roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

 

Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Резисторы, транзисторы, конденсаторы, микросборки, чип компоненты ...
Вопросы согласования управляющих модулей с периферией.

Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение abuharsky » 20 апр 2011, 18:05

Всем привет!

Есть задача: разработать модуль управления трехфазным бесколлекторным(вентильным) двигателем (500Вт х 36В, 3 датчика Холла) с возможностью использования его в качестве генератора для зарядки аккумуляторной батареи. Устройство планируется использовать для создания электровелосипеда, самоходного робота, электромобиля, электроколяски и тд.

Требования:
- возможность управления скоростью вращения;
- возможность управления генераторной нагрузкой;
- возможность усправления вышеописанными функциями в цифровом виде через Arduino.

О себе:
Я программист со стажем, радиоэлектроникой занимался очень давно, поэтому некоторая терминология мне непонятна, за что прошу меня извинить. Также, я не могу самоястоятельно составить из имеющихся в интернете и на этом форуме описаний решения схожих задач, поэтому прошу Вашего содействия в поиске готового решения, проектировании платы и подборе деталей.

На этом форуме есть несколько схожих тем, но они не совсем подходят.

В силу того, что к Arduino подключен GLCD - задействовано много выводов, поэтому напрямую с Arduino не хотелось бы управлять мотором через силовые ключи.


Наиболее близкие по теме ресурсы в интернете:
1) описание всех требуемых операций, но для моторчика из HDD
http://www.instructables.com/id/BLDC-Mo ... -HD-motor/

2) Проект, посвященный разработке контроллера для вентильного двигателя
http://open-bldc.org

Если кто-то может помочь разобраться с этим проектом, может он полностью удовлетворяет моим нуждам, было бы здорово, исходники этого проекта находятся тут(на сайте неверная ссылка):
http://github.com/esden/open-bldc

3) Очень хороший документ со всеми схемами, помогите с ним разобраться:
http://www.zilog.com/docs/z8encoremc/ap ... AN0260.pdf
Последний раз редактировалось abuharsky 20 июн 2011, 15:06, всего редактировалось 4 раз(а).
abuharsky
 
Сообщения: 308
Зарегистрирован: 20 апр 2011, 13:36
Откуда: Россия, Орёл

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение dccharacter » 20 апр 2011, 18:43

1. модуль управления и возможность зарядки между собой никак не связаны.
2. Что такое 500Вт х 36Вт (прошу прощения за темность)?
3. Принцип и схема те же, что и для HDD. Необходимо только правильно выбрать транзисторы-ключи, чтобы тянули напряжение и ток. Силовые транзисторы лучше переключать через драйверы, схем - чуть меньше миллиарда.
4. Есть специализированные микросхемы для трехфазных двигателей - контроллеры, драйверы... Есть МК со встроенными полумостами для трехфазных двигателей.
5. Ардуино зачем сюда притягивать? Из-за инструктаблс?
6. Самое простое решение - купить модельный контроллер двигателя (если потянет по току) - http://www.hobbyking.com/hobbyking/stor ... oduct=8921
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: 4873
Зарегистрирован: 10 дек 2010, 13:16
Откуда: Красногорск МО
прог. языки: C, Python, wiring/processing
ФИО: Андрей

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение boez » 20 апр 2011, 19:10

Ну вот на openbldc вроде как правильная схема в части драйвера, только транзисторы выходные для 36В надо чуть более высоковольтные, я бы взял 75-вольтовые, 50 маловато совсем, особенно с учетом того что ожидается заряд. Ну и ток допустимый надо брать ампер 50, а то и побольше - тогда требуемые 15 будет держать без вопросов.
Для генерации как таковой никаких дополнительных изменений не нужно - если просто крутить двигатель внешним механизмом, то ток потечет в источник питания. Управление моментом ничем не отличается от управления моментом в двигательном режиме - выходной ток надо регулировать. Просто момент отрицательный, фаза тока другая.
МК наверное можно применить at90pwm3. но тут советовать не буду, не работал с ними. Или использовать тот, что в openbldc.
Вообще для такой схемы очень важна разводка платы, я бы делать не взялся, там много подводных граблей, от которых легко горят ценные выходные транзисторы.

