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: 219619


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: 4995
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 avr123.nm.ru » 03 сен 2013, 00:50

linvinus писал(а):PMSM это синхронный бесколлекторный двигатель с постоянными магнитами.
а BLDC это не синхронный бесколлекторный двигатель с постоянными магнитами?
Читайте !
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14195
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

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

Сообщение linvinus » 03 сен 2013, 02:04

опять бот который не читает ветку.
а BLDC это не синхронный бесколлекторный двигатель с постоянными магнитами?

Вот вам ответ в стиле Duhas :
Где в этой аббревиатуре сказано что он синхронный?
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: 1672
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

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

Сообщение dccharacter » 03 сен 2013, 04:51

Ну в аббревиатуре не указано еще что это двигатель
А что он - асинхронный? (сорри, ветку не читал)
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: 4995
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 avr123.nm.ru » 03 сен 2013, 05:31

linvinus писал(а):Где в этой аббревиатуре сказано что он синхронный?
А где в PMSM сказано "бесколлекторный" и где в BLDC "двигатель" или "мотор"?

Я считаю что PMSM и BLDC отличаются конструктивно и результатом этого отличия является разная форма эдс. PMSM и BLDC это бесколлекторные синхронные двигатели.

BLDC действительно питается квази (почти) постоянным током, так как в промежутки между коммутацией - в вершинах трапеций ток практически постоянный, меняется лишь направление.

PMSM питают синусоидой, т.е. величина тока всегда меняется, поэтому не говорят что это мотор постоянного тока.
Читайте !
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14195
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

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

Сообщение linvinus » 03 сен 2013, 16:00

Я считаю что PMSM и BLDC отличаются конструктивно и результатом этого отличия является разная форма эдс.

Ну вот, нас уже трое :)
Ладно я хотел как лучше а получилось как всегда.
Думаю пока не появятся конкретные вопросы эту тему можно не поднимать.

Я вот расстроился, на малых оборотах 5-10 об/мин, несмотря на то что движение контролируется датчиками, мотор ест 400мА при 12в и довольно сильно греется драйвер (40-50градусов). Углом опережения ситуация не исправляется, можно сделать только хуже.
Вот теперь думаю как это исправлять. жалко в тепло превращать запас батареи.

Что интересно, при тех же оборотах но 5в ничего не греется и ток 10мА, и мотор крутится.
Видимо тут уже нужно с частотой ШИМ разбираться.
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: 1672
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

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

Сообщение Dmitry__ » 03 сен 2013, 17:40

linvinus писал(а):Видимо тут уже нужно с частотой ШИМ разбираться.

Да неееееее, нормально все :)
Когда двигатель стоит, вся противоЭДС возвращается в регуль (работу двигатель же не совершает :) ), грея встроенные диоды транзисторов. Ты осциллом глянь, импульсы на обмотках будут на 0.7 вольт выше питания и на 0.7 вольт ниже земли регуля: открываются встроенные диоды транзисторов и гасят противоЭДС, вот они и греют регуль. Выход прост, надо управлять шим комплементарно. Т.е. дал импульс в обмотку двигателя, а потом коротнул обмотку на землю. В этот момент противоЭДС не будет тупо рекурперироваться в источник питания через диоды, а будет поддерживать ток в обмотках. Но тут уже надо точно подбирать дид таймы, чтоб не было сквозных токов с одной стороны и лишних противоЭДС с другой стороны.
Дерзай :friends:
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 7978
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

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

Сообщение linvinus » 03 сен 2013, 18:03

Dmitry__ писал(а):
linvinus писал(а):Видимо тут уже нужно с частотой ШИМ разбираться.

