Tại sao có thời gian khác không trên BLDC?

Tôi đã nghe nói bạn có thể đi nhanh hơn theo một hướng nếu bạn điều chỉnh thời gian, nhưng không hiểu tại sao? Tôi có một động cơ bldc cảm biến với sự thay đổi 30deg của các cảm biến hiệu ứng hội trường, đã thử đi về phía trước (CCW nhìn vào tấm mặt động cơ) ở chu kỳ nhiệm vụ 95% và kéo khoảng 6A. Đã thử đi ngược lại (CW) ở chu kỳ nhiệm vụ 95% và nó bắt đầu kéo ~ 15A trước khi tôi rút phích cắm pin nhanh nhất có thể. Tôi cũng đã cố gắng đi với chu kỳ thuế 80% theo cả hai hướng và mọi thứ dường như bình thường. Dường như có một ngưỡng nguy hiểm mà tôi có thể vượt qua một trong những hướng với thời gian.

Có bất kỳ nhược điểm nào khi có 0deg-time không?

Tôi quét các đường ổ đĩa cổng và mọi thứ như mong đợi - không bắn xuyên qua, trông giống như dạng sóng khi đi về phía trước. Có vẻ như một cái gì đó đang thiếu nhưng tôi không biết làm thế nào.

Tại sao một tấn dòng điện đột ngột có thể được rút ra chỉ cho một trong các hướng trong cùng một chu kỳ nhiệm vụ?

Tiến bộ thời gian là một thực tế phổ biến cho động cơ điện và động cơ đốt trong. Mục đích là để tăng hiệu quả. Nói cách khác để tối đa hóa sức mạnh cho một sức mạnh nhất định trong.

Trong động cơ điện, lượng mô-men xoắn sinh ra liên quan đến vectơ trường rôto đối với vectơ trường stato được cho bởi:

$\tau = \tau_{max}~sin~\theta$

Ở đâu:

$\theta =~$ Góc giữa hai vectơ trường

Khi (không có mô-men xoắn có nghĩa là không có chuyển động) và khi . Đối với tất cả các góc khác trong khoảng từ 0 ° đến 90 °, là một số phần trăm của .$\theta = 0°,~\tau = 0$$\theta = 90°,~\tau=\tau_{max}$$\tau$$\tau_{max}$

Vấn đề ở đây là khi rôto quay, sự tương tác giữa từ trường của nó và stato sẽ khiến các trường bị biến dạng và di chuyển khỏi các vị trí không quay bình thường của chúng. Nó quay càng nhanh, các trường càng biến dạng. Bức ảnh đẹp nhất tôi có thể tìm thấy về hiện tượng này thực sự đến từ bài viết trên Wikipedia về động cơ DC được chải . Nguyên tắc là giống nhau cho không chổi than:

Bằng cách tăng thời gian, bạn đảm bảo rằng giao hoán xảy ra khi hai trường ở 90 ° với nhau để tối đa hóa sản lượng mô-men xoắn ở tốc độ tối đa. Tuy nhiên, vì vị trí của các trường sẽ thay đổi theo tốc độ, nên việc tăng thời gian này chỉ tốt cho một tốc độ cụ thể theo một hướng cụ thể. Đối với tất cả các tốc độ khác, hiệu quả của bạn sẽ thấp hơn tối ưu ở góc giữa hai trường giảm từ 90 °. Và đối với hướng ngược lại, bạn sẽ ít hơn nhiều so với tối ưu đòi hỏi nhiều dòng điện hơn để tạo ra cùng một mô-men xoắn.

Tùy thuộc vào yêu cầu của bạn, việc tạm ứng thời gian 0 ° có thể không phải là một điều tồi tệ như vậy. Nếu bạn cần có khả năng đảo ngược hướng, nhưng không quan tâm nhiều đến mức tiêu thụ năng lượng, tốc độ tối đa hoặc mô-men xoắn cực đại, thì việc tăng thời gian 0 ° có thể là một sự thỏa hiệp tốt. Tuy nhiên, nếu bạn cần tạo ra mô-men xoắn tối đa ở tốc độ tối đa mà không cần vẽ quá dòng. Sau đó, thời gian nâng cao là phải.

Một lưu ý về những gì gây ra sự biến dạng

Sự biến dạng xảy ra do luật pháp được phát hiện bởi những người bạn của chúng tôi Lenz và Faraday . Trong một động cơ đơn giản, bạn có một cuộn dây quay trong từ trường:

Khi dòng điện đi qua cuộn dây, nó gây ra một từ trường được tạo ra xung quanh dây dẫn. Khi từ trường được tạo ra tương tác với từ trường tĩnh, các lực của chúng đẩy vào nhau và các trường bị biến dạng:

Khi cuộn dây quay, nó di chuyển vào và ra khỏi từ trường. Khi dây ở trong từ trường, trường bị biến dạng. Khi hết dây, trường quay trở lại bình thường. Điều này chụp lại mất một số thời gian. Khi cuộn dây quay nhanh hơn và nhanh hơn, trường có ít thời gian hơn để trở lại bình thường. Vì vậy, động cơ quay càng nhanh, trường vẫn bị biến dạng nhiều hơn.

