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: 218057


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 Duhas » 27 июн 2015, 12:34

да скорее просто понять почему так делают, на уровне интуиции не понятно ) в отличие от много другого )

сейчас поглядел ваши старые опыты, примерно 22 страница, вероятно неравномерность хода на низкой скорости и связана с соотношением полюсов отличным от 2/3, т.к. появляется несколько экстремумов магнитного взаимодействия.
«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 » 27 июн 2015, 13:13

это чистая геометрия, её не всегда легко понять интуитивно, очень часто рисовать нужно.
К тому же после разбиения на слоты появляется деление на механические градусы и электрические.
Это тоже вносит дополнительную путаницу в интуитивное понимание.

В приведённой выше книге есть глава 6 там как раз про то как рассчитывают слоты и обмотку.

вот как она начинается,
Brushless permanent magnet motors can have any even number of magnet poles Nm
and any number of slots Ns . From this infinite set, only a small number of magnet
pole and slot count combinations maximize use of the stator slots and lead to effi-
cient torque production.

как бы намекая что всё просто :ROFL:

Но я согласен, понимание конструкции мотора полезное знание.

Добавлено спустя 3 минуты 41 секунду:
сейчас поглядел ваши старые опыты, примерно 22 страница, вероятно неравномерность хода на низкой скорости и связана с соотношением полюсов отличным от 2/3, т.к. появляется несколько экстремумов магнитного взаимодействия.

в книге всё хорошо расписано, эффект называется Cogging torque глава 4.12
там есть формула из которой понятно откуда этот ффект берётся и как его минимизировать на этапе создания мотора
Последний раз редактировалось linvinus 27 июн 2015, 13:18, 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: 1672
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

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

Сообщение Duhas » 27 июн 2015, 13:17

не, я говорю о другом, ежели снова полезу в моторы и вспомню - нарисую и выложу, сейчас некогда (
«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__ » 27 июн 2015, 13:34

Был еще хороший онлайн калькулятор. Жил тут, но умер :(
http://i.caendle.de/dev/test2/

Есть в зип:
Winding_Scheme_Calculator.zip
(15.74 КиБ) Скачиваний: 0


Вбиваете колич. слотов, полюсов. Галку на "1 layer". Жамкаете "Calculate", а потом "advanced". Смотрите пульсации момента в графич. виде. Наблюдаете, находите зависимость "все хорошо" при 1/3 и 2/3 :)

Добавлено спустя 1 минуту 59 секунд:
Еще есть кнопка "Animation zeigen"...

Добавлено спустя 5 минут 40 секунд:
Вот еще полезность:
https://www.emetor.com/blog/post/user-guide-electric-motor-winding-calculator/
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 7958
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

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

Сообщение Duhas » 27 июн 2015, 13:38

спасибо, полезная штука, попробуйте 12 слотов, 4 полюса... вот вам ваш "трансформатор" о котором вы говорили описывая PMSM
«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__ » 27 июн 2015, 14:30

и?
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 7958
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

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

Сообщение Duhas » 27 июн 2015, 15:10

вы думаете оно не будет работать как BLDC?
«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 » 28 июн 2015, 01:21

смоделировал мотор 33N32P
1056 cogging steps per turn
winding factor is: 0.95421
это хороший мотор получился или плохой?

мне кажется должен быть мягким и достаточно мощным?
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__ » 29 июн 2015, 02:34

Duhas писал(а):вы думаете оно не будет работать как BLDC?

Ну, пока противоречий нет, там кручение - бегущая "1" одной фазой...
"This slot/magnet pole combination will have 12 cogging steps per turn"
И настоящая PMSM обмотка значительно сложнее этой схемы. Там магнитная связь между фазами намного сильнее...

Изображение

Кста, вот вам и ответы:
В зависимости от конструкции статора синхронный двигатель с постоянными магнитами бывает:
с распределенной обмоткой;
с сосредоточенной обмоткой.

http://engineering-solutions.ru/motorcontrol/pmsm/
Есно, я говорю про распредел. обмотку. Т.е. честный статор асинхронной машины...

linvinus писал(а):смоделировал мотор 33N32P
1056 cogging steps per turn
winding factor is: 0.95421
это хороший мотор получился или плохой?

Плохой. 0.95421 - это максимальный фактор, а есть и 0.00434. Надо чтоб было как можно равномернее палки. За колич. шагов не гонись.
Посмотри на калькуляторе мою вундервафлю 36/48 2 layer, мягше некуда - бытовая стиралка (превед 4/3 :) )
http://roboforum.ru/forum104/topic13195-480.html#p296915

А ващета, я не настоящий сварщик, маску на стройке нашел. Я больше по программам :)
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 7958
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

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

Сообщение linvinus » 29 июн 2015, 21:29

Плохой. 0.95421 - это максимальный фактор, а есть и 0.00434. Надо чтоб было как можно равномернее палки. За колич. шагов не гонись.
Посмотри на калькуляторе мою вундервафлю 36/48 2 layer, мягше некуда - бытовая стиралка (превед 4/3 :) )

калькулятор выдаёт

144 cogging steps per turn. LCM(36,48)
And its winding factor is: 0.86603

я понимаю что можно сделать как можно меньше, а можно наоборот как можно больше :)
больше 1000 за оборот думаю почти не будет заметно, 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 Dmitry__ » 30 июн 2015, 14:05

linvinus писал(а):я понимаю что можно сделать как можно меньше, а можно наоборот как можно больше
больше 1000 за оборот думаю почти не будет заметно, разве нет?