Добавлено спустя 51 секунду:
О, а модельный контроллер умеет управлять отрицательным моментом (в генераторном режиме)?
boez
 
Сообщения: 1974
Зарегистрирован: 27 авг 2008, 10:45
Откуда: Харьков
прог. языки: С/С++

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение abuharsky » 20 апр 2011, 19:22

dccharacter писал(а):1. модуль управления и возможность зарядки между собой никак не связаны.
2. Что такое 500Вт х 36Вт (прошу прощения за темность)?
3. Принцип и схема те же, что и для HDD. Необходимо только правильно выбрать транзисторы-ключи, чтобы тянули напряжение и ток. Силовые транзисторы лучше переключать через драйверы, схем - чуть меньше миллиарда.
4. Есть специализированные микросхемы для трехфазных двигателей - контроллеры, драйверы... Есть МК со встроенными полумостами для трехфазных двигателей.
5. Ардуино зачем сюда притягивать? Из-за инструктаблс?
6. Самое простое решение - купить модельный контроллер двигателя (если потянет по току) - http://www.hobbyking.com/hobbyking/stor ... oduct=8921



1) понятно, но хотелось бы иметь возможность управлять мотором так чтобы можно было легко регулировать генераторную нагрузку или скорость в цифровом виде
2) извините, опечатался, конечно же имелось в виду: 500 Вт, 36 В
3) в том то и сложность, чтобы подобрать транзисторы и выбрать нужную схему из всех имеющихся. Прошу меня правильно понять, но для новичка при всей куче похожих решений очень сложно выбрать и изменить нужное.
4) а Вы не могли бы посоветовать какой либо для имеющегося мотора?
5) конечно же инстурктаблс тут не причем. Мне, как программисту, очень нравится идея ардуино, он уже приобретен и управление мотором лишь малая часть проекта. Весь проект здесь нет смысла описывать, но я планирую описать его потом в своем блоге.
6) насчет модельных, не потянет по току, у меня ток около 15 А. Есть в наличие китайский регенеративный контроллер, но в нем отсутствует возможность управления генераторной нагрузкой, она всегда макимальная(может быть стоит как-то модифицировало имеющийся контроллер?).
abuharsky
 
Сообщения: 308
Зарегистрирован: 20 апр 2011, 13:36
Откуда: Россия, Орёл

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение dccharacter » 20 апр 2011, 19:48

abuharsky писал(а):Есть в наличие китайский регенеративный контроллер, но в нем отсутствует возможность управления генераторной нагрузкой, она всегда макимальная(может быть стоит как-то модифицировало имеющийся контроллер?).

Я совершенно не знаю, что такое отрицательный момент и генераторная нагрузка :shock: . Потом почитаю, а пока мои советы, похоже бесполезны...
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: 4873
Зарегистрирован: 10 дек 2010, 13:16
Откуда: Красногорск МО
прог. языки: C, Python, wiring/processing
ФИО: Андрей

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение abuharsky » 20 апр 2011, 21:11

dccharacter писал(а):Я совершенно не знаю, что такое отрицательный момент и генераторная нагрузка :shock: . Потом почитаю, а пока мои советы, похоже бесполезны...


Не буду долго и сложно рассказывать, но в двух словах, при включении мотора в режиме генератора он довольно тяжело крутится, а если он уже крутился( ехал куда-то), то быстро затормозит. Так вот, если регулировать ток генератора(генераторную нагрузку), то можно управлять силой торможения, что, собственно, и требуется.

В итоге, было бы хорошо получить некоторый такой блок, к которому с одной стороны подключен мотор, а с другой стороны можно было бы подключить блок управления, ардуино, то не составит труда управлять скоростью и торможением и при этом максимально возможно экономить заряд аккумуляторной батареи.

За советы спасибо, они лишними не бывают.

Добавлено спустя 3 минуты 40 секунд:
boez писал(а):Ну вот на openbldc вроде как правильная схема в части драйвера, только транзисторы выходные для 36В надо чуть более высоковольтные, я бы взял 75-вольтовые, 50 маловато совсем, особенно с учетом того что ожидается заряд. Ну и ток допустимый надо брать ампер 50, а то и побольше - тогда требуемые 15 будет держать без вопросов.
Для генерации как таковой никаких дополнительных изменений не нужно - если просто крутить двигатель внешним механизмом, то ток потечет в источник питания. Управление моментом ничем не отличается от управления моментом в двигательном режиме - выходной ток надо регулировать. Просто момент отрицательный, фаза тока другая.
МК наверное можно применить at90pwm3. но тут советовать не буду, не работал с ними. Или использовать тот, что в openbldc.
Вообще для такой схемы очень важна разводка платы, я бы делать не взялся, там много подводных граблей, от которых легко горят ценные выходные транзисторы.

Добавлено спустя 51 секунду:
О, а модельный контроллер умеет управлять отрицательным моментом (в генераторном режиме)?



Транзисторы, видимо, очень дорогие? (извините, я просто не в теме, вот и спрашиваю)
abuharsky
 
Сообщения: 308
Зарегистрирован: 20 апр 2011, 13:36
Откуда: Россия, Орёл

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение dccharacter » 20 апр 2011, 21:56

транзисторы - 30-100 рублей штука (наугад, но в итоге так оно и выйдет).

Если я правильно понимаю, то, что вы мне говорите, то модельный регулятор подойдет - токи они до 100 ампер держат (те, которые на 36 вольт рассчитаны)...
Управляем серво-импульсом, данные для управления берем с датчиков холла ардуиной.

