Digitales Customizing: Wie man alles aus einem BLDC-Motor herausholt

Im Vergleich zu gewöhnlichen Gleichstrommotoren bieten BLDC-Motoren mehrere Vorteile, die von einer längeren Lebensdauer bis hin zu einem höheren Wirkungsgrad und vielem mehr reichen. Beim Einsatz in einer Pumpe ermöglichen BLDC-Motoren eine elektronische Regelung und Kommunikation sowie eine digitale Anpassung. Für einige BLDC-Motoroptionen hat KNF ein eigenes Steuerprotokoll entwickelt und definiert, das über die seriell-digitale Schnittstelle Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) übertragen wird. Neben dieser seriell-digitalen Schnittstelle können Anwender die Motordrehzahl aber auch über ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM) oder eine analoge Steuerspannung vorgeben.

BLDC-Motorstatus jederzeit abrufbar 

Durch Senden eines Signals an den Motor können Kunden die Pumpe starten und stoppen oder ihre Geschwindigkeit anpassen, ohne die Betriebsspannung des Motors zu ändern oder zu unterbrechen. Je nach gewähltem BLDC-Motor-Typ ermöglicht die Kommunikation mit dem Motor den Erhalt von Informationen wie Motordrehzahl, Motorstatus, Temperatur, Stromstärke und Fehlermeldungen. Auf diese Weise kann der Betriebszustand der Pumpe jederzeit überwacht und die erzeugten Daten können vom Kunden zur Weiterverarbeitung genutzt werden.

Digitale Pumpenanpassung eröffnet Möglichkeiten

In enger Zusammenarbeit mit den Kunden schneidet KNF die gesamte Pumpe auf die jeweiligen Bedürfnisse zu. Bei der digitalen Anpassung von BLDC-Motoren können viele Parameter definiert werden. Die Anpassungsmöglichkeiten variieren je nach Motortyp.

Beispiele sind:

• Motordrehzahlbereich
  Der Motordrehzahlbereich definiert die zulässige minimale und maximale Motordrehzahl. Es besteht auch die Möglichkeit, die Motordrehzahl vorab auf einen festen Wert einzustellen. Die Motordrehzahl wird durch den internen Controller geregelt.

• Motordrehzahlrampe
  Die Motordrehzahlrampe legt die maximal zulässige Beschleunigung des Motors fest. Damit lassen sich große elektrische Lasten durch plötzliche Änderungen der Motordrehzahl vermeiden.

• Schwellenwerte
  Es können Grenzwerte für die maximale Temperatur, den maximalen elektrischen Strom und die maximale Blockierzeit des Rotors festgelegt werden. Die Blockierzeit legt fest, wie lange die Motorwelle stillstehen darf, wenn sie sich eigentlich drehen sollte. Bei Überschreitung eines oder mehrerer Schwellenwerte hält der Motor an und meldet einen Fehler.

• Startverhalten
  Das Anlaufverhalten legt fest, ob der Motor direkt beim Anlegen einer Betriebsspannung oder erst nach Erhalt eines Befehls anläuft.

• Drehzahlausgang
  Hier wird definiert, wie die vorliegende Motordrehzahl am Drehzahlausgang (nicht UART) angegeben wird. Dies kann ein PWM-Signal (Standard) oder 6 bzw. 60 Pulse pro Umdrehung sein.

• Steuerkennlinie
  Wird das PWM-Signal oder das analoge Steuersignal zur Sollvorgabe der Motordrehzahl verwendet, muss bei der Parametrierung, der Einstellung eindeutiger Motorparameter bei der Erstprogrammierung des Motors, eine Steuerkennlinie definiert werden. Diese beschreibt den Bezug zwischen dem PWM-Signal bzw. dem analogen Steuersignal und der Motordrehzahl. Dazu muss eine untere und obere Grenze für das PWM-Signal bzw. das analoge Steuersignal definiert werden. Unterhalb der Untergrenze für das Eingangssignal gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder bleibt der Motor stehen oder der Motor dreht mit der definierten Mindestdrehzahl.