DIY bezsuku motors automašīnām. Bezsuku elektromotori: darbības princips, bezsuku elektromotoru vadība

Publicēts 11.04.2013

Koplietojama ierīce (Inrunner, Outrunner)

Bezsuku līdzstrāvas motors sastāv no rotora ar pastāvīgajiem magnētiem un statora ar tinumiem. Ir divu veidu dzinēji: Skrējiens, kurā rotora magnēti atrodas statora iekšpusē ar tinumiem, un Apsteidzējs, kurā magnēti atrodas ārpusē un griežas ap stacionāru statoru ar tinumiem.

Shēma Skrējiens parasti izmanto ātrgaitas motoriem ar nelielu skaitu polu. Apsteidzējs ja nepieciešams, iegūstiet liela griezes momenta dzinēju ar salīdzinoši zemiem apgriezieniem. Strukturāli Inrunners ir vienkāršāki, jo stacionārs stators var kalpot kā korpuss. Tam var piestiprināt stiprinājuma ierīces. Outrunners gadījumā visa ārpuse griežas. Motoru piestiprina, izmantojot fiksētu asi vai statora daļas. Riteņa motora gadījumā montāža tiek veikta uz statora fiksētās ass, vadi tiek novadīti uz statoru caur dobo asi.

Magnēti un stabi

Polu skaits uz rotora ir vienmērīgs. Izmantoto magnētu forma parasti ir taisnstūrveida. Cilindriski magnēti tiek izmantoti retāk. Tie ir uzstādīti ar mainīgiem stabiem.

Magnētu skaits ne vienmēr atbilst polu skaitam. Vairāki magnēti var veidot vienu polu:

Šajā gadījumā 8 magnēti veido 4 polus. Magnētu izmērs ir atkarīgs no motora ģeometrijas un motora īpašībām. Jo spēcīgāki ir izmantotie magnēti, jo lielāku griezes momentu attīsta motors uz vārpstas.

Rotora magnēti tiek fiksēti, izmantojot īpašu līmi. Retāk sastopami modeļi ar magnēta turētāju. Rotora materiāls var būt magnētiski vadošs (tērauds), magnētiski nevadošs (alumīnija sakausējumi, plastmasa utt.) vai kombinēts.

Tinumi un zobi

Trīsfāzu bezsuku motora tinums ir izgatavots no vara stieples. Vads var būt viendzīslas vai sastāv no vairākiem izolētiem vadiem. Stators ir izgatavots no vairākām magnētiski vadoša tērauda loksnēm, kas salocītas kopā.

Statora zobu skaits jāsadala ar fāžu skaitu. tie. trīsfāzu bezsuku motoram statora zobu skaits jādalās ar 3. Statora zobu skaits var būt lielāks vai mazāks par rotora polu skaitu. Piemēram, ir motori ar šādām shēmām: 9 zobi/12 magnēti; 51 zobs/46 magnēti.

Motori ar 3 zobu statoru tiek izmantoti ārkārtīgi reti. Tā kā jebkurā laikā (kad to ieslēdz zvaigzne) darbojas tikai divas fāzes, magnētiskie spēki neiedarbojas vienmērīgi uz rotoru visā apkārtmērā (sk. attēlu).

Spēki, kas iedarbojas uz rotoru, mēģina to izkropļot, kā rezultātā palielinās vibrācija. Lai novērstu šo efektu, stators ir izgatavots ar lielu skaitu zobu, un tinums tiek sadalīts pa zobiem visā statora apkārtmērā pēc iespējas vienmērīgāk.

Šajā gadījumā magnētiskie spēki, kas iedarbojas uz rotoru, dzēš viens otru. Nav nelīdzsvarotības.

Iespējas fāzes tinumu sadalei pa statora zobiem

9 zobu uztīšanas iespēja

12 zobu uztīšanas iespēja

Iepriekš minētajās diagrammās zobu skaits ir izvēlēts tā, lai tas ne tikai dalās ar 3. Piemēram, kad 36 zobi veido 12 zobi katrā fāzē. 12 zobus var sadalīt šādi:

Vispiemērotākā shēma ir 6 grupas pa 2 zobiem.

Pastāv motors ar 51 zobu uz statora! 17 zobi katrā fāzē. 17 ir pirmskaitlis, tas pilnībā dalās tikai ar 1 un sevi. Kā sadalīt tinumu starp zobiem? Diemžēl literatūrā nevarēju atrast piemērus vai paņēmienus, kas palīdzētu atrisināt šo problēmu. Izrādījās, ka tinums tika sadalīts šādi:

Apskatīsim īstu tinumu ķēdi.

Ņemiet vērā, ka tinumam uz dažādiem zobiem ir dažādi tinuma virzieni. Dažādus tinumu virzienus norāda ar lielajiem un lielajiem burtiem. Sīkāk par tinumu konstrukciju varat izlasīt raksta beigās piedāvātajā literatūrā.

Klasiskais tinums ir izgatavots ar vienu vadu vienai fāzei. Tie. visi tinumi uz vienas fāzes zobiem ir savienoti virknē.

Paralēli var savienot arī zobu tinumus.

Var būt arī kombinēti ieslēgumi

Paralēlais un kombinētais savienojums ļauj samazināt tinuma induktivitāti, kas izraisa statora strāvas (un līdz ar to jaudas) un motora griešanās ātruma palielināšanos.