Хотя чувствую подвох какой-то. Не пойму я до конца фишку с генератором.
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: 4873
Зарегистрирован: 10 дек 2010, 13:16
Откуда: Красногорск МО
прог. языки: C, Python, wiring/processing
ФИО: Андрей

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение boez » 20 апр 2011, 22:26

abuharsky писал(а):Транзисторы, видимо, очень дорогие? (извините, я просто не в теме, вот и спрашиваю)

Нет, не дорогие, порядка в районе $1-2 за штучку. Я когда-то себе начинал проектировать велоконтроллер на похожий движок, только чуть менее мощный, 350 Вт 48 В. Причем хотел сделать с предварительным повышающим звеном, чтобы мог выдавать с 48В батареи вольт 60-70, дабы скорость движения по ровной дороге поднять - даже деталек накупил, но духу не хватило доделать, щас некогда совсем, другими вещами занимаюсь по вечерам. Завтра может руки дойдут - посоветую конкретные наименования транзисторов, или идешь сам на irf.com и там в параметрическом поиске ищешь.
boez
 
Сообщения: 1974
Зарегистрирован: 27 авг 2008, 10:45
Откуда: Харьков
прог. языки: С/С++

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение avr123.nm.ru » 20 апр 2011, 23:28

abuharsky писал(а):с возможностью использования его в качестве генератора для зарядки аккумуляторной баттареи.


6 диодов ( обычно встроены с MOSFET ключи ) как в автомобильном генераторе + DCDC преобразователь зарядник АКБ.

Добавлено спустя 49 минут 20 секунд:
dccharacter писал(а):Не пойму я до конца фишку с генератором.
схема авто генератор поможет понять :D
Читайте !
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение HarryStar » 21 апр 2011, 08:31

abuharsky писал(а):6) насчет модельных, не потянет по току, у меня ток около 15 А..

Плохо вы знаете модельные контроллеры :) Они бывают от 1А до 200А, причем их не сложно нарастить и больше.
Но для использования в качестве генератора они конечно не подойдут, хотя можно подумать над схемой, может как то развязать эти вещи.
Аватара пользователя
HarryStar
 
Сообщения: 973
Зарегистрирован: 15 ноя 2010, 13:56
Откуда: Нижний Новгород
прог. языки: С, С++, РНР

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение avr123.nm.ru » 21 апр 2011, 09:45

HarryStar писал(а):Но для использования в качестве генератора они конечно не подойдут,
А че так ?
Читайте !
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение boez » 21 апр 2011, 10:52

Кстати, а может кто-то знает подходящий модельный контроллер, построенный на каком-то понятном МК? Взять его да перепрограммировать? Вообще-то, как я уже писал, управляемая генерация - штука чисто программная, от управляемого вращения ничем не отличается, кроме фазы тока - если контроллер умеет ШИМить 6 ключей, он сможет и то, и другое. Хотя у модельных обычно еще один недостаток - низковольтные. Или бывают и высоковольтные, к примеру на 10S лития?

Да, 6 диодов + DC-DC тоже решает задачу генерации, но не решает задачу вращения. А раз нам нужно и то, и то - мне кажется трехфазный мост с ШИМ и датчиками тока то, что надо.

Да, а датчики Холла (положения ротора) на моторе есть?
boez
 
Сообщения: 1974
Зарегистрирован: 27 авг 2008, 10:45
Откуда: Харьков
прог. языки: С/С++

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение abuharsky » 21 апр 2011, 10:55

есть 3 датчика Холла
abuharsky
 
Сообщения: 308
Зарегистрирован: 20 апр 2011, 13:36
Откуда: Россия, Орёл

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение dccharacter » 21 апр 2011, 11:41

ну так я и говорю - с холлов снимаем данные ардуиной и по ним выдаем серво-импульс на контроллер.
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: 4873
Зарегистрирован: 10 дек 2010, 13:16
Откуда: Красногорск МО
прог. языки: C, Python, wiring/processing
ФИО: Андрей

Re: Управление вентильным(BLDC) двигателем с регенерацией

Сообщение abuharsky » 21 апр 2011, 12:20

по поводу регенерации, нашел вот такие схемы:

1) При вращении появляется ток, транзистор Т5 при этом открыт, ток идет вокруг и находится в обмотках двигателя
Изображение

2) Когда Т5 закрыт, то ток высвобождается через обратно включенные диоды и заряжает аккумуляторную батарею
Изображение


В этом случае нагрузка на генератор будет максимальна и весь генерируемый ток пойдет в батарею, как его регулировать?
abuharsky
 
Сообщения: 308
Зарегистрирован: 20 апр 2011, 13:36
Откуда: Россия, Орёл

След.

Вернуться в Электроника, электротехника

Кто сейчас на конференции

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

Mail.ru counter