regelt. De uitgang van de PID regeling stuurt dan de PWM. De uitgang van de PID regelaar stuurt dus eigenlijk de motor spanning en dus de motor snelheid (spanning proportioneel met snelheid). De snelheid meet je dan en koppel je terug.

Nu wil ik echter het koppel regelen, oftewel de stroom. De Motor is een 3 phase brushless motor. Nu heb ik regelingen gezien waarbij de stroom gemeten wordt in de 3 phasen van de motor en deze stroom als ingang voor de PID regelaars gebruikt worden (een voor elke phase). De uitgang van de PID regelaar stuurt echter weer de PWM regelaars aan (met tussen komst van sinusoidale golfvormen). Dus de motor is weer spannings gestuurd.

Wat ik niet snap is dat de PID stroom regelaar stroom-waardens als ingang heeft, maar een spanning stuurt. De spanning veroorzaakt een oplopende of afnemende stroom in de motor. Hier zit dus een extra integratie slag. Dan kan de PID regelaar zijn werk toch niet goed doen?

Ik hoop dat iemand mij kan vertellen wat er verkeerd is aan mijn redenatie.

[CoenCo]

De enige manier die ik ken om bij een AC-motor het koppel onafhankelijk van de snelheid te regelen is mbv een "flux-vector-drive", zie voor iets meer uitleg o.a: http://en.wikipedia....control_(motor)

Is dat wat je zoekt?

[Melomania]

Als je FOC (field oriented control) bedoeld, dat is wat ik uiteindelijk wil. Maar ik wil vooral snappen hoe en waarom het werkt. Ook bij foc control wordt een stroom als feedback voor de PID regelaar gebruikt en een spanning naar de motor windingen gestuurd. Zie plaatje.



Maar ik denk dat dit ik een beter plaatje heb om mijn vraag uit te leggen. Zie hieronder.



De PI controller krijgt stroom waarden als ingang, en levert een spanning waarde. De PWMs zorgen dat die ook op de motor gezet wordt.

Hoe kan de PI goed functioneren? De teruggekoppelde stroom is niet proportioneel met de spanning. Het is immers een inductor en de stroom zal dus langzaam veranderen t.g.v. de spanning. Als het een snelheids regeling was en de snelheid terug gekoppeld wat snap ik het wel. De speed van de motor is immers (min of meer) proportineel met de aangeboden spanning (door de tegen EMK).

[Jekke]

Let op! een BLDC is geen DC machine!! het is een AC machine

De BLDC wordt normaalgezien met rechthoekige stroompulsen gestuurd, zodat de EMF trapezoidaal is, foc controle is niet nodig, maar kan natuurlijk, voor niet-foc controle zie bijgevoegd document

FOC controle kan analoog aan de foc controle van een inductiemachine, met wat aanpassingen voor de tijdsconstanten en inductantiewaarden, ik raad je aan eens een standaardtekst over foc door te nemen

in deze tekst vind je een heel bondig overzicht: http://www.tij.co.jp/jp/lit/an/bpra073/bpra073.pdf , een goed boek dat ik je kan aanraden is "Electrical Drives and control techniques" van gerd terrorde

LET OP! de PWM regelt de spanning op de lijnen zodat de stroomreferentie die binnenkomt in de PWM gerealiseerd wordt in de lijnen, er is dus wel degelijk sprake van stroomregeling. De PI-regelaar is afgestemd op de systeemvergelijkingen van de motor, zodat de referentie die binnenkomt in de PI-regelaar zo snel mogelijk bereikt wordt. Een stroomregeling is heel makkelijk om te zetten in een koppel-regeling, omdat voor de BLDC de stroom min of meer proportioneel is aan de torque/koppel