roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.


Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Модераторы: 1970DenisT, Dmitry__

Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение dccharacter » 25 июл 2013, 03:49

Так, надоело постоянное тро-ло-ло. Объявляем десятилетие изучения BLDC моторов. Взываю к духу учителя. Желающие присоединяются.

2nd_Gen_Prius_Transaxle.jpg
2nd_Gen_Prius_Transaxle.jpg (17.9 КиБ) Просмотров: 132470


оглавление:
Теория
-Теория
-Аппноты, хаутушки, мануалы
-linvinus - подробно об управлении двигателем

Двигатели
-Двигатель бессенсорный высокооборотистый
-Двигатель сенсорный высокооборотистый
-Двигатель сенсорный низкооборотистый (в т.ч. и "удерживающий")
- перемотка BLDC под свои нужды
- самодельные BLDC

Контроллеры
-Самодельные контроллеры/драйверы
-Покупные контроллеры с перепрошивкой

Управление с ПК
-Управляющее ПО (контроль, измерения, настройка)

Механизмы на основе BLDC
- BLDC Сервоприводы

Dmitry__ писал(а):
Myp писал(а):вопрос, скока магнитиков клеить на ротор?

Есть книга, гуглить "BrushlessPermanentMagnetMotorDesignVersion2".
Еще есть онлайн калькуляторы, типа:
http://www.bavaria-direct.co.za/scheme/calculator/
https://www.emetor.com/edit/windings/

Для меня самое понятное соотношение: 1, 2 или 4 магнита на одну группу полюсов (группа = 3 полюса). Т.е. те соотношения которые не дают пульсаций гармоник в калькуляторе при нажатии кнопки "advanced".
Например: 12s16m, 12s8m, 18s12m, 18s6m и.т.д. Подбирать так: Число слотов делим на 3 и умножаем на 1, 2 или 4.
Последний раз редактировалось dccharacter 12 июн 2016, 08:07, всего редактировалось 2 раз(а).
Мой волшебник это я сам. Всю архитектуру программы придумал лично, а ребята помогли воплотить её. Я бы и сам мог написать, но лень учить язык и его конструкции.
Аватара пользователя
dccharacter
 
Сообщения: 4979
Зарегистрирован: 10 дек 2010, 13:16
Откуда: Красногорск МО
прог. языки: C, Python, wiring/processing
ФИО: Андрей

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение linvinus » 01 сен 2013, 04:28

У меня получилось запустить двигатель от линейных датчиков из сидирома! :Yahoo!:
Пока угол рассогласования фиксированный.
Принцип работы в цикле:
1) вычисляем положение ротора в электрических градусах
2) вычисляем Valpha и Vbeta
3) подаём на вход SVPWM

Последний раз редактировалось linvinus 02 сен 2013, 15:47, всего редактировалось 1 раз.
R3 forum87/topic15337.html
R2 roboforum.ru/forum102/topic13980.html
R4 roboforum.ru/post336339.html#p336339
Делать надо хорошо - плохо получится само!
Аватара пользователя
linvinus
 
Сообщения: 1649
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение Duhas » 01 сен 2013, 04:40

сколько мощности подается на двигатель?
«Как сердцу выразить себя? … Мысль изреченная есть ложь!»
В этом мире меня подводит доброта и порядочность...
"двое смотрят в лужу, один видит лужу, другой отраженные в ней звезды"
Аватара пользователя
Duhas
 
Сообщения: 6338
Зарегистрирован: 15 сен 2007, 13:03
Откуда: Красноярск
прог. языки: ASM(МК), C(PC)
ФИО: Гагарский Андрей Александрович

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение linvinus » 01 сен 2013, 04:59

Duhas писал(а):сколько мощности подается на двигатель?

5v 300mA это если зажать вал.
при вращении 80mA
Но ток зависит от угла опережения, пока он статический, я подобрал минимальное значение по току.
Если ещё немного рассогласовать, двигатель начинает вращаться в обратную сторону :)
R3 forum87/topic15337.html
R2 roboforum.ru/forum102/topic13980.html
R4 roboforum.ru/post336339.html#p336339
Делать надо хорошо - плохо получится само!
Аватара пользователя
linvinus
 
Сообщения: 1649
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение Duhas » 01 сен 2013, 10:42

двигатель перемотанный? какое kv? родное и неродное, если таковое есть.
«Как сердцу выразить себя? … Мысль изреченная есть ложь!»
В этом мире меня подводит доброта и порядочность...
"двое смотрят в лужу, один видит лужу, другой отраженные в ней звезды"
Аватара пользователя
Duhas
 
Сообщения: 6338
Зарегистрирован: 15 сен 2007, 13:03
Откуда: Красноярск
прог. языки: ASM(МК), C(PC)
ФИО: Гагарский Андрей Александрович

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение linvinus » 01 сен 2013, 13:30

Duhas писал(а):двигатель перемотанный? какое kv? родное и неродное, если таковое есть.

