Die Führung zeigt einen vorbereiteten Demonstrationslauf. Ihr eigener Lauf und Ihre Kurven bleiben unverändert; wählen Sie von hier aus Erkunden, um ab der Demonstration fortzufahren.
Experimente Ändert das eigentliche Modell
Manuelle Rotorposition
Verriegelung: Lösen Sie die Wellenblockierung, um den Rotor von Hand zu positionieren. Die Blockierung ist eine ideale Zwangsbedingung an der Welle.
Experiment zurücksetzen Physikprüfungen ausführen
Die manuelle Positionierung pausiert den Lauf und schaltet die Ansteuerung stromlos. Das Deaktivieren von Phase A schaltet nur ihre Gates ab, nicht ihre Body-Dioden.
Stillstehender, bestromter Motor mit Standardansteuerung; löst Blockierung und Fehlerzustand, löscht Kurven und startet einen neuen Lauf.
Physikprüfungen Die Tests laufen auf isolierten Modellinstanzen und verändern Ihr Experiment nicht.
Diese Konsistenztests prüfen die Implementierung. Sie zertifizieren das Modell nicht gegenüber einem gefertigten Motor oder einem nichtlinearen elektromagnetischen Löser.
Klicken Sie auf ein Bauteil im Modell, um es zu untersuchen.
Modell, Gleichungen und Grenzen Geometrie und Verschaltung Ein innerer Permanentmagnet-Rotor trägt vier radial magnetisierte Bogenmagnete: N–S–N–S am Luftspalt. Sechs isolierte Statorzähne tragen konzentrierte Kupferwicklungen, dargestellt mit 36 Windungen je Zahn. Gegenüberliegende Zähne bilden zwei in Reihe geschaltete Wicklungen je Phase, und die drei Rückläufe treffen sich in einem schwebenden Sternpunkt. A1/B1/C1 liegen bei 0°/60°/120° mechanisch; A2/B2/C2 bei 180°/240°/300°. Drei Hall-Sensoren bei 30°/90°/150° mechanisch ergeben 120° elektrischen Abstand.
Elektrische Ansteuerung Der Hall-Code wählt einen High-Side-PWM-Zweig, einen Low-Side-Rückführzweig und einen unangesteuerten Zweig. Die Kirchhoffschen Gesetze bestimmen die Wicklungsströme und die Spannung am schwebenden Sternpunkt. Die Induktivität wird bei der Kommutierung nicht vernachlässigt: Unangesteuerter Strom fließt über die passende Body-Diode weiter, bis er null erreicht. Die Bremse kurzschließt alle Phasen über die Low-Side-Schalter.
Magnetfeld Eine konservative 193 × 193 Finite-Volumen-Diskretisierung löst das magnetische Vektorpotenzial des aktiven Blechpakets. Die eingebettete Basis umfasst drei Wicklungsstromfelder und fünf ungerade Raumharmonische der rotierenden Remanenz. Jede Phasenflussverkettung wird mit demselben Wicklungsfunktional extrahiert, das das Feld anregt; seine Ableitung liefert sowohl Gegen-EMK als auch Drehmoment, wodurch Σe·i = τ·ω erhalten bleibt. Konturlinien zeichnen B nach, und das Feld verschwindet nicht, wenn die Ansteuerung abgeschaltet wird.
v − v_Y = R i + L di/dt + e i_A + i_B + i_C = 0 e_k = ω ∂λ_PM,k / ∂θ τ_e = Σ i_k ∂λ_PM,k / ∂θ J dω/dt = τ_e − τ_load − bω − τ_friction
Die Einblendungen richtig lesen Rot = Nord; Blau = Süd. Die Rotorbeschriftungen beziehen sich auf den nach außen weisenden Pol jedes Magneten; seine verdeckte Innenfläche trägt den entgegengesetzten Pol. Der Farbton der Statorpole folgt dem gesamten Normalfeld an der Luftspaltfläche, sodass selbst ein unbestromter Zahn vom Rotor polarisiert werden kann.
Bernstein / Minze / Violett = Phasen A / B / C. Bewegte Pfeilspitzen zeigen die technische Stromrichtung, nicht den Elektronenfluss. Ihre Bewegungsgeschwindigkeit ist veranschaulichend; Richtung und Sichtbarkeit folgen dem gelösten vorzeichenbehafteten Strom. ⊙ ist Strom auf Sie zu, ⊗ ist Strom von Ihnen weg.
Das Magnetfeld ist eine 2D-Lösung aus der Paketmitte, die in der 3D-Ansicht nach vorn versetzt ist, damit ihre Rückschlusspfade durch das Eisen sichtbar bleiben. Es ist keine dreidimensionale Lösung für Randstreufelder. Der Konturabstand steht für gleichen Fluss je axialer Längeneinheit innerhalb jeder Momentaufnahme; der Konturmaßstab ist auf Lesbarkeit angepasst.
Umfang und Grenzen Dies ist eine physikalisch gekoppelte Lehrreferenz, keine validierte Motor-Konstruktionssoftware. Stahl nutzt ein festes μr = 600; Sättigung, Hysterese, Wirbelstromverluste, Temperatur, Magnetentmagnetisierung, Reluktanz-/Rastmoment und Stirnstreuung sind ausgelassen. Eine endliche äußere Grenze und die kartesische Diskretisierung führen zu Feldfehlern, und das ringförmige Permeabilitätsmodell glättet die schmalen Lücken zwischen den Magneten.
PWM wird spannungsgemittelt, mit stromabhängiger Tastverhältnis-Rückregelung nahe 6 A. Schaltwelligkeit, Totzeit, MOSFET-Verluste und parasitäre Leitungsinduktivität werden nicht aufgelöst. Body-Dioden sind ideal. Der Gleichspannungs-Zwischenkreis ist eine steife bidirektionale Quelle, die rückgespeiste Energie aufnimmt. Tesla-Werte der Feldkarte sind Modellschätzungen, keine Messungen.
Röntgen- und Explosionsansicht ändern nur die Darstellung. Die Zeitlupe rückt jede physikalische Größe auf derselben skalierten Uhr vor. Die Drehzahlanzeige meldet stets die physikalische Drehzahl in U/min.
Wichtigste technische Quellen: Applikationsschriften von Halbleiterherstellern zur Blockkommutierung von BLDC-Motoren mit Hall-Sensoren und zur sensorgeführten Sechs-Schritt-Kommutierung; Finite-Elemente-Magnetikliteratur zur Formulierung der Permanentmagnetquelle und zu den Randbedingungen.
Lineare 2D-Magnetostatik, gekoppelt mit Schaltkreis- und Rotordynamik. Eine Lehrreferenzmaschine, kein digitaler Zwilling eines Herstellers.