Да неееееее, нормально все :)
Когда двигатель стоит, вся противоЭДС возвращается в регуль (работу двигатель же не совершает :) ), грея встроенные диоды транзисторов. Ты осциллом глянь, импульсы на обмотках будут на 0.7 вольт выше питания и на 0.7 вольт ниже земли регуля: открываются встроенные диоды транзисторов и гасят противоЭДС, вот они и греют регуль. Выход прост, надо управлять шим комплементарно. Т.е. дал импульс в обмотку двигателя, а потом коротнул обмотку на землю. В этот момент противоЭДС не будет тупо рекурперироваться в источник питания через диоды, а будет поддерживать ток в обмотках. Но тут уже надо точно подбирать дид таймы, чтоб не было сквозных токов с одной стороны и лишних противоЭДС с другой стороны.
Дерзай :friends:

У меня и так комплементарный шим, иначе синус и не получить. у меня есть и диоды шоттки в параллель с транзисторами, на 3А.
Каюсь, что на ключах происходит пока не смотрел. Временно переключился на вопрос по зарядке.
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: 1672
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

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

Сообщение Dmitry__ » 03 сен 2013, 18:17

Я тебе говорю что надо делать, а ты сам решай как у тебя. В схеме могут быть заложены разные комплементары :), но они могут не использоваться, выводы-то ты делаешь неверные, ок? :wink:
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 7978
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

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

Сообщение dccharacter » 03 сен 2013, 20:14

Так, мне нравятся два посте - один от linvinus, второй от avr123. Добавляем?
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: 4995
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 » 04 сен 2013, 03:05

Dmitry__ писал(а):Я тебе говорю что надо делать, а ты сам решай как у тебя. В схеме могут быть заложены разные комплементары :), но они могут не использоваться, выводы-то ты делаешь неверные, ок? :wink:

Хмм, либо я что то упустил, но мне известен только один способ генерации синусоиды, когда в каждой фахе либо Vcc либо Gnd, другими словами переключение всегда на 180градусов. Это и означает комплементарный выход, разве нет?
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: 1672
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

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

Сообщение dccharacter » 04 сен 2013, 03:37

упустил :-)
у тебя два "ключа" в "стояке". Ты чтобы получить положительную полуволну, шимишь верхний, а для получения нижней - шимишь нижний. А надо в любой момент шимить оба. Ае?
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: 4995
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 Dmitry__ » 04 сен 2013, 05:26

dccharacter писал(а):Так, мне нравятся два посте - один от linvinus, второй от avr123. Добавляем?

Ну, avr123 интересно высказал мысль про:
BLDC действительно питается квази (почти) постоянным током, так как в промежутки между коммутацией

Для чайников довольно понятно...
Надо еще добавить, что PMSM содрали с асинхронника, а BLDC с коллекторника. Тогда, кто хорошо разбирается в асинхронниках, поймет все про PMSM сам. Как интересный вариант мыслей про PMSM: Если ротор с магнитами заменить на ротор с беличьей клеткой, то получим асинхронник. Но, как я говорил раньше: нет преимуществ у PMSM, т.к. в тех же габаритах будет меньше полюсов, а тенденция развития двигателей - увеличение полюсов...
BLDC может всегда притвориться PMSM, обратное - нет. Маленькие магнитики рулят... :)
http://www.orionmotor.narod.ru/privod.htm

linvinus писал(а):Хмм, либо я что то упустил, но мне известен только один способ генерации синусоиды, когда в каждой фахе либо Vcc либо Gnd,

Способов не один, ток - момент двигателя, а его можно делать хоть прерыванием одним транзистором, хоть комплементарно. Но, в твоем сличае:
Если ты управляешь шим только одним транзистором (например верхним), то 2-ю часть шим сделает диод другого транзистора (нижнего) т.к. будет обратная полярность на обмотке двигателя из-за ЭДС, т.е. абсолютно тоже самое что комплементарная пара, только с худшим кпд...
У тебя, или слишком большие dead time (и ЭДС успевает греть диод), или токи гуляют не 400 ма. Кста, ты же меришь ток потребления, т.е. средний ток, а импульсные токи там могут гулять большие. Т.е. например, ты влил за 5 мкс. 10 ампер верхним транзистором, потом коротнул обмотку нижним транзистором, и ток противо ЭДС в 10 ампер рассеивается следующие 30 мкс. на нижнем транзисторе. А амперметр по питанию показывает 400 ма. :)
Ставь низкоомный резистор послед. транзисторам и смотри токи.
И ваще, кто-то бил себя пяткой в грудь, что посмотрит осциллом, где???
А можно вообще не гадать, если ты скажешь характеристики: напряжение питания, активное сопротивление обмоток двигателя, индуктивность обмоток, частоту и скважность шим, kv и колич. полюсов двигателя. :P