Ничего не перематывал,
forum104/topic13195-30.html#p279164
(вроде как 100kv :crazy: )
R3 forum87/topic15337.html
R2 roboforum.ru/forum102/topic13980.html
R4 roboforum.ru/post336339.html#p336339
Делать надо хорошо - плохо получится само!
Аватара пользователя
linvinus
 
Сообщения: 1649
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение linvinus » 02 сен 2013, 04:32

Чтобы общаться на одном языке и для тех кто не любит читать книги приведу рисунки из книги "SENSORLESS FIELD ORIENTED CONTROL OF BRUSHLESS ERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTORS" by JAMES ROBERT MEVEY
Чем отличается "синусоидальный" двигатель и "трапецеидальный". (Термины прямой перевод с английского, у них там такие же проблемы с терминами как и у нас)
Предлагаю отталкиваться от конструкции мотора, при этом предполагаем что для каждого типа есть своё "типовое" управление.
sine_vs_trap1.png
Отличия по конструкции (упрощённо) (синусоидальный слева, трапецеидальный справа)

sine_vs_trap2.png
Изменение плотности магнитного потока в воздушном зазоре

sine_vs_trap3.png
изменение момента (для одной фазы, для 3х см ниже)

sine_vs_trap4.png
противоЭДС (в одной фазе)

sine_vs_trap5.png
Потокосцепление

sine_vs_trap6.png
Создание момента в 3х фазном моторе с синусоидальными токами
sine_vs_trap7.png
Создание момента в трапецеидальном моторе

sine_vs_trap9.png
схема управления синусом
sine_vs_trap8.png
Схема управления - блочная коммутация (для трапецеидального мотора)


Как говорится найдите 10 отличий :)
По своей природе, трапецеидальный мотор может создавать постоянный момент на валу если в него подавать прямоугольные токи, но такое не возможно по ряду причин, поэтому у трапецеидальных моторов момент на валу всегда колеблется.
Но зато схема управления трапецеидальным мотором значительно проще, зная в каком из 6ти положений сейчас находится ротор можно одназначно коммутировать обмотки, при этом функция контроля тока может работать независимо. (такой мотор можно рассматривать как обычный dc мотор, и управляется он в каждый момент времени обычным H-мостом)
Как видим по конструкции для синусоидального мотора должен быть соответствующий ротор, такой который генерирует синусоидальную противоэдс. Такие моторы имеют аббревиатуру PMSM синхронный мотор с постоянными магнитами.
Конструкция трапецеидального мотора проще, это просто квадратные магниты подточенные под необходимый профиль, аббревиатура BLDC - бесколлекторный двигатель постоянного тока.

Но помимо конструкции электронное управление тоже может генерировать как синусоидальный ШИМ (если известно точное положение ротора в любой момент времени), так и обычный ШИМ (как в dc моторах(только для блочной коммутации обмоток)), при этом можно применять и тот и другой тип ШИМ для любого типа мотора.
Последний раз редактировалось linvinus 02 сен 2013, 14:51, всего редактировалось 1 раз.
R3 forum87/topic15337.html
R2 roboforum.ru/forum102/topic13980.html
R4 roboforum.ru/post336339.html#p336339
Делать надо хорошо - плохо получится само!
Аватара пользователя
linvinus
 
Сообщения: 1649
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение Duhas » 02 сен 2013, 09:18

я одно пытаюсь донести, то что там они используют термины BLDC и PMSM для моторов с разной формой противо-ЭДС некорректно. и сейчас, судя по всему, все кто пишет статьи книги пытаются оставить все как есть, чтобы люди их понимали.

если вы возьмете мотор с синусоидальной противо-ЭДС и буду им управлять как трапецеидальным, он что работать не будет?

имхо, моторы где ЭДС отличается от синуса - просто халтура, потому что управление простое, зачем мотор городить хороший..

можно ваши комментарии к статье из англоязычной википедии?
«Как сердцу выразить себя? … Мысль изреченная есть ложь!»
В этом мире меня подводит доброта и порядочность...
"двое смотрят в лужу, один видит лужу, другой отраженные в ней звезды"
Аватара пользователя
Duhas
 
Сообщения: 6338
Зарегистрирован: 15 сен 2007, 13:03
Откуда: Красноярск
прог. языки: ASM(МК), C(PC)
ФИО: Гагарский Андрей Александрович

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение linvinus » 02 сен 2013, 16:21

Duhas писал(а):я одно пытаюсь донести, то что там они используют термины BLDC и PMSM для моторов с разной формой противо-ЭДС некорректно.

