LINUX.ORG.RU

бесколлекторные двигатели постоянного тока


0

2

Изучаю сабж (http://www.avislab.com/blog/brushless01).

Как я понимаю, в них есть 3 обмотки, соединенные по схеме звезда, и мы подаем напряжения на 2 из них. Это создает магнитное поле, заставляющее ротор поворачиваться. Затем мы подаем напряжение на след 2 обмотки, заставляя ротор поворачиваться дальше.

Но утверждается, что без отслеживания положения ротора никак.

Я не совсем этого понимаю. Предположим, что мы не стали следить за положением ротора, а стали подавать напряжение как нам угодно. В итоге в двигателе создастся вращающееся магнитное поле. И даже если в начальный момент оно и не потянет за собой ротор, то в следующий момент времени уже потянет. И если скорости вращения поля и ротора различаться будут достаточно мало, то ротор сам будет следовать за полем.

Зная момент инерции ротора, можно увеличивать скорость вращения поля так, чтобы ротор успевал разгоняться вслед за полем.

В чем же необходимость слежения за положением ротора?

★★★★★

Последнее исправление: cvs-255 (всего исправлений: 3)

В том, что обычно двигатели запускают не для того чтобы сказать «ой! оно крутится! прикольно!», а чтобы что-то крутить. А под нагрузкой обороты будут проседать (и возможно сильно). При том большинство нагрузок меняются во времени и заранее угадать насколько просядут обороты нельзя (например, нагрузка на двигатель машины будет зависеть от массы груза, рельефа и материала поверхности, уклона, износа шин и ещё огромного количества параметров).

Да, двигатель крутиться, но получить от него получится лишь какую-то часть мощности.

KivApple ★★★★★
()
Последнее исправление: KivApple (всего исправлений: 2)

Вообще, твоя идея нашла реализацию в виде асинхронного двигателя. Там частота постоянная, а ротор отстаёт от магнитного поля (чем больше нагрузка, тем сильнее). Однако, сравни габариты асинхронных двигателей и авиамодельных бесколлекторных одинаковой мощности и заметишь разницу в разы, даже десятки раз.

KivApple ★★★★★
()
Последнее исправление: KivApple (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от KivApple

Асинхронные двигатели, няз, такие громозкие только для 50 Гц. С повышением частоты габариты довольно быстро спадают.

cvs-255 ★★★★★
() автор топика

И даже если в начальный момент оно и не потянет за собой ротор, то в
следующий момент времени уже потянет.

А в следующий может потянуть в обратную сторону.

amaora ★★
()

И в самом деле, зачем следить за положением? Надо за скоростью следить, если необходимо стабилизировать скорость с высокой точностью.

anto215 ★★
()

Если подавать как угодно, то по теории вероятности 50% будут тянуть в одну сторону, а 50 в другую. Вывод - двигатель просто будет дёргаться.

peregrine ★★★★★
()

ты еще забульбень на обычный шаговик десяток килогерц, а потом удивляйся, чего это он нифига не крутится...

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Кстати, вот еще такой вопрос есть.

Будет ли работать такая схема

http://i079.radikal.ru/1408/5d/fd1985088155.png

На правый верхний +, на правый нижний 0

слева 2 управляющих проводника. верхний открывает верхний ключ Q2, нижний открывает нижний ключ Q3.

Ну либо как это обычно делают?

cvs-255 ★★★★★
() автор топика
Последнее исправление: cvs-255 (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от cvs-255

Должно работать по идее... а по какому алгоритму будешь переключать кстати (чтобы скорость регулировать можно было)?

KivApple ★★★★★
()
Последнее исправление: KivApple (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Если двигатель мощный, то ему его будет трудно найти готовую микросхему. Во всяком случае я не видел готовых на ток в десятки ампер.

KivApple ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

P.S. Драйверы верхнего плеча тоже обычно на n-канальных мосфетах делают, т.к. у них лучше Ron и еще кое-какие параметры.

А т.к. для отпирания n-канального мосфета в верхнем плече нужно напряжение на пару-тройку вольт (а иногда и на 5 вольт) выше напряжения питания, используют умножитель. В драйверах H-мостов эти умножители встроенные. Тебе лишь диод нужен. А в приличных H-мостах и диода не надо: тупо подаешь на 2 ноги питание (+ и 0), на другие две — управление (потребляемый ток низкий, так что даже резисторов токоограничивающих не надо обычно), с оставшихся двух снимаешь напругу.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от KivApple

На двигателе пишут, что 18 А надо потянуть.

cvs-255 ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от KivApple

ЕМНИП, до ~30А микросхемы есть.

Только где ты такие движки видел?

А если это очень мощный движок, типа трехфазной многокиловаттной дурищи, то проще релюхи забульбенить, чем дорогущие "твердотельные реле" брать.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Только где ты такие движки видел?

Да лично держал движок на 30 ампер 12 вольт. А вообще в ходу бывают и такие, что у них максимальный ток в пару сотен ампер (ну мощность киловатт 10, конечно же). Если рассматривать авиамоделизм. Напряжение аккумуляторов составляет десятки вольт, ибо больше не удобно, да и опасно набирать банок (шибанёт). В итоге ток получается большой при нормальной мощности.

KivApple ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Если полюсов много и оборотов, то релюшки могут банально не успевать срабатывать.

KivApple ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

то проще релюхи забульбенить, чем дорогущие «твердотельные реле» брать.

И мы вернем все проблемы коллеторных двигателей, от которых как раз введением бесколлекторных и избавляются.

Это искрение и механический износ.

cvs-255 ★★★★★
() автор топика

Изучаю сабж

Выбрось каку и почитай про давно известные синхронные двигатели. Те же яйца - вид сбоку. В твоем сабже просто прикрутили инвертор.

