Bachelorarbeit Chris Bauer - Geothermie Wiki - zwerg - KIT

7.1. Inbetriebnahme einzelner Module
Die Rückmeldung der Position des Rotors wird hierbei über drei Hall-Sensoren, wel-
che im Motor integriert sind, geliefert. Daraus resultiert eine Auflösung in 60° Schritten.
Die Bestromung erfolgt nach einem Kommutierungsschema (siehe Tabelle 7.1).
Hall-Sensoren Drehrichtung Transistoren High-Seite Transistoren Low-Seite
1 2 3 - AH BH CH AL BL CL
1 0 1 Vorwärts 1 0 0 0 1 0
1 0 0 Vorwärts 1 0 0 0 0 1
1 1 0 Vorwärts 0 1 0 0 0 1
0 1 0 Vorwärts 0 1 0 1 0 0
0 1 1 Vorwärts 0 0 1 1 0 0
0 0 1 Vorwärts 0 0 1 0 1 0
1 0 1 Rückwärts 0 1 0 1 0 0
1 0 0 Rückwärts 0 0 1 1 0 0
1 1 0 Rückwärts 0 0 1 0 1 0
0 1 0 Rückwärts 1 0 0 0 1 0
0 1 1 Rückwärts 1 0 0 0 0 1
0 0 1 Rückwärts 0 1 0 0 0 1
Tabelle 7.1.: Kommutierungslogik BLDC Motor [32]
Es sind also immer zwei Halbbrücken beim Stromfluss beteiligt. In einer beteiligten
Halbbrücke wird der Low-Side MOSFET dauerhaft durchgeschaltet, während auf der
zweiten beteiligten Halbbrücke das PWM-Signal für die Drehzahlregelung anliegt. Der
grundlegende Stromfluss kann der Abbildung 2.3 entnommen werden.
Die Kommutierung des Motors ist ein zeitkritischer Vorgang. Dies bedeutet, genau
dann, wenn der Stromfluss nach den Sensorwerten geändert werden soll, muss kom-
mutiert werden.
Um dies mit einem Mikrocontroller zu realisieren, wird die Kommutierung Interrupt
gesteuert umgesetzt. Die drei Hall-Sensorsignale werden über den GIO (General-Pur-
pose Input/Output) Port A des Mikrocontrollers ausgelesen. Um die Erkennung eines
neuen Sensorwerts zu realisieren, werden die Flanken der Sensorsignale überwacht.
In Tabelle 7.1 sind in der Spalte Hall-Sensoren die Werte, welche nacheinander in ei-
ner Umdrehung auftreten, aufgelistet. Hierbei ist zu erkennen, dass es sich um einen
3-Bit-Gray-Code handelt, folglich ändert sich immer nur eine Stelle der Binärzahl. Zu-
sätzlich ist zu erkennen, dass die Änderungen einer Binärstelle immer abwechselnd,
einmal von 0 auf 1 und einmal von 1 auf 0 auftreten. Hierdurch ist eine gute Fehlerre-
sistenz gegeben.
Chris Bauer 55