Elektriskais un reālais ātrums

Ja motora rotoram ir divi stabi, tad ar vienu pilnu magnētiskā lauka apgriezienu uz statora rotors veic vienu pilnu apgriezienu. Ar 4 poliem, lai pagrieztu motora vārpstu par vienu pilnu apgriezienu, ir nepieciešami divi statora magnētiskā lauka apgriezieni. Jo lielāks ir rotora polu skaits, jo vairāk elektrisko apgriezienu nepieciešams, lai vienā apgriezienā pagrieztu motora vārpstu. Piemēram, mums uz rotora ir 42 magnēti. Lai pagrieztu rotoru par vienu apgriezienu, nepieciešams 42/2 = 21 elektriskais apgrieziens. Šo īpašumu var izmantot kā sava veida reduktoru. Izvēloties vajadzīgo stabu skaitu, jūs varat iegūt motoru ar vēlamajiem ātruma parametriem. Turklāt mums būs nepieciešama izpratne par šo procesu nākotnē, izvēloties kontroliera parametrus.

Pozīcijas sensori

Dzinēju bez sensoriem konstrukcija atšķiras no dzinējiem ar sensoriem tikai tad, ja pēdējo nav. Citu būtisku atšķirību nav. Visizplatītākie pozīcijas sensori ir tie, kuru pamatā ir Hallas efekts. Sensori reaģē uz magnētisko lauku; tie parasti tiek novietoti uz statora tā, lai tos ietekmētu rotora magnēti. Leņķim starp sensoriem jābūt 120 grādiem.

Tas attiecas uz "elektriskajiem" grādiem. Tie. daudzpolu motoram sensoru fiziskais izvietojums var būt šāds:

Dažreiz sensori atrodas ārpus dzinēja. Šeit ir viens piemērs sensoru atrašanās vietai. Tas faktiski bija dzinējs bez sensoriem. Tādā vienkāršā veidā tas tika aprīkots ar halles sensoriem.

Dažos dzinējos sensori ir uzstādīti uz īpašas ierīces, kas ļauj sensorus pārvietot noteiktās robežās. Izmantojot šādu ierīci, tiek iestatīts laika leņķis. Tomēr, ja motoram ir nepieciešama atpakaļgaita (griešanās pretējā virzienā), būs nepieciešams otrs sensoru komplekts, kas konfigurēts atpakaļgaitā. Tā kā palaišanas un zema ātruma laikā laiks nav kritisks, varat iestatīt sensorus uz nulles punktu un programmatiski pielāgot virziena leņķi, kad dzinējs sāk griezties.

Galvenie dzinēja raksturlielumi

Katrs dzinējs ir izstrādāts, lai atbilstu īpašām prasībām, un tam ir šādas galvenās īpašības:

• Darbības režīms kam dzinējs ir paredzēts: ilgtermiņa vai īstermiņa. Gari darba režīms nozīmē, ka dzinējs var darboties stundām ilgi. Šādi dzinēji ir konstruēti tā, lai siltuma pārnese uz vidi būtu lielāka nekā paša dzinēja siltuma izdalīšanās. Šajā gadījumā tas nesasilst. Piemērs: ventilācija, eskalators vai konveijera piedziņa. Īstermiņa - nozīmē, ka dzinējs tiks ieslēgts uz īsu laiku, kura laikā tam nebūs laika uzsilt līdz maksimālajai temperatūrai, kam sekos ilgs periods, kura laikā dzinējam ir laiks atdzist. Piemērs: lifta piedziņa, elektriskie skuvekļi, matu žāvētāji.
• Motora tinumu pretestība. Motora tinumu pretestība ietekmē motora efektivitāti. Jo mazāka pretestība, jo augstāka efektivitāte. Izmērot pretestību, jūs varat noskaidrot, vai tinumā ir īssavienojums. Motora tinuma pretestība ir omu tūkstošdaļas. Lai to izmērītu, ir nepieciešama īpaša ierīce vai īpaša mērīšanas tehnika.
• Maksimālais darba spriegums. Maksimālais spriegums, ko var izturēt statora tinums. Maksimālais spriegums ir saistīts ar šādu parametru.
• Maksimālais ātrums. Dažreiz tie norāda nevis maksimālo ātrumu, bet gan Kv – dzinēja apgriezienu skaits uz voltu bez slodzes uz vārpstas. Reizinot šo indikatoru ar maksimālo spriegumu, mēs iegūstam maksimālo motora apgriezienu skaitu bez slodzes uz vārpstu.
• Maksimālā strāva. Maksimālā pieļaujamā tinuma strāva. Parasti tiek norādīts arī laiks, kurā motors var izturēt norādīto strāvu. Maksimālais strāvas ierobežojums ir saistīts ar iespējamu tinuma pārkaršanu. Tāpēc zemā apkārtējā temperatūrā faktiskais darbības laiks ar maksimālo strāvu būs garāks, un karstā laikā motors izdegs agrāk.
• Maksimālā dzinēja jauda. Tieši saistīts ar iepriekšējo parametru. Šī ir maksimālā jauda, ​​ko dzinējs var radīt īsu laika periodu, parasti dažas sekundes. Ilgstoši darbojoties ar maksimālo jaudu, dzinēja pārkaršana un tā atteice ir neizbēgama.
• Nominālā jauda. Jauda, ​​ko dzinējs var attīstīt visu laiku, kad tas ir ieslēgts.
• Fāzes virzīšanas leņķis (laiks). Statora tinumam ir zināma induktivitāte, kas palēnina strāvas pieaugumu tinumā. Pēc kāda laika strāva sasniegs maksimumu. Lai kompensētu šo aizkavi, fāzes pārslēgšana tiek veikta ar zināmu priekšu. Līdzīgi kā aizdedze iekšdedzes dzinējā, kur aizdedzes laiks tiek iestatīts, ņemot vērā degvielas aizdedzes laiku.

