Elcykel – Regenerering med BLDC-motor och DC/DC-omriktare

3 BESKRIVNING AV DE PRINCIPER SOM ANVÄNDS
Detta kapitel beskriver grundläggande teorier dels för motorn som användes samt för den typ
av krets som konstruerades.
3.1 BLDC
Den typ av BLDC-motor som vanligen används i navmotorer har en permanentmagnetiserad
rotor som roterar på utsidan av statorn. I motorn finns tre hallsensorer vilka skickar signaler
till styrboxen som då känner av vilket läge som rotorn befinner sig i. Utifrån den givna
positionen på rotorn generar styrboxen tre fasförskjutna spänningar till statorlindningarna.
I lindningarna skapas ett magnetiskt fält som interagerar med det magnetiska fältet från
permanentmagneterna i rotorn och ett moment mellan stator och rotor uppstår (Yedamale
2003).
Vid generatordrift inducerar magnetfältet från permanentmagneterna i rotorn spänning över
statorlindningarna. Motorn generar då en trefasspänning vars storlek och frekvens är beroende
av rotorns hastighet. Momentet som krävs för att inducera en viss spänning bestäms av hur
mycket effekt som tas ut från statorlindningarna, det vill säga hur stor ström som tas ut vid en
given spänning över statorlindningarna.
3.2 Buck/boostkrets
En buck/boostkrets även kallad step-up/step-downkrets, som visas i Figur 3.1, omvandlar en
inspänning, U in , till en utspänning, U ut , som är högre eller lägre än U in . U ut bestäms av hur stor
ström som tas ut från kretsen tillsammans med pulskvoterna på de PWM-signaler 1 som
transistorerna, Q1 och Q2, switchas med. Beroende på om U ut ska vara större eller mindre än
U in arbetar kretsen på två olika sätt som beskrivs nedan. Kondensatorn, C1, fungerar som en
glättningskondensator för att ta bort spänningsrippel på U ut .
Figur 3.1 Schematiskt bild av en buck/boostkrets.
1 Pulse Width Modulation
6