Добавлено спустя 45 минут 33 секунды:
Во, придумал как обьяснить разницу PMSM от BLDC. :)
Статор PMSM как у асинхронника, асинхронник по характеристикам похож на транформатор. Только транс преобразует магнитное поле опять в электричество, а асинхронник в механич. силу. Так вот, у транса есть параметр -холостой ток, чтоб его сделать как можно меньше, надо набирать индуктивность. Но тут должна быть золотая середина между маленьким холостым током и размерами транса. Транс нельзя питать несимметричным током полуволн переменки, т.к. начнет намагничиваться сердечник и реактивное сопротивление резко уменьшится (холостой ток возрастет). Попробуйте запитать транс через диод, будет бубль-гум :) Поэтому трансы плохо работают с диммерами. Не замечали как гаснет свет на короткое время при включении мощного транформатора? Это происходит из-за того, что при начальном вкл. транса, в нем нет противоЭДС который бы создал маленький холостой ток. Он должен накопиться за несколько периодов переменного напряжения, а пока его нет - в розетку воткнут кусок провода с активным сопротивлением первичной обмотки транса. В маленьких трансах этот бздыньк не заметен, т.к. активное сопротивление велико, а в мощном трансе, ну вы понели.
Все тоже самое имеет асинхронник ака модифицированный PMSM, когда нет нагрузки двигателя - есть холостой ток, если индуктивность двигателя рассчитана неправильно, имеем насыщение сердечника статора на пиках полуволн и появляются иголки в замеряемом токе двигателя.
К чему это я? BLDC - тупой электромагнит, ему пофиг холостые токи, он электромагнит :D
Кассандра? :cry:
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 7978
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

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

Сообщение linvinus » 04 сен 2013, 05:58

Dmitry__ писал(а):Способов не один, ток - момент двигателя, а его можно делать хоть прерыванием одним транзистором, хоть комплементарно. Но, в твоем сличае:
Если ты управляешь шим только одним транзистором (например верхним), то 2-ю часть шим сделает диод другого транзистора (нижнего) т.к. будет обратная полярность на обмотке двигателя из-за ЭДС, т.е. абсолютно тоже самое что комплементарная пара, только с худшим кпд...

такс, давайте синхронизируемся?
Что такое SVPWM знаем? Векторная генерация синусоиды с 3й гармоникой.
Там максимум чем можно играться это очерёдностью включения ключей, но они все всега переключаются на 180 градусов, т.е. в одном плече всегда открыт либо нижний либо верхний транзистор.
Последовательность включения примерно такая.
leg_signals.png
leg_signals.png (24.39 КиБ) Просмотров: 2187


Dmitry__ писал(а):У тебя, или слишком большие dead time (и ЭДС успевает греть диод), или токи гуляют не 400 ма.

Вот это мысль, давно я это крутил не помню что поставил, к тому же новый двигатель имеет большую индуктивность.

Dmitry__ писал(а):Кста, ты же меришь ток потребления, т.е. средний ток, а импульсные токи там могут гулять большие. Т.е. например, ты влил за 5 мкс. 10 ампер верхним транзистором, потом коротнул обмотку нижним транзистором, и ток противо ЭДС в 10 ампер рассеивается следующие 30 мкс. на нижнем транзисторе. А амперметр по питанию показывает 400 ма. :)
Ставь низкоомный резистор послед. транзисторам и смотри токи.
И ваще, кто-то бил себя пяткой в грудь, что посмотрит осциллом, где???