Jums arī jāpievērš uzmanība tam, ka pie nominālās slodzes jūs nesaņemsit maksimālo motora vārpstas ātrumu. Kv norādīts nenoslogotam dzinējam. Darbinot dzinēju no akumulatoriem, jārēķinās ar barošanas sprieguma “nokritumu” pie slodzes, kas savukārt samazinās arī maksimālo motora apgriezienu skaitu.

Bezsuku motori mūsdienās ir diezgan izplatīti. Šīs ierīces visbiežāk izmanto ar elektriskajām piedziņām. Tos var atrast arī uz dažādām saldēšanas iekārtām. Rūpniecības sektorā tos izmanto apkures sistēmās.

Turklāt parastajos gaisa kondicionēšanas ventilatoros ir uzstādītas bezsuku modifikācijas. Mūsdienās tirgū ir daudz modeļu ar sensoriem un bez tiem. Tajā pašā laikā modifikācijas diezgan ievērojami atšķiras pēc regulatoru veida. Tomēr, lai izprastu šo jautājumu sīkāk, ir jāizpēta vienkārša dzinēja uzbūve.

Bezsuku modeļa ierīce

Ja mēs uzskatām parasto trīsfāzu bezsuku motoru, tad tā induktors ir uzstādīts vara tipa. Statori tiek izmantoti gan plata platuma, gan impulsa. Viņiem ir dažāda izmēra zobi. Kā minēts iepriekš, ir modeļi ar un bez sensoriem.

Statora nostiprināšanai tiek izmantoti spilventiņi. Pats indukcijas process notiek statora tinuma dēļ. Visbiežāk tiek izmantoti divu polu rotori. To serdeņi ir izgatavoti no tērauda. Magnētu piestiprināšanai pie modeļiem ir speciālas rievas. Bezsuku motors tiek tieši kontrolēts, izmantojot regulatorus, kas atrodas netālu no statora. Lai pievadītu spriegumu ārējam tinumam, ierīcēs ir uzstādīti izolācijas vārti.

Divciparu modeļi

Elektriskais bez kolektora Šāda veida motorus bieži izmanto saldēšanas iekārtās. Tajā pašā laikā tiem ir piemēroti visdažādākie kompresori. Vidēji modeļa jauda var sasniegt 3 kW. Bezsuku spoles motora ķēde visbiežāk ietver dubultā tipa ar vara tinumu. Ir uzstādīti tikai impulsu statori. Atkarībā no ražotāja zobu garums var atšķirties. Tiek izmantoti gan elektriskie, gan induktīvie sensori. Šīs modifikācijas nav piemērotas apkures sistēmām.

Jāņem vērā arī tas, ka bezsuku motoros serdes galvenokārt ir izgatavotas no tērauda. Šajā gadījumā magnētu rievas ir diezgan platas, un tās atrodas ļoti tuvu viena otrai. Sakarā ar to ierīču biežums var būt augsts. Regulatori šādām modifikācijām visbiežāk tiek izvēlēti vienkanāla tipa.

Trīs bitu modifikācijas

Trīsizlādes bezsuku motors ir lieliski piemērots ventilācijas sistēmām. Tās sensori parasti ir elektriski. Šajā gadījumā spoles ir uzstādītas diezgan plaši. Pateicoties tam, indukcijas process tiek veikts ātri. Šajā gadījumā ierīces frekvence ir atkarīga no statora. Tā tinums visbiežāk ir vara tipa.

Trīs bitu bezsuku motori var izturēt maksimālo spriegumu pie 20 V. Tiristoru modifikācijas mūsdienās ir diezgan reti sastopamas. Jāņem vērā arī tas, ka magnētus šādās konfigurācijās var uzstādīt gan uz rotora plāksnes ārējās, gan iekšējās puses.

DIY četru bitu modifikācijas

Četrciparu bezsuku motora izgatavošana ar savām rokām ir pavisam vienkārša. Lai to izdarītu, vispirms ir jāsagatavo plāksne ar rievām. Metāla biezumam šajā gadījumā jābūt aptuveni 2,3 mm. Rievām šajā situācijā jābūt 1,2 cm attālumā.Ja ņemam vērā vienkāršu modeli, tad spolei jāizvēlas ar diametru 3,3 cm.Šajā gadījumā tai jāiztur sliekšņa spriegums 20 V.

Ierīces paliktņi visbiežāk tiek izvēlēti no tērauda. Šajā gadījumā daudz kas ir atkarīgs no rotora plāksnes izmēra. Pats stators ir jāizmanto ar dubultu tinumu. Šajā gadījumā ir svarīgi sagatavot tērauda tipa serdi. Ja apsveram modifikācijas bez regulatoriem, tad bezsuku motora montāžu varam pabeigt, uzstādot izolējošus vārtus. Šajā gadījumā ierīces kontaktiem jābūt izvilktiem uz plāksnes ārpusi. Parastam ventilatoram šādi bezsuku modeļi ir ideāli piemēroti.