Так у тебя 80% шагов будут выдавать усилие близкое к нулю. Даже на картинке понятно, что треть магнитов находится над своими полюсами статора, другая треть хрен знает в каком положении и только 1 магнит задает след. шаг. Попробуй в inventor или любой другой 3д программе нарисовать статор с ротором 33/32. Покрути ротор и посмотри сколько магнитов и в каких положениях участвуют в создании усилия.
2015-06-30-125227_1280x1024_scrot.png
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 7958
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

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

Сообщение Duhas » 30 июн 2015, 17:15

а я сказал бы что это что-то типо электромагнитной редукции, хотя могу и ошибаться, но на самом деле у тех же хоббийных моторов все примерно также, взять к примеру 24/22
«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 » 30 июн 2015, 20:50

Даже на картинке понятно, что треть магнитов находится над своими полюсами статора, другая треть хрен знает в каком положении и только 1 магнит задает след. шаг.

а мне непонятно :sorry:
мне кажется если 80% магнитов будут в фазе со статором то на следующем шаге 80% будет в противофазе.
как я понял при "winding factor" == 1 момент в слотах складывается
как то так
backemf_summ.png
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__ » 30 июн 2015, 21:59

linvinus писал(а):а мне непонятно
мне кажется если 80% магнитов будут в фазе со статором то на следующем шаге 80% будет в противофазе.

Если на след. шаге будет 80% в противофазе, то это будет минимум 500 шагов в твоем 33/32 (180 градусов) двигателе. У тебя 32 резинки от трусов притянуты к 32 полюсам, и одна резинка от трусов (33-я) задает усилие след. шага, в любую сторону. Панимаш? :shock:
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 7958
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

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

Сообщение Dmitry__ » 01 июл 2015, 03:11

Вы все меня очередной раз убили :(
Я узбагоился, щаз кассандрить буду, кто не поймет тот - буратино. Итаг:
Duhas писал(а):а я сказал бы что это что-то типо электромагнитной редукции, хотя могу и ошибаться,

Редукция - это колич. групп "полюс-слот". Т.е. одна группа слотов: 3 слота - это редукция 1:1. Колич. магнитов над одной группой слотов задает характер двигателя. Множитель слотов, например: 10 * 3 слота, есть редукция, т.е. 10. Есно редукция не является линейной функцией. При малых значениях множителя редукция растет довольно линейно, пока не выберется вся лишняя масса магнитопровода и краевой эффект магнитов. Практическая практика показала оптимальное значение редукции около 10, т.е после 10*3 слота - редукция перестает значимо увеличиваться, двигатель становится похож на обод с пустотой внутри (выбрана вся неработающая масса магнитопровода). Дальнейшее увеличение мощности двигателя можно делать коаксиальным расположением магнитов и слотов (двигатель в двигателе) - маленькие магнитики таки магнитют сильнее его эквивалента по массе одного большого магнита - т.к. магниты в двигателе работают не перпендикулярным притяжением друг к другу, а радиальным усилием.
А вот колич. магнитов над одной группой слотов(группа = колич. фаз), который характер, штука эмпирическая, никакого отношения к редукции она не имеет.
1 магнит над одной группой слотов делает двигатель похожий на коллекторник, управление смахивает на "бегущая 1 фаза", т.е. в опред. момент включена только одна фаза. Общая мощность двигателя в 3 раза меньше габаритной мощности, т.к. работает всегда одна фаза из трех.
2 магнита над 3-х фазным слотом делает двигатель более мощный, т.к работают всегда 2 фазы из трех. Еще нет пульсаций момента, которая зависит от номера коммутации (их 6).
3 магнита над 3-х фазным слотом, прааааааааавильно, так не бывает. Колич. магнитов не может равняться колич. слотов, ибо появляются мертвые зоны, ибо усилие развиваемое магнитом одинаковое в обе стороны в определенных положениях ротора.
4 магнита над 3-х фазным слотом - последнее адекватное колич. магнитов. Ну вы понели...
5,6,7,8,9,10 и.т.д, или 2.7, 2,8, 2.9 (дробное значение) и.т.д. магнитов над 3-х фазным слотом - смешное значение чисел, имеем дробление основного шага с РАЗНЫМ усилием от положения. Никакой редукции тут нет, ибо максимальное усилие может дать только 3 магнита над 3-мя слотами, если у вас соотношение магнитов к слотам равно 2,90909090909 (превед linvinus, 33N32P), то это говорит только о количестве дробления основного шага с разным усилием этих шагов, но редукции никакой нет. Можно сделать стотышмиллионов промежуточных шагов = соотношение магнитов к слотам = 2.999999999999999999, но редукция от этого не изменится.
Понели? :cry:

Добавлено спустя 12 минут 15 секунд:
Ой, итог:
Колич. магнитов не может быть = колич. слотов.
Колич. магнитов всегда чОтно, ибо на полный круг должно уложиться +,-
Колич. слотов всегда кратно колич. фаз (в нашем случае кратно 3-м)
Хорошо изученное соотношение магнитов над слотами = 1,2,4.
При соблюдении этих правил, остается не так и много комбинаций психически неуравновешенных кетайцев :)
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 7958
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: 1

Mail.ru counter