Blind Lái xe một động cơ DC không chổi than BLDC

Tôi đang xem xét việc tạo một bộ điều khiển BLDC với MCU và đã đọc qua hướng dẫn atmel AVR444, bước qua một thiết kế và phần mềm cần thiết cho trình điều khiển điều khiển thời gian back-emf không cảm biến.

Tôi đang mở rộng hiểu biết của tôi về chủ đề này. Ứng dụng tôi đang tìm kiếm dành cho một chiếc quad quad RC, vì vậy mức độ chính xác về tốc độ không quan trọng miễn là lực đẩy tổng thể có thể thay đổi với một phản ứng khá nhanh. Tải sẽ không thay đổi nhiều. Động cơ sẽ là 3 pha (cuộn dây Y), khoảng 5-10V, <10A tôi tưởng tượng.

Tôi hiểu khái niệm back-emf trong cuộn dây nổi để đồng bộ hóa xoay trường điện. Tuy nhiên, sự hiểu biết của tôi cũng là mô-men xoắn trải nghiệm tại rôto tỷ lệ thuận với sự khác biệt về góc quay giữa điện trường và trường rôto vĩnh cửu. Vì vậy, rôto thường tụt lại phía sau một chút, khiến mô-men xoắn buộc nó phải cố gắng và bắt kịp.

Ghi chú ứng dụng AVR444 thiết kế phần mềm để điều khiển mù động cơ (sử dụng thời gian cố định) để bắt đầu và tăng tốc đến một điểm sau đó để phần mềm điều khiển back-emf tiếp quản. Điều này có ý nghĩa hoàn hảo với tôi, nhưng điều tôi tò mò là giới hạn của việc lái xe máy bị mù là gì?

Miễn là không có sự khác biệt lớn giữa tốc độ quay của rôto và tốc độ quay của điện trường, mô-men xoắn sẽ tăng tốc cho rô-to và buộc nó phải khớp với điện trường. Vì trường điện được điều khiển bởi phần mềm, điều gì sẽ xảy ra với việc mù quáng lái điện trường và giả sử rôto theo kịp? Tôi có thể trượt các vòng quay mọi lúc và sau đó tôi tưởng tượng, nhưng ở tốc độ cao hợp lý (1000 đến 5000 vòng / phút) và với một mức độ quán tính nào đó, chắc chắn điều này sẽ trung bình? Nếu tốc độ thay đổi bằng cách nói 100 vòng / phút trở lại, tôi không quá lo lắng.

Sử dụng một điện áp cố định cho ổ đĩa động cơ và tần số quay cố định, tôi hy vọng dòng điện trong cuộn dây sẽ thay đổi theo lượng mô-men xoắn cần thiết để rôto khớp với tốc độ quay của điện. Một bộ giới hạn hiện tại về nguồn cung cấp năng lượng có thể ngăn chặn bất cứ điều gì quá điên rồ.

Suy nghĩ? Tôi nhận ra phương pháp ưa thích là sử dụng back-emf trong vòng điều khiển, nhưng tôi đang tìm ý tưởng về những hạn chế của việc không sử dụng vòng điều khiển và điều khiển động cơ BLDC một cách mù quáng.

EDIT: Ngoài việc là một điểm nghiên cứu thú vị, nó còn có công dụng thực tế. Điều khiển động cơ BLDC một cách mù quáng là một nhiệm vụ khá nhỏ, mà một MCU điều khiển duy nhất có thể thực hiện. Thiết kế hiện tại tôi đang xem xét yêu cầu MCU nhỏ, riêng biệt để chạy các vòng điều khiển chặt chẽ trên mỗi động cơ. Trong một thiết kế với 4 động cơ (có thể nhiều hơn), đó là sự khác biệt giữa 1 và 5 MCU trên bảng.

Lái xe mù là một ý tưởng tồi vì nhiều lý do:

1. Đó là không hiệu quả. Cách hiệu quả nhất để chạy động cơ là cho trường magentic đi trước 90 ° so với rôto. Nói cách khác, mô-men xoắn trên rôto là sản phẩm chéo của từ trường lái xe và hướng từ của rôto.