Почему не корректно? Я специально ввёл разделение по определению, конструкция мотора это одно, способ управления это другое.
Но всё же главное это конструкция мотора, она определяет возможное управление.

Duhas писал(а):и сейчас, судя по всему, все кто пишет статьи книги пытаются оставить все как есть, чтобы люди их понимали.

если вы возьмете мотор с синусоидальной противо-ЭДС и буду им управлять как трапецеидальным, он что работать не будет?

Будет, я так и написал.

Duhas писал(а):имхо, моторы где ЭДС отличается от синуса - просто халтура, потому что управление простое, зачем мотор городить хороший..

На халтуру это не очень похоже, т.к. на таких моторах летают 5кг rc-самолёты и вертолёты.
На самом деле с увеличением числа оборотов синус от трапеции всё меньше будет отличаться.

Duhas писал(а):можно ваши комментарии к статье из англоязычной википедии?

А что там комментировать? Путаница с терминами что у них что у нас.
А нам с вами, для общения на одном языке, нужно просто определиться что мы называем BLDC а что PMSM.
Для этого я привёл рисунки и графики, где однозначно понятно чем моторы отличаются.
Может так понятнее:
| конструкция | управляющие токи в обмотках| название мотора | название способа управления |
| sin | sin | PMSM | синусоидальное |
| trap | trap | BLDC | блочная коммутация |
| trap | sin | BLDC | синусоидальное |
| sin | trap | PMSM | блочная коммутация , скорее всего работать не будет |


Странно тег tt не работает.

Добавлено спустя 1 час 31 минуту 56 секунд:
По моей теме определение положения по линейным датчикам холла нашёл интересный патент
http://www.freepatentsonline.com/y2008/0272765.html US 20080272765
Последний раз редактировалось linvinus 02 сен 2013, 19:28, всего редактировалось 1 раз.
R3 forum87/topic15337.html
R2 roboforum.ru/forum102/topic13980.html
R4 roboforum.ru/post336339.html#p336339
Делать надо хорошо - плохо получится само!
Аватара пользователя
linvinus
 
Сообщения: 1649
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение Dmitry__ » 02 сен 2013, 19:14

Не обязан PMSM работать от токов для BLDC, говорил уже, у PMSM 3 обмотки статора перекрывают друг друга. А значит взаимодействуют друг с другом. Получаем 3-х фазный трансформатор. Не сможете такой транс питать несимметричными токами. А BLDC - это тупо отдельные электромагниты, питай как хочешь.
Итог: BLDC может притворяться PMSM, PMSM как BLDC - нет.
PMSM должен умереть, т.е. у тех кто в теме, он уже умер :)
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 7439
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение Duhas » 02 сен 2013, 19:29

ппц, товарищи, у меня цензурные слова заканчиваются )

вы вдумайтесь в названия. забудьте вы про форму токов.

цитирую вики
Brushless DC electric motor (BLDC motors, BL motors) also known as electronically commutated motors (ECMs, EC motors) are synchronous motors that are powered by a DC electric source via an integrated inverter/switching power supply, which produces an AC electric signal to drive the motor. In this context, AC, alternating current, does not imply a sinusoidal waveform, but rather a bi-directional current with no restriction on waveform.


PMSM - это мотор (ротор, статор, магниты, обмотки)

BLDC - это мотор + коммутатор + ос по положению....

причем тут форма противо-ЭДС?!

далее из той же статьи:
The motor part of a brushless motor is often a permanent magnet synchronous motor, but can also be a switched reluctance motor, or induction motor.


ПС, ладно, называйте как хотите, правильно/неправильно... я устал пытаться донести, что мы сравниваем палец и руку..

предлагаю оперировать нашими терминами: СД, ВД, СД с векторным управлением...
«Как сердцу выразить себя? … Мысль изреченная есть ложь!»
В этом мире меня подводит доброта и порядочность...
"двое смотрят в лужу, один видит лужу, другой отраженные в ней звезды"
Аватара пользователя
Duhas
 
Сообщения: 6338
Зарегистрирован: 15 сен 2007, 13:03
Откуда: Красноярск
прог. языки: ASM(МК), C(PC)
ФИО: Гагарский Андрей Александрович

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение Dmitry__ » 02 сен 2013, 19:36

Duhas писал(а):ппц, товарищи, у меня цензурные слова заканчиваются )

Для тех кто в танке!
Начинай уже читать в вики обсуждение той самой статьи :wink:
Есть значительно более правильное определение PMSM - это распределенная обмотка статора. Т.е. это трансформатор, со всеми вытекающими засадами.
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 7439
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение linvinus » 02 сен 2013, 19:44

Dmitry__ писал(а):Не обязан PMSM работать от токов для BLDC, говорил уже, у PMSM 3 обмотки статора перекрывают друг друга. А значит взаимодействуют друг с другом. Получаем 3-х фазный трансформатор. Не сможете такой транс питать несимметричными токами. А BLDC - это тупо отдельные электромагниты, питай как хочешь.
Итог: BLDC может притворяться PMSM, PMSM как BLDC - нет.
PMSM должен умереть, т.е. у тех кто в теме, он уже умер :)

Я с PMSM не работал, но предполагаю что для сервоприводов он должен быть лучше.

