Я смотрю на создание контроллера BLDC с микроконтроллером и изучаю руководство Atmel AVR444, в котором рассказывается о разработке и программном обеспечении, необходимом для драйвера без обратной синхронизации, контролируемого по времени и ЭДС.
Я расширяю свое понимание предмета. Приложение, которое я рассматриваю, предназначено для квадрокоптера RC, поэтому уровень точности скорости не является критическим, поскольку общая тяга может изменяться с довольно быстрым откликом. Нагрузка тоже не сильно изменится. Двигатель будет трехфазным (обмотки Y), около 5-10В, <10А, я думаю.
Я понимаю концепцию обратной эдс в плавающих обмотках для синхронизации вращающегося электрического поля. Тем не менее, я понимаю также, что вращающий момент на роторе пропорционален разнице во вращении между электрическим полем и постоянным полем ротора. Таким образом, ротор обычно немного отстает, в результате чего крутящий момент заставляет его пытаться догнать.
В примечании к приложению AVR444 разработано программное обеспечение, позволяющее вначале заглушить двигатель (используя фиксированные временные параметры) и ускорить его до определенного уровня, а затем позволить программному обеспечению управления обратным эдс взяться за дело. Это имеет смысл для меня, но то, что мне интересно, каково ограничение вождения вслепую?
Пока нет большой разницы между скоростью вращения ротора и скоростью вращения электрического поля, крутящий момент будет ускорять ротор и заставлять его соответствовать электрическому полю. Поскольку электрическое поле контролируется программным обеспечением, что может быть проблемой при слепом управлении электрическим полем и допущении, что ротор продолжает работать? Я предполагаю, что он может время от времени проскальзывать в поворотах, но на достаточно высоких скоростях (от 1000 до 5000 оборотов в минуту) и с некоторой степенью инерции, несомненно, это будет в среднем? Если скорость меняется, скажем, на 100 оборотов в минуту, я не слишком смущен.
Используя фиксированное напряжение для привода двигателя и фиксированную частоту вращения, я ожидаю, что ток в обмотках будет изменяться в зависимости от величины крутящего момента, необходимого для вращения ротора в соответствии с электрическим вращением. Ограничитель тока на блоке питания может остановить что-то слишком сумасшедшее.
Мысли? Я понимаю, что предпочтительным методом является использование противо-ЭДС в контуре управления, но я искал идею относительно того, какими будут ограничения, связанные с неиспользованием контура управления и слепым приводом двигателя BLDC.
РЕДАКТИРОВАТЬ: В дополнение к тому, что интересный исследовательский пункт, он также имеет практическое применение. Слепое вождение двигателей BLDC - довольно тривиальная задача, которую может выполнить один блок управления MCU. Текущий дизайн, на который я смотрю, требует небольших отдельных MCU для запуска жестких контуров управления на двигатель. В конструкции с 4 двигателями (возможно, больше) это разница между 1 и 5 микроконтроллерами на плате.
источник
Ответы:
Вождение слепого мотора - плохая идея по нескольким причинам:
С помощью обратной связи по положению магнитное поле может поддерживаться вблизи оптимального угла, что означает, что ток идет на фактическое нажатие на двигатель, а не удерживает его на месте. Иными словами, амплитуда - это то, что нужно для поддержания вращения двигателя на желаемой скорости в конфигурации максимального крутящего момента. Когда вы не знаете, где находится ротор, вы в конечном итоге перегружаете мотор.
Другой способ взглянуть на это состоит в том, что движущее поле имеет синусоидальную и косинусную составляющую. Допустим, косинус находится на 90 ° впереди ротора, а синус находится там, где сейчас находится ротор. Любой фазовый угол можно рассматривать как просто различную смесь компонентов синуса и косинуса. Однако только косинус-компонент двигает двигатель. Синусоидальная составляющая вызывает только нагрев и отражает потерю мощности.
Однако в этот момент он находится на краю, и любое изменение приведет к меньшему крутящему моменту. Если нагрузка на двигатель возрастает, ротор отстает более чем на 90 °, что приводит к меньшему крутящему моменту, что приводит к его еще большему отставанию. В течение следующего 1/4 оборота проскальзывания прямой крутящий момент уменьшится до нуля. Затем в течение следующих 1/2 оборота после этого движущий момент фактически толкает ротор назад.
На данный момент вы полностью облажались. Помните, что вы попали в это затруднительное положение в первую очередь, потому что крутящий момент не мог выдержать нагрузку, и вы только что испытали чистый отрицательный ход за последние 3/4 оборота. Если нагрузка внезапно снимается, и если вам очень повезло, ротор может ускорить синхронизацию с приводом в следующем цикле 1/4, но, конечно, нет, если какое-либо условие вызвало проблему в первую очередь. все еще присутствует.
Как только ротор не синхронизируется, суммарный крутящий момент за один оборот равен 0. Произведение двух синусоидальных волн разной частоты всегда составляет в среднем 0, независимо от фазового угла между ними.
источник
не совсем так, как это работает, просто гуглите, как новые escs для квадрокоптеров выходят за рамки стандартного сервопривода pwm по соображениям скорости и точности.
Во-вторых, «слепой старт» имеет единственную цель - заставить ротор двигаться, случайно, но двигаясь, поэтому его начальное положение может быть определено по обратной эдс, которую он вызывает
Имейте также в виду, что BLDC - это синхронные двигатели, «скольжению» здесь не место. Большие ресурсы для изучения самой «математической», но фундаментальной теории «по-человечески» можно найти на форумах «Бесконечная сфера» :-)
источник