   Với phản hồi vị trí, từ trường có thể được giữ gần góc tối ưu, có nghĩa là dòng điện sẽ thực sự đẩy động cơ thay vì giữ nó đúng vị trí. Nói cách khác, biên độ chỉ là những gì nó cần để giữ cho động cơ quay với tốc độ mong muốn trong cấu hình mô-men xoắn cực đại. Khi bạn không biết rôto ở đâu, cuối cùng bạn sẽ lái xe máy quá mức.

   Một cách khác để xem xét điều này là trường lái xe có thành phần sin và cos. Giả sử cosin là phần 90 ° trước rôto và phần sin là nơi rôto hiện tại. Bất kỳ góc pha nào cũng có thể được coi là một hỗn hợp khác nhau của các thành phần sin và cos. Tuy nhiên, chỉ có thành phần cosine di chuyển động cơ. Thành phần sin chỉ gây nóng và đại diện cho năng lượng lãng phí.

2. Một khi bạn mất khóa, trò chơi kết thúc. Với một ổ đĩa cố định, góc ổ sẽ chỉ đi trước một chút so với rôto ở mô-men xoắn thấp. Khi tốc độ tăng (và điện áp ổ đĩa hiệu quả sẽ tự động giảm do EMF trở lại) hoặc tải tăng, ổ đĩa cố định sẽ tăng lên 90 ° trước rôto.

   Tuy nhiên, tại thời điểm này, nó ở ngay rìa và mọi thay đổi sẽ gây ra mô-men xoắn ít hơn. Nếu tải trên động cơ tăng, rôto sẽ bị chậm hơn 90 °, điều này gây ra ít mô-men xoắn hơn, khiến nó bị tụt lại phía sau nhiều hơn. Trong 1/4 lần trượt tiếp theo, mô-men xoắn về phía trước sẽ giảm về không. Sau đó, trong 1/2 lượt tiếp theo sau đó, mô-men xoắn thực sự đẩy cánh quạt lùi lại.

   Tại thời điểm này, bạn hoàn toàn sai lầm. Hãy nhớ rằng bạn đã rơi vào tình trạng khó khăn này ngay từ đầu bởi vì mô-men xoắn lái xe không thể theo kịp tải và bạn vừa trải qua một ổ đĩa âm ròng trong vòng 3/4 vừa qua. Nếu tải đột ngột bị loại bỏ và nếu bạn rất may mắn, rôto có thể tăng tốc để đồng bộ hóa với ổ đĩa trong chu kỳ 1/4 tiếp theo, nhưng chắc chắn không phải nếu có bất kỳ điều kiện nào gây ra sự cố ở nơi đầu tiên là vẫn hiện diện

   Khi rôto không đồng bộ, momen xoắn trên bất kỳ một vòng quay nào là 0. Tích của hai sóng hình sin có tần số khác nhau luôn trung bình bằng 0 bất kể góc pha giữa chúng.

vì vậy mức độ chính xác của tốc độ không quan trọng miễn là lực đẩy tổng thể có thể thay đổi với phản ứng khá nhanh

không thực sự hoạt động như thế nào, chỉ cần google về cách escs mới cho quadcopters vượt xa pwm servo tiêu chuẩn vì lý do tốc độ và độ chính xác.

Thứ hai, "khởi động mù" có mục đích duy nhất là làm cho rôto di chuyển, ngẫu nhiên nhưng di chuyển, do đó , vị trí ban đầu của nó có thể được xác định bởi emf phía sau mà nó gây ra

Cũng nên nhớ rằng BLDC là động cơ đồng bộ, "trượt" không có vị trí lớn ở đây. Các nguồn tài nguyên tuyệt vời để tìm hiểu lý thuyết rất "toán học" nhưng cơ bản theo cách "con người" có thể được tìm thấy trên các diễn đàn "vô tận" :-)