Hơi liên quan

Đôi khi tôi thấy rằng mọi người có một thời gian dễ dàng hơn để hiểu động cơ đốt trong trái ngược với động cơ điện. Có lẽ bởi vì mọi người hiểu rõ hơn về vụ nổ so với từ trường quay. Hoặc có lẽ bởi vì xe xăng vẫn còn phổ biến hơn nhiều. Nếu bạn là một trong những người đó, hãy xem bài viết này của How Stuff hoạt động như thế nào . Nó giải thích lý do đằng sau việc thúc đẩy thời gian trong một động cơ đốt trong. Có rất nhiều điểm tương đồng giữa hai và sự tương tự có thể hữu ích cho sự hiểu biết của bạn.

Mô-men xoắn được tạo ra bởi một động cơ là một hàm của sự khác biệt giữa góc của từ trường được tạo ra bởi các cuộn dây và trường được tạo ra bởi các nam châm. Do từ trường của cuộn dây không thể phản ứng tức thì với những thay đổi về điện áp, góc của trường được tạo bởi cuộn dây về cơ bản sẽ đại diện cho những gì bộ điều khiển đã yêu cầu trong một thời gian ngắn trước đó. Khi tốc độ động cơ tăng, độ trễ đó biểu thị một góc tăng, đến mức góc giữa cuộn dây và nam châm giảm dần và với nó, khả năng tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn.

Thêm một độ lệch, ví dụ, 5 độ vào các cảm biến sẽ có tác dụng tăng góc giữa động cơ và cuộn dây thêm năm độ khi động cơ đang di chuyển theo hướng và giảm góc khi nó chuyển động theo hướng khác. Điều này có thể làm cho động cơ hoạt động hiệu quả hơn theo một hướng, nhưng kém hiệu quả hơn theo hướng khác. Lưu ý rằng vì các nam châm được chuyển đổi theo các bước riêng biệt, nên độ lệch góc khi nghỉ có thể thay đổi trong khoảng từ 30 đến 90 độ khi không có độ lệch. Thêm một độ lệch 30 độ sẽ làm cho chênh lệch góc thay đổi trong khoảng từ 60 đến 120 độ theo một hướng (tốt), nhưng từ 0 độ đến 60 độ theo hướng khác (xấu). Lưu ý rằng nếu độ lệch góc bằng 0 độ, động cơ của bạn sẽ cố gắng giữ nguyên vị trí hiện tại thay vì di chuyển - rất tiếc.

Để trả lời theo đúng nghĩa đen, một "tấn dòng điện" sẽ được rút ra theo hướng bù thời gian ngược về mặt bệnh lý so với những gì cần thiết. Thay vì đồng bộ hóa với trạng thái quay và chỉ thực hiện "công việc" để khắc phục tổn thất và tải trọng trục, ổ đĩa được đồng bộ hóa sẽ kết thúc ở mức độ lớn, nó nỗ lực ở đầu vào công suất tối đa - không hoàn toàn giống như cố gắng lái mô-tơ với cánh quạt bị khóa để nó không thể quay. Động cơ vẫn có thể quay, nhưng nó sẽ cực kỳ kém hiệu quả vì hầu hết năng lượng được cung cấp bất cứ lúc nào sẽ chống lại trạng thái hiện tại, thay vì chỉ sửa đổi trạng thái đó một chút để truyền công suất cho tải cơ học.

Các cảm biến bù đắp (hoặc ở một mức độ, thậm chí có các cảm biến thay vì đo lại EMF) có xu hướng hướng về một bộ điều khiển cũ hơn, kém tinh vi hơn. Một thiết kế dựa trên vi điều khiển hiện đại có thể xử lý phần bù trong phần mềm và áp dụng nó một cách thích hợp cho cả hai hướng quay.

Tôi là một nhà thiết kế động cơ. Động cơ brushless với cảm biến hall chỉ nói với bộ điều khiển (nếu nó không phải là một bộ vi xử lý một thông minh) để bật dòng điện qua cuộn dây đó nên dẫn đến chuyển động. Tuy nhiên như đã được đề cập trước bài đăng này, điều này sẽ chỉ được tối ưu hóa cho một hướng. Nếu bạn thực sự muốn hiệu suất hàng đầu theo cả hai hướng, bạn cần bộ điều khiển thông minh.

Hầu hết các thiết kế của tôi được sử dụng trong EVs và đảo ngược không phải là lựa chọn quan trọng để chúng tôi tối ưu hóa cho chuyển động về phía trước. Thông thường đây sẽ là thời điểm cho dòng điện thấp nhất, mặc dù giám sát qua một phạm vi là tốt hơn. Nếu góc thay đổi cảm biến hội trường không giống với động cơ bạn sẽ thấy rằng lỗi sẽ làm cho tất cả các điều trên trở nên tồi tệ hơn. Phạm vi sẽ ngay lập tức hiển thị điều này. Mặt khác, điều quan trọng là dạng sóng EMF phía sau và dạng sóng của bộ điều khiển là tương tự nhau nếu không các xung dòng lớn là không thể tránh khỏi.