вы вдумайтесь в названия. забудьте вы про форму токов.


Я как раз призываю к обратному!
Забудьте про названия! Сами продавцы путаются в том как назвать тот или иной продукт!

BACM - brushless AC motor
BDCM - brush/brushless DC motor
BLDC - brushless DC
BLSM - brushless servo/synchronous motor
BPM - brush/brushless PM
ECBM - electronically commutated brushless motor
ECDCM - electronically commutated DC motor
EDCM - equivalent DC motor
PMAC - permanent magnet AC
PMBDC - permanent magnet brush/brushless DC
PMDC - permanent magnet DC
PMSM - permanent magnet synchronous motor
SPM - sinusoidal/surface/synchronous PM
SPMSM - surface PM synchronous motor
SMPMSM - surface mounted PM synchronous motor

Это всё бесколлекторники, а фактически можно разделить на два вида.

Любой бесколлекторник требует наличие инвертора если речь о питании от линии постоянного тока.
А вот как этот инвертор работает в связке с мотором определяет что может мотор.
Какие то фишки зависят только от контроллера, а какие то требуют наличия конструкционных особенностей, например синусоидальную форму магнитного потока, для датчиков.
Нас, как потребителей, интересует конечный результат, т.е. что нужно купить чтобы крутить пропеллер или колесо, с заданной точностью, скоростью и моментом.
Для этого нужно понять в чём разница, и как это называется у продавцов.

О том как оно должно называться в большой советской энциклопедии мы с вами никогда не решим, это задача докторов наук.
Последний раз редактировалось linvinus 02 сен 2013, 19:50, всего редактировалось 1 раз.
R3 forum87/topic15337.html
R2 roboforum.ru/forum102/topic13980.html
R4 roboforum.ru/post336339.html#p336339
Делать надо хорошо - плохо получится само!
Аватара пользователя
linvinus
 
Сообщения: 1649
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение Duhas » 02 сен 2013, 19:47

есть значительно более правильное определение:

PMSM - Permanent Magnet Synchronous Motor

в каком из этих четырех слов оговаривается форма тока/ЭДС или конструкция ?

оговаривается только синхронность машины и возбуждение ее от постоянных магнитов. Вы залезли во вражеский фанерный танк..

ладно. я уйду, а то флейм один от этого.
«Как сердцу выразить себя? … Мысль изреченная есть ложь!»
В этом мире меня подводит доброта и порядочность...
"двое смотрят в лужу, один видит лужу, другой отраженные в ней звезды"
Аватара пользователя
Duhas
 
Сообщения: 6338
Зарегистрирован: 15 сен 2007, 13:03
Откуда: Красноярск
прог. языки: ASM(МК), C(PC)
ФИО: Гагарский Андрей Александрович

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение Dmitry__ » 02 сен 2013, 20:03

Давай, худший учитель года, жги дальше :D
По вылазу из танка, шлемофон надо снимать.
http://www.ti.com/lsds/ti/apps/motor/pe ... rview.page
http://www.infineon.com/cms/en/product/ ... Motor.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Brushless_ ... tric_motor :)
http://www.eecs.ucf.edu/~tomwu/course/e ... Design.pdf (взял из первых сообщений этой темы :) )
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 7439
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Сообщение linvinus » 02 сен 2013, 20:05

Duhas писал(а):есть значительно более правильное определение:
PMSM - Permanent Magnet Synchronous Motor
в каком из этих четырех слов оговаривается форма тока/ЭДС или конструкция ?
оговаривается только синхронность машины и возбуждение ее от постоянных магнитов. Вы залезли во вражеский фанерный танк..
ладно. я уйду, а то флейм один от этого.


Нужно идти от происхождения, PMSM это синхронный бесколлекторный двигатель с постоянными магнитами.
Со всеми свойствами присущими "классическому" синхронному двигателю.
R3 forum87/topic15337.html
R2 roboforum.ru/forum102/topic13980.html
R4 roboforum.ru/post336339.html#p336339
Делать надо хорошо - плохо получится само!
Аватара пользователя
linvinus
 
Сообщения: 1649
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

Пред.След.

Вернуться в КиберЗона - клуб боевых роботов

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2

Mail.ru counter