Что касается ДПВ (датчик положения вала), то тут проблема всех синхронников - запуск, т.е. разгон до синхронной частоты. Суть сабжа в том, что имея такой датчик и постепенно увеличивая частоту на статоре можно раскрутить двигатель без всяких выкрутасов типа пускового асинхронника или встроенной асинхронной пусковой обмотки. Без датчика процесс разгона сложно контролировать - из-за нагрузки на валу синхронизм может сорваться и двигатель не запустится. Другая проблема, когда нужно менять скорость вращения - те-же грабли с выходом из синхронного режима.

no-such-file ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Драйверы верхнего плеча тоже обычно на n-канальных мосфетах делают

какая схема?

У меня получается либо 2 транзистора, но с инверсией либо 3, тогда без инверсии.

cvs-255 ★★★★★
() автор топика
Последнее исправление: cvs-255 (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от cvs-255

Да погугли: полно же их. И третий транзистор нужен лишь если у тебя драйвер верхнего плеча на n-канальном мосфете (т.к. ты должен будешь на затвор подавать высокое напряжение).

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

И третий транзистор нужен лишь если у тебя драйвер верхнего плеча на n-канальном мосфете

про то и речь.

cvs-255 ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от cvs-255

У тебя же на схеме верхний был p-канальный → третий тразнистор нафиг не нужен! Соединяешь их затворы — вуаля! Риск устроить долговременное КЗ нулевой. А вот риск кратковременное КЗ устроить все равно есть (в момент перехода). Поэтому-то лучше без самодеятельности — в драйверах ШД да и просто H-мостах все продумано, и транзисторы отрабатывают либо с задержкой, либо еще как-нибудь хитро — чтобы не было ни малейшего шанса устроить козу!

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

P-канальных на 20 ампер что-то трудно найти.

cvs-255 ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

такие я видел. Ток видишь какой там? 1 А.

cvs-255 ★★★★★
() автор топика

В чем же необходимость слежения за положением ротора?

в том, что тупо бегущее поле даст тебе асинхронный дрыгатель. У него стартовый момент никакой.

demidrol ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

алгоритм запуска описан

А теперь представь, что ротор заклинен или туго проворачивается или просто на него посажена здоровенная тяжёлая байда с диким моментом инерции.

no-such-file ★★★★★
()
Последнее исправление: no-such-file (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от cvs-255

я знаю, что находится на роторе

Сегодня знаешь, а завтра нет - будешь регулировать перед каждым пуском.

Кстати, а что за модельки? Допустим, самолёт - запустил, летит, начинаем набор высоты - нагрузка на валу изменилась, ротор замедлился, вышел из синхронизма и бац, движок встаёт, ток бешеный, всё сгорело. Для остальных моделек - аналогично.

no-such-file ★★★★★
()
Последнее исправление: no-such-file (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от cvs-255

А как управлять работой такого движка без синхронизации? Там же нет никакого короткозамкнутого ротора - пачка постоянных магнитов, да и все. Не попал в фазу - срыв синхронизации, дальше уже точно никуда не попадешь.

IceAlchemist
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

если уж управлять запуском, то и работой тоже.

Так а как ты собираешься управлять работой без ДПВ? Ладно при запуске ты можешь настроить разгон так, чтобы на конкретном экземпляре двигателя всё было ок. А как это делать при работе? Допустим квадрик поехал под горку - колеса крутятся быстрее, всё, приехали.

Есть конечно вариант с управлением по измеряемому вектору тока в обмотках двигателя (т.е. по косвенному признаку), но это ИМХО гораздо больший геморрой (если привод самодельный).

no-such-file ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от no-such-file

Допустим квадрик поехал под горку

Я думаю имелся в виду квадкоптер у которого, кстати, гораздо более суровые требования к движкам, чем у самолета, в частности по отзывчивости - система нестабильная, электроникой рулится и стабилизируется.

IceAlchemist
()
Ответ на: комментарий от no-such-file

Допустим, самолёт - запустил, летит, начинаем набор высоты - нагрузка на валу изменилась, ротор замедлился, вышел из синхронизма и бац, движок встаёт, ток бешеный, всё сгорело. Для остальных моделек - аналогично.

Ага. Не иначе как влетел в облако ртути. Или урановых ломов. И провепеллер увяз, пичаль какая...

Vit ★★★★★
()
Последнее исправление: Vit (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от cvs-255

Не знаю как на машинках, а на квадриках датчиков точно нет. Там только скорость регулируется. А сколько тока жрать под нагрузкой моторчик сам разберется.

Vit ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Vit

Ага. Не иначе как влетел в облако ртути. Или урановых ломов. И провепеллер увяз, пичаль какая...

Элементарно. Тянем стик на себя, воздушная скорость падает, нагрузка на ротор увеличивается, потому как эффективный шаг винта увеличился, потеряли обороты, пичаль бида. Ну или вообще воздушный поток какой нашли, тоже мне сложности. Кстати, срыв синхронизации можно отхватить и при увеличении оборотов.

IceAlchemist
()
Ответ на: комментарий от Vit

Там датчиков нет, но положение ротора отслеживается по импульсам back EMF в третьей фазе. Подробнее механизм не опишу - гугл в помощь - Sensorless brushless motor или controller

IceAlchemist
()
Ответ на: комментарий от no-such-file

Так а как ты собираешься управлять работой без ДПВ?

По эдс в неисползуемой в данный момент обмотке.

cvs-255 ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от IceAlchemist

вв приведенных статьях описан алгоритм

cvs-255 ★★★★★
() автор топика
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.