Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

dccharacter

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

Вложение:

2nd_Gen_Prius_Transaxle.jpg [ 17.9 КиБ | Просмотров: 465023 ]

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.

linvinus

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

Duhas

сколько мощности подается на двигатель?

linvinus

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

Duhas

двигатель перемотанный? какое kv? родное и неродное, если таковое есть.

linvinus

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:

)

linvinus

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.

Вложение:

Комментарий к файлу: Отличия по конструкции (упрощённо) (синусоидальный слева, трапецеидальный справа)

sine_vs_trap1.png [ 41.92 КиБ | Просмотров: 3675 ]

Вложение:

Комментарий к файлу: Изменение плотности магнитного потока в воздушном зазоре

sine_vs_trap2.png [ 42.04 КиБ | Просмотров: 3671 ]

Вложение:

Комментарий к файлу: изменение момента (для одной фазы, для 3х см ниже)

sine_vs_trap3.png [ 33.2 КиБ | Просмотров: 3681 ]

Вложение:

Комментарий к файлу: противоЭДС (в одной фазе)

sine_vs_trap4.png [ 35.25 КиБ | Просмотров: 3674 ]

Вложение:

Комментарий к файлу: Потокосцепление

sine_vs_trap5.png [ 102.57 КиБ | Просмотров: 3680 ]

Вложение:

Комментарий к файлу: Создание момента в 3х фазном моторе с синусоидальными токами

sine_vs_trap6.png [ 27.34 КиБ | Просмотров: 3677 ]

Вложение:

Комментарий к файлу: Создание момента в трапецеидальном моторе

sine_vs_trap7.png [ 31.21 КиБ | Просмотров: 3671 ]

Вложение:

Комментарий к файлу: схема управления синусом

sine_vs_trap9.png [ 29.83 КиБ | Просмотров: 3674 ]

Вложение:

Комментарий к файлу: Схема управления - блочная коммутация (для трапецеидального мотора)

sine_vs_trap8.png [ 53.38 КиБ | Просмотров: 3668 ]

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.

Duhas

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?

linvinus

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?

Dmitry__

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

Duhas

ппц, товарищи, у меня цензурные слова заканчиваются )

вы вдумайтесь в названия. забудьте вы про форму токов.

цитирую вики

Цитата:

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:

Цитата:

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...

Dmitry__

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.

linvinus

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.

Цитата:

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.

Duhas

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.

Dmitry__

Давай, худший учитель года, жги дальше

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

)

linvinus

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.

roboforum.ru

Разборки с брушлесами - обобщаем инфу по BLDC-двигателям

Кто сейчас на конференции