Ierīces ar AVR2 regulatoru

Mūsdienās ļoti populārs ir bezsuku motors ar šāda veida regulatoriem. Šīs sistēmas ir vispiemērotākās gaisa kondicionēšanas ierīcēm. Tos plaši izmanto arī saldēšanas iekārtu rūpnieciskos lietojumos. Tie spēj strādāt ar dažādu frekvenču elektriskajām piedziņām. To spoles visbiežāk tiek uzstādītas dubultā tipa. Šajā gadījumā var atrast tikai impulsu statorus. Savukārt platuma modifikācijas nav īpaši izplatītas.

Sensoros bezsuku motoros ar šīs sērijas regulatoriem tiek izmantoti tikai induktīvie. Šajā gadījumā ierīces frekvenci var uzraudzīt, izmantojot displeja sistēmu. Spilventiņi, kā likums, ir uzstādīti kontakta tipa, un tos var piestiprināt tieši pie statora plāksnes. Bezsuku motora kontrolieris šajā gadījumā ļauj diezgan gludi mainīt frekvenci. Šis process notiek, mainot izejas sprieguma parametru. Kopumā šīs modifikācijas ir ļoti kompaktas.

Motori ar AVR5 regulatoriem

Šīs sērijas bezsuku motors ar kontrolieri bieži tiek izmantots rūpnieciskos lietojumos, lai vadītu dažādas elektroierīces. Sadzīves ierīcēs tas tiek uzstādīts diezgan reti. Šādu bezsuku modifikāciju iezīmi var saukt par palielinātu biežumu. Tajā pašā laikā ir viegli mainīt to jaudas parametru. Šajās modifikācijās ir daudz dažādu spoļu. Jāņem vērā arī tas, ka magnēti visbiežāk tiek uzstādīti rotora kārbas ārpusē.

Aizbīdņu vārsti galvenokārt tiek izmantoti kā izolēti. Tos var uzstādīt vai nu pie statora kārbas, vai pie serdes. Kopumā ierīces regulēšana notiek diezgan ātri. Tomēr jāņem vērā arī šādu sistēmu trūkumi. Pirmkārt, tie ir saistīti ar strāvas padeves pārtraukumiem zemās frekvencēs. Ir arī svarīgi pieminēt, ka šāda veida modeļiem ir diezgan liels enerģijas patēriņš. Tomēr ierīces nav piemērotas integrēto elektrisko piedziņu vadīšanai.

Izmantojot AVT6 regulatorus

Šāda veida bezsuku motora ātruma regulators mūsdienās ir ļoti pieprasīts. Tās atšķirīgo iezīmi var droši saukt par daudzpusību. Regulatori parasti tiek uzstādīti bezsuku motoriem, kuru jauda nepārsniedz 2 kW. Tajā pašā laikā šīs ierīces ir ideāli piemērotas ventilācijas sistēmu vadībai. Šajā gadījumā var uzstādīt dažādus kontrolierus.

Signāla pārraides ātrums šajā gadījumā ir atkarīgs no vadības sistēmas veida. Ja ņemam vērā tiristoru modifikācijas, tām ir diezgan augsta vadītspēja. Tomēr viņiem reti ir problēmas ar magnētiskiem traucējumiem. Ir diezgan grūti patstāvīgi salikt šāda veida modeli. Šajā situācijā visbiežāk tiek izvēlēti nesiltināti vārti.

Modeļi ar Hall sensoriem

Sildierīcēs plaši tiek izmantoti bezsuku motori ar Hall sensoriem. Tajā pašā laikā tie ir piemēroti dažādu klašu elektriskajām piedziņām. Tieši tiek izmantoti tikai viena kanāla regulatori. Spoles ierīcē ir uzstādītas vara tipa. Šajā gadījumā modeļa zobu izmērs ir atkarīgs tikai no ražotāja. Ierīču paliktņi ir tieši izvēlēti kā kontakta veids. Mūsdienās sensori visbiežāk tiek uzstādīti statora pusē. Tomēr tirgū ir pieejami arī modeļi ar zemāku atrašanās vietu. Šajā gadījumā bezsuku motora izmēri būs nedaudz lielāki.

Zemas frekvences modifikācijas

Zemas frekvences bezsuku motori tagad tiek aktīvi izmantoti rūpniecības sektorā. Tajā pašā laikā tas ir ideāli piemērots saldētavām. Vidēji tā efektivitātes parametrs ir 70% līmenī. Modeļu vārsti visbiežāk tiek izmantoti ar izolatoriem. Tajā pašā laikā tiristoru modifikācijas mūsdienās ir diezgan izplatītas.

Vadības sistēmas tiek izmantotas AVR sērijā. Turklāt modeļa biežums ir atkarīgs no kodola veida un vairāk. Jāņem vērā arī tas, ka ir modeļi ar dubultrotoriem. Šajā gadījumā magnēti atrodas gar plāksni. Statori visbiežāk tiek izmantoti ar vara tinumiem. Tomēr zemas frekvences bezsuku motori ar sensoriem ir ļoti reti.