Резистор только один и тот заюзан :(, попробую собрать из одноомных в параллель.
Осцилом я смотрел напряжение на выводах мотора, есть небольшие пики при переключении транзисторов, от этого никуда не денешься.
Да и откуда возьмётся ток в 10А если при заблокированном вале и 12в максимум 1А.
Dmitry__ писал(а):А можно вообще не гадать, если ты скажешь характеристики: напряжение питания, активное сопротивление обмоток двигателя, индуктивность обмоток, частоту и скважность шим, kv и колич. полюсов двигателя. :P

Сопротивление обмотки 15.2 Ом.
100kv по паспорту.
18кГц ШИМ
11 пар полюсов.
12в питание
индуктивность померить нечем.

Dmitry__ писал(а):К чему это я? BLDC - тупой электромагнит, ему пофиг холостые токи, он электромагнит :D
Кассандра? :cry:

Так то оно так, только вот вся теория векторного управления годится только для синусоидальных моторов, трапецию и прочие формы математически описать сложно.
Например http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1% ... 1%83%D1%81
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: 1672
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

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

Сообщение dccharacter » 04 сен 2013, 07:01

Я не понял что такое Sa, Sb и Sc. Я правильно, понимаю, что ты управляешь тремя полумостами? Если да, то почему у тебя
ааааааааааааааа
Это, так у тебя 3/7 времени периода вообще ничего не происходит (free wheeling), а остальное время втекает ток через один ключ, а вытекает через два. Или наоборот.
Скажи, у тебюя три полумоста или нет?

Добавлено спустя 2 минуты 13 секунд:
даже не фривилинг, а торможение активное

Добавлено спустя 1 минуту 18 секунд:
трапеция и прочие выкрутасы описываются математически суммой пяти-десяти синусоид
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: 4995
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 Dmitry__ » 04 сен 2013, 08:35

linvinus писал(а):Dmitry__ писал(а):
А можно вообще не гадать, если ты скажешь характеристики: напряжение питания, активное сопротивление обмоток двигателя, индуктивность обмоток, частоту и скважность шим, kv и колич. полюсов двигателя.

Сопротивление обмотки 15.2 Ом.
100kv по паспорту.


Йо майо :shock:
12 вольт ^2 /15.2 ома = 9.4 ватт. Что ты им собрался крутить? :shock:
Выкини его...

Я все понял, не поленился пролистать форум.
Ты взял двигатель для подвесов BGM4114-100. 100 это не kv. Это витки, да еще очень тонкого провода. Я себе с трудом представляю чтоб двигатель таких размеров с сопротивлением 15ом имел kv 100. Это 1200 об/мин на 12 вольтах.
Твой двигатель не сможет взять от 12 вольт больше 9 ватт. т.к. P=V^2/R. Это для колес очень мало...
Да, в схеме у тебя тож глюки явно, т.к. если регуль греется с таким сопротивлением нагрузки, то что будет когда ты возьмешь мотор ватт так на 50 (для колес не вижу смысла брать меньше).

Добавлено спустя 52 минуты 38 секунд:
Блин, теперь я вообще все понял. Я все думал что это за микрухи рядом с двигателем, типа: а где регуль? А это пукалки и был регуль? На какие токи они рассчитаны? Скорее всего они так и должны греться.
Для колес надо около 300 ватт мощности ( в таких размерах двигателя), хорошие мосфеты с очень низким сопротивлением канала, а то что у тебя - оптимизировано для подвесов, там kv около 10-ти. Если же ты хочешь на этих движках сделать мотор-колеса, то тебе нужно питание около 60-ти вольт и нормальные алгоритмы управления...
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 7978
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Пред.След.

Вернуться в КиберЗона - клуб боевых роботов

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3

Mail.ru counter