Brushless Motors

Ця стаття про деякі аспекти керування Безколекторними Бездатчиковими двигунами постійного струму (BLDC моторами). При керуванні бездатчиковими моторами положення ротора двигуна визначається за зворотною електрорушійною силою, яку звичай називають Back electromotive force або скорочено Back EMF чи BEMF. Вимірювання BEMF виконується на фазах мотора. Цей сигнал зашумлений здебільшого через використання PWM у керуванні мотором. Окрім того, ступінь зашумленості BEMF залежить від навантаженості мотора, та властивостей самого мотора. У статті розглянуто декілька підходів фільтрації BEMF.

Інформація викладена тут може бути цікавою тим, хто проєктує ESC (регулятори швидкості) для бездатчикових BLDC моторів.

"А якщо на велоколесо встановити енкодер буде ж краще ніж штатні датчики Холла? Енкодер точніший!" - такі питання мені інколи ставлять.

А насправді чи можна таким чином покращити точність вимірювання положення ротора безколекторного мотора і таким чином покращити керування електричним мотором? І взагалі, яка точність вимірювань потрібна, чи принаймні достатня, для датчиків положення ротора та датчиків вимірювання струму у системах керування безколекторними моторами? У це питання ми сьогодні будемо заглиблюватися. І мова буде не лише про векторне керування.

• Ще це означає?
• У чому різниця встановлення датчиків?
• Як запустити двигун з датчиками 60 градусів регулятором який вміє лише 120?

Може здатися очевидним, що 120 і 60 - це кут під яким встановлюються датчики Холла, та це насправді не так. У першому і другому випадку датчики встановлені відносно один до одного з кутом 120 градусів. Звісно, мова йде про електричні градуси.

Що таке U-FOC?

Проєкт поки що НЕ опублікований. Виконується тестування з різними моторами.

Підтримка моторів з датчиками Холла, та з комбінацією датчики Холла + квадратурний енкодер. Датчики струму: 3 шунти, або ізольовані датчики струму у фазах мотора. Працюють: CAN шина, UART для комунікації з комп'ютером.

Мікроконтроллер STM32F103C8T6 Частота: 72MHz Розмір прошивки 37 Кб

Регулювання струму кожен період ШІМ (16 КГц, налаштовується), час роботи біля 30 мкс. Регулятор обертів запускається 4000 разів на секунду (налаштовується).

Проєкт створено з метою прискорення проєктування і зменшення витрат на проєктування контролерів для потужних синхронних двигунів з постійними магнітами (BLDC, PMSM).

Розробка не комерційна, робилася виключно для задоволення власних потреб і забаганок.

Проєкт розділений на окремі модулі (куплені і виготовлені власноруч), завдяки чому можна швидко змінювати конфігурацію регулятора за допомогою викрутки і гайкового ключа.

Окремі модулі легко замінюються іншими, і для цього не потрібно переробляти всю схему.

Повний комплект модулів дорогий і мало цікавий, але деякі окремі модулі і їх схеми комусь можуть бути корисні.

Через війну роботу над проєктом тимчасово призупинено. Ця сторінка відображає поточний стан проєкту і буде періодично оновлюватися.

Безколекторні двигуни можливо використовувати не тільки як тяглові, а ще як сервоприводи для систем позиціювання. У цьому випадку їх не слід порівнювати з кроковими електродвигунами. Використовуючи Безколекторні двигуни можна побудувати більш досконалу систему утримування положення. Навіть як що вплив зовнішніх сил буде намагатися зрушити систему з заданого положення, двигун буде намагатися утримувати задане положення. А якщо зовнішні сили відхилять систему від заданого положення, двигун поверне її у задане положення. Для того, щоб система могла оцінювати положення, двигун має бути обладнаний датчиком положення (зазвичай енкодером). Використовуючи зворотній зв'язок з датчика положення, контролер зможе керувати двигуном для забезпечення утримання положення. Звісно, така система буде більш складною і більш дорогою за просту систему з кроковими електродвигунами без зворотного звʼязку.

Порівняння характеристик дерев'яного бісколлекторного мотора з різними роторами.

(Оновлено 06.04.2021)
Плата керування безколекторними PMSM моторами на базі модуля мікроконтроллера STM32F103RBT6. Це бюджетний варіант плати для вивчення MCSDK, який Ви можете зібрати власноруч з доступних у вільному продажу компонентів. Ви можете завантажити схему і файли для виготовлення плати нижче. Інформація по цьому проекту постійно буде оновлюватися, коригуватися і доповнюватися на цій сторінці.

Схема

Призначення

Вигляд плати

Вигляд плати зверху

Вигляд плати знизу

Векторне управління безколекторним мотором. Як програмно керувати обертами мотора за допомогою потенціометра. X-CUBE-MCSDK, STM32 Motor Control Software Development Kit (MCSDK) для мікроконтролерів STM32.