Augstas frekvences motori

Šīs modifikācijas tiek uzskatītas par vispopulārākajām rezonanses elektriskajām piedziņām. Rūpniecībā šādi modeļi ir sastopami diezgan bieži. To sensori ir uzstādīti gan elektroniski, gan induktīvi. Šajā gadījumā spoles visbiežāk atrodas plāksnes ārpusē. Rotori ir uzstādīti gan horizontālā, gan vertikālā stāvoklī.

Šādu ierīču frekvences tieša maiņa tiek veikta, izmantojot kontrolierus. Parasti tie tiek uzstādīti ar sarežģītu kontaktu sistēmu. Tiešie starteri tiek izmantoti tikai dubultā tipa. Savukārt vadības sistēmas ir atkarīgas no bezsuku ierīces jaudas.

Motori tiek izmantoti daudzās tehnoloģiju jomās. Lai motora rotors grieztos, jābūt rotējošam magnētiskajam laukam. Parastos līdzstrāvas motoros šī rotācija tiek veikta mehāniski, izmantojot birstes, kas slīd pa komutatoru. Šajā gadījumā rodas dzirksteles, un turklāt berzes un suku nodiluma dēļ šādiem motoriem nepieciešama pastāvīga apkope.

Pateicoties tehnoloģiju attīstībai, ir kļuvis iespējams elektroniski ģenerēt rotējošu magnētisko lauku, kas tika iemiesots bezsuku līdzstrāvas motoros (BLDC).

Ierīce un darbības princips

BDPT galvenie elementi ir:

• rotors, uz kura ir uzstādīti pastāvīgie magnēti;
• stators, uz kura ir uzstādīti tinumi;
• elektroniskais kontrolieris.

Pēc konstrukcijas šāds dzinējs var būt divu veidu:

ar iekšējo rotoru izkārtojumu (ievada)

ar ārējo rotoru izvietojumu (ārējais)

Pirmajā gadījumā rotors griežas statora iekšpusē, bet otrajā - rotors ap statoru.

Inrunner tipa dzinējs izmanto, ja nepieciešams iegūt lielus griešanās ātrumus. Šim motoram ir vienkāršāka standarta konstrukcija, kas ļauj motora uzstādīšanai izmantot fiksētu statoru.

Outrunner tipa dzinējs Piemērots liela griezes momenta iegūšanai pie maziem apgriezieniem. Šajā gadījumā dzinējs ir uzstādīts, izmantojot fiksētu asi.

Inrunner tipa dzinējs- liels ātrums, zems griezes moments. Outrunner tipa dzinējs- mazs ātrums, liels griezes moments.

Polu skaits BLDC var būt atšķirīgs. Pēc polu skaita var spriest par dažām motora īpašībām. Piemēram, motoram ar rotoru ar 2 poliem ir lielāks apgriezienu skaits un zems griezes moments. Motoriem ar palielinātu polu skaitu ir lielāks griezes moments, bet mazāk apgriezienu. Mainot rotora polu skaitu, var mainīt dzinēja apgriezienu skaitu. Tādējādi, mainot dzinēja konstrukciju, ražotājs var izvēlēties nepieciešamos dzinēja parametrus griezes momenta un apgriezienu skaita ziņā.

BDPT vadība

Ātruma regulators, izskats

Izmanto, lai vadītu bezsuku motoru īpašs kontrolieris - dzinēja vārpstas ātruma regulators līdzstrāva. Tās uzdevums ir ģenerēt un īstajā laikā piegādāt vajadzīgo spriegumu vajadzīgajam tinumam. Ar 220 V tīklu darbināmu ierīču kontrolieris visbiežāk izmanto invertora ķēdi, kurā strāva ar frekvenci 50 Hz vispirms tiek pārveidota līdzstrāvā un pēc tam signālos ar impulsa platuma modulāciju (PWM). Statora tinumu barošanas sprieguma nodrošināšanai tiek izmantoti jaudīgi elektroniskie slēdži uz bipolāriem tranzistoriem vai citiem jaudas elementiem.

Dzinēja jaudu un apgriezienus regulē, mainot impulsu darba ciklu un līdz ar to arī dzinēja statora tinumiem pievadītā sprieguma efektīvo vērtību.

Ātruma regulatora shematiskā diagramma. K1-K6 - taustiņi D1-D3 - rotora pozīcijas sensori (Hall sensori)

Svarīgs jautājums ir savlaicīga elektronisko atslēgu pievienošana katram tinumam. Lai to nodrošinātu regulatoram jānosaka rotora pozīcija un tā ātrums. Lai iegūtu šādu informāciju, var izmantot optiskos vai magnētiskos sensorus (piemēram, Zāles sensori), kā arī reversos magnētiskos laukus.

Biežāka lietošana Zāles sensori, kas reaģēt uz magnētiskā lauka klātbūtni. Sensori ir novietoti uz statora tā, lai tos ietekmētu rotora magnētiskais lauks. Dažos gadījumos sensori tiek uzstādīti ierīcēs, kas ļauj mainīt sensoru novietojumu un attiecīgi pielāgot laiku.

Rotora ātruma regulatori ir ļoti jutīgi pret caur to plūstošās strāvas stiprumu. Ja izvēlaties uzlādējamu akumulatoru ar lielāku strāvas jaudu, regulators izdegs! Izvēlieties pareizo īpašību kombināciju!

Priekšrocības un trūkumi

Salīdzinot ar parastajiem BLDC motoriem, tiem ir šādas priekšrocības:

• augsta efektivitāte;
• augsta veiktspēja;
• iespēja mainīt griešanās ātrumu;
• nav dzirksteļojošu suku;
• nelieli trokšņi, gan audio, gan augstfrekvences diapazonā;
• uzticamība;
• spēja izturēt griezes momenta pārslodzi;
• izcili izmēru un jaudas attiecība.

Bezsuku motors ir ļoti efektīvs. Tas var sasniegt 93-95%.

BD mehāniskās daļas augstā uzticamība ir izskaidrojama ar to, ka tajā tiek izmantoti lodīšu gultņi un nav suku. Pastāvīgo magnētu demagnetizācija notiek diezgan lēni, īpaši, ja tie ir izgatavoti, izmantojot retzemju elementus. Lietojot strāvas aizsardzības kontrolierī, šīs ierīces kalpošanas laiks ir diezgan ilgs. Patiesībā BLDC motora kalpošanas laiku var noteikt pēc lodīšu gultņu kalpošanas laika.

BLDC trūkumi ir vadības sistēmas sarežģītība un augstās izmaksas.

Pieteikums

BDTP piemērošanas jomas ir šādas:

• modeļu veidošana;
• medicīna;
• automobiļu rūpniecība;
• Naftas un gāzes rūpniecība;
• Ierīces;
• militārais aprīkojums.

Lietošana Lidmašīnu modeļu datu bāze nodrošina ievērojamas jaudas un izmēra priekšrocības. Salīdzinot parasto Speed-400 tipa kolektora motoru un tās pašas klases Astro Flight 020 BDTP, redzams, ka pirmā tipa motora efektivitāte ir 40-60%. Otrā dzinēja efektivitāte tādos pašos apstākļos var sasniegt 95%. Tādējādi datu bāzes izmantošana ļauj palielināt modeļa jaudas daļas jaudu vai tā lidojuma laiku gandrīz 2 reizes.

Pateicoties zemam trokšņa līmenim un bez apkures darbības laikā, BLDC plaši izmanto medicīnā, īpaši zobārstniecībā.

Automašīnās šādi dzinēji tiek izmantoti logu pacēlāji, elektriskie vējstiklu tīrītāji, lukturu mazgātāji un sēdekļu pacelšanas elektriskās vadības ierīces.

Nav komutatora vai sukas dzirksteļošanasļauj izmantot datu bāzes kā bloķēšanas ierīču elementus naftas un gāzes rūpniecībā.

Kā piemēru BD izmantošanai sadzīves tehnikā var atzīmēt veļas mazgājamo mašīnu ar LG tiešo trumuļa piedziņu. Šis uzņēmums izmanto Outrunner tipa RDU. Uz motora rotora ir 12 magnēti, bet uz statora - 36 induktori, kas ir uztīti ar vadu ar 1 mm diametru uz serdeņiem, kas izgatavoti no magnētiski vadoša tērauda. Spoles ir savienotas virknē, 12 gabali katrā fāzē. Katras fāzes pretestība ir 12 omi. Hall sensors tiek izmantots kā rotora pozīcijas sensors. Motora rotors ir pievienots veļas mazgājamās mašīnas vannai.

Šo dzinēju plaši izmanto datoru cietajos diskos, kas padara tos kompaktus, CD un DVD diskdziņos un mikroelektronisko ierīču dzesēšanas sistēmās un citur.

Līdzās mazas un vidējas jaudas BD, lieli BLDC motori arvien vairāk tiek izmantoti lieljaudas, jūras un militārajā rūpniecībā.

Lieljaudas datu bāzes ir izstrādātas ASV flotei. Piemēram, Powertec ir izstrādājis 220 kW BDHP ar ātrumu 2000 apgr./min. Dzinēja griezes moments sasniedz 1080 Nm.

Papildus šīm jomām DB tiek izmantotas darbgaldu, prešu, plastmasas apstrādes līniju projektos, kā arī vēja enerģijā un paisuma viļņu enerģijas izmantošanā.

Raksturlielumi

Galvenās dzinēja īpašības:

• nominālā jauda;
• maksimālā jauda;
• maksimālā strāva;
• maksimālais darba spriegums;
• maksimālais ātrums(vai Kv koeficients);
• tinumu pretestība;
• virziena leņķis;
• darbības režīms;
• kopējie izmēri un svara īpašības dzinējs.

Galvenais dzinēja rādītājs ir tā nominālā jauda, ​​tas ir, jauda, ​​ko dzinējs ģenerē ilgā darbības periodā.

Maksimālā jauda- tā ir jauda, ​​ko dzinējs var nodrošināt īsu laika periodu, nesabojājoties. Piemēram, iepriekš minētajam bezsuku motoram Astro Flight 020 tā ir 250 W.

Maksimālā strāva. Astro Flight 020 tas ir 25 A.

Maksimālais darba spriegums– spriegums, ko var izturēt motora tinumi. Astro Flight 020 darba sprieguma diapazons ir iestatīts no 6 līdz 12 V.

Maksimālais dzinēja apgriezienu skaits. Dažreiz pasē ir norādīts Kv koeficients - motora apgriezienu skaits uz voltu. Astro lidojumam 020 Kv= 2567 r/V. Šajā gadījumā maksimālo ātrumu var noteikt, reizinot šo koeficientu ar maksimālo darba spriegumu.

Parasti tinumu pretestība dzinējiem ir desmitdaļas vai tūkstošdaļas no Ohm. Astro Flight 020 R= 0,07 Ohm. Šī pretestība ietekmē BLDC motora efektivitāti.

Virziena leņķis apzīmē pārslēgšanas spriegumu virzību uz tinumiem. Tas ir saistīts ar tinuma pretestības induktīvo raksturu.

Darbības režīms var būt ilgtermiņa vai īstermiņa. Ilgtermiņa režīmā dzinējs var darboties ilgu laiku. Tajā pašā laikā tā radītais siltums tiek pilnībā izkliedēts un tas nepārkarst. Motori darbojas šajā režīmā, piemēram, ventilatoros, konveijeros vai eskalatoros. Īstermiņa režīms tiek izmantots tādām ierīcēm kā lifts, elektriskais skuveklis. Šajos gadījumos dzinējs darbojas īsu laiku un pēc tam ilgstoši atdziest.

Dzinēja datu lapā ir norādīti tā izmēri un svars. Turklāt, piemēram, dzinējiem, kas paredzēti lidmašīnu modeļiem, ir norādīti nosēšanās izmēri un vārpstas diametrs. Jo īpaši Astro Flight 020 dzinējam ir norādītas šādas īpašības:

• garums ir 1,75”;
• diametrs ir 0,98”;
• vārpstas diametrs ir 1/8”;
• svars ir 2,5 unces.

Secinājumi:

1. Modelēšanā, dažādos tehniskos produktos, rūpniecībā un aizsardzības tehnoloģijās izmanto BLDC, kuros rotējošo magnētisko lauku ģenerē elektroniskā shēma.
2. Pēc konstrukcijas BLDC motoriem var būt iekšējais (ievadošais) vai ārējais (ārējais) rotoru izvietojums.
3. Salīdzinot ar citiem BLDC motoriem, tiem ir vairākas priekšrocības, no kurām galvenās ir suku un dzirksteļu trūkums, augsta efektivitāte un augsta uzticamība.

Sadzīves un medicīnas aprīkojums, lidmašīnu modelēšana, gāzes un naftas cauruļvadu cauruļu slēgpiedziņas - tas nav pilnīgs bezsuku līdzstrāvas motoru (BD) pielietojuma jomu saraksts. Apskatīsim šo elektromehānisko izpildmehānismu konstrukciju un darbības principu, lai labāk izprastu to priekšrocības un trūkumus.

Vispārīga informācija, ierīce, pielietojuma joma

Viens no iemesliem interesei par BD ir pieaugošā vajadzība pēc ātrgaitas mikromotoriem ar precīzu pozicionēšanu. Šādu disku iekšējā struktūra ir parādīta 2. attēlā.

Kā redzat, dizains sastāv no rotora (armatūras) un statora, pirmajam ir pastāvīgais magnēts (vai vairāki magnēti, kas sakārtoti noteiktā secībā), bet otrais ir aprīkots ar spolēm (B), lai izveidotu magnētisko lauku. .

Jāatzīmē, ka šie elektromagnētiskie mehānismi var būt vai nu ar iekšējo enkuru (šāda veida konstrukciju var redzēt 2. attēlā), vai arī ārējie (sk. 3. attēlu).

Attiecīgi katram no dizainparaugiem ir noteikta pielietojuma joma. Ierīcēm ar iekšējo armatūru ir liels rotācijas ātrums, tāpēc tās tiek izmantotas dzesēšanas sistēmās, kā dronu spēkstacijas u.c. Ārējo rotoru izpildmehānismi tiek izmantoti tur, kur nepieciešama precīza pozicionēšana un griezes momenta pretestība (robotika, medicīnas iekārtas, CNC iekārtas utt.).

Darbības princips

Atšķirībā no citām piedziņām, piemēram, maiņstrāvas asinhronās mašīnas, BD darbībai nepieciešams īpašs kontrolieris, kas ieslēdz tinumus tā, lai armatūras un statora magnētisko lauku vektori būtu viens otram ortogonāli. Tas ir, būtībā vadītāja ierīce regulē griezes momentu, kas iedarbojas uz DB armatūru. Šis process ir skaidri parādīts 4. attēlā.

Kā redzat, katrai armatūras kustībai ir jāveic noteikta komutācija bezsuku tipa motora statora tinumā. Šis darbības princips neļauj vienmērīgi kontrolēt rotāciju, bet ļauj ātri iegūt impulsu.

Atšķirības starp suku un bezsuku motoriem

Kolektora tipa piedziņa no BD atšķiras gan pēc konstrukcijas pazīmēm (skat. 5. att.), gan pēc darbības principa.

Apskatīsim dizaina atšķirības. No 5. attēla redzams, ka kolektora tipa motora rotoram (5. att. 1.) atšķirībā no bezsuku motora ir spoles ar vienkāršu tinumu ķēdi, un uz statora (2) ir uzstādīti pastāvīgie magnēti (parasti divi). 5. attēlā). Turklāt uz vārpstas ir uzstādīts komutators, kuram ir pievienotas birstes, kas piegādā spriegumu armatūras tinumiem.

Īsi parunāsim par kolektoru mašīnu darbības principu. Pieliekot spriegumu vienai no spolēm, tā tiek ierosināta un veidojas magnētiskais lauks. Tas mijiedarbojas ar pastāvīgajiem magnētiem, kas liek enkuram un uz tā novietotajam kolektoram griezties. Rezultātā strāva tiek piegādāta otram tinumam, un cikls atkārtojas.

Šādas konstrukcijas armatūras griešanās frekvence ir tieši atkarīga no magnētiskā lauka intensitātes, kas, savukārt, ir tieši proporcionāla spriegumam. Tas ir, lai palielinātu vai samazinātu ātrumu, pietiek ar jaudas līmeņa palielināšanu vai samazināšanu. Un, lai mainītu, ir nepieciešams pārslēgt polaritāti. Šai vadības metodei nav nepieciešams īpašs kontrolieris, jo ātruma regulatoru var izgatavot, pamatojoties uz mainīgu rezistoru, un parastais slēdzis darbosies kā invertors.

Iepriekšējā sadaļā mēs apspriedām bezsuku motoru dizaina iezīmes. Kā atceraties, to savienošanai ir nepieciešams īpašs kontrolieris, bez kura tie vienkārši nedarbosies. Tā paša iemesla dēļ šos dzinējus nevar izmantot kā ģeneratorus.

Ir arī vērts atzīmēt, ka dažos šāda veida piedziņās efektīvākai vadībai rotoru pozīcijas tiek uzraudzītas, izmantojot Hall sensorus. Tas ievērojami uzlabo bezsuku motoru īpašības, bet palielina jau tā dārgā dizaina izmaksas.

Kā iedarbināt bezsuku motoru?

Lai šāda veida diskdziņi darbotos, būs nepieciešams īpašs kontrolleris (skat. 6. att.). Bez tā palaišana nav iespējama.

Nav jēgas pašam montēt šādu ierīci, lētāk un uzticamāk būs iegādāties gatavu. Varat to atlasīt, pamatojoties uz šādiem PWM kanālu draiveru raksturlielumiem:

• Maksimālā pieļaujamā strāvas stiprums, šis raksturlielums ir norādīts normālai ierīces darbībai. Diezgan bieži ražotāji norāda šo parametru modeļa nosaukumā (piemēram, Phoenix-18). Dažos gadījumos tiek norādīta maksimālā režīma vērtība, kuru kontrolieris var uzturēt vairākas sekundes.
• Maksimālais nominālais spriegums nepārtrauktai darbībai.
• Kontroliera iekšējo ķēžu pretestība.
• Pieļaujamais ātrums ir norādīts apgr./min. Pārsniedzot šo vērtību, kontrolieris neļaus palielināt rotāciju (ierobežojums tiek ieviests programmatūras līmenī). Lūdzu, ņemiet vērā, ka ātrums vienmēr ir norādīts divu polu piedziņām. Ja ir vairāk polu pāru, daliet vērtību ar to skaitu. Piemēram, ir norādīts skaitlis 60000 apgr./min, tāpēc 6-magnētiskajam motoram griešanās ātrums būs 60000/3=20000 prm.
• Ģenerēto impulsu frekvence lielākajai daļai kontrolieru šis parametrs svārstās no 7 līdz 8 kHz; dārgāki modeļi ļauj pārprogrammēt parametru, palielinot to līdz 16 vai 32 kHz.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka pirmie trīs raksturlielumi nosaka datu bāzes jaudu.

Bezsuku motora vadība

Kā minēts iepriekš, piedziņas tinumu pārslēgšana tiek kontrolēta elektroniski. Lai noteiktu, kad pārslēgties, vadītājs uzrauga armatūras stāvokli, izmantojot Hall sensorus. Ja diskdzinis nav aprīkots ar šādiem detektoriem, tiek ņemts vērā aizmugurējais EMF, kas rodas nepievienotajās statora spoles. Kontrolieris, kas būtībā ir aparatūras un programmatūras komplekss, uzrauga šīs izmaiņas un nosaka pārslēgšanās secību.

Trīsfāzu bezsuku līdzstrāvas motors

Lielākā daļa datu bāzu ir ieviestas trīsfāzu dizainā. Lai vadītu šādu piedziņu, kontrollerim ir līdzstrāvas-trīsfāzu impulsu pārveidotājs (sk. 7. att.).

Lai izskaidrotu, kā darbojas šāds vārsta motors, kopā ar 7. attēlu, jāņem vērā 4. attēls, kurā pēc kārtas parādīti visi piedziņas darbības posmi. Pierakstīsim tos:

1. Spolēm “A” tiek pielikts pozitīvs impulss, bet “B” – negatīvs, kā rezultātā armatūra kustās. Sensori reģistrēs tā kustību un nosūtīs signālu nākamajai pārslēgšanai.
2. Spole “A” ir izslēgta, un pozitīvs impulss pāriet uz “C” (“B” paliek nemainīgs), pēc tam signāls tiek nosūtīts uz nākamo impulsu komplektu.
3. “C” ir pozitīvs, “A” ir negatīvs.
4. “B” un “A” darbu pāris, kas saņem pozitīvus un negatīvus impulsus.
5. Pozitīvs impulss tiek atkārtoti piemērots “B”, bet negatīvs impulss “C”.
6. Spoles “A” tiek ieslēgtas (+ ir komplektā), un tiek atkārtots “C” negatīvais impulss. Tad cikls atkārtojas.

Šķietamajā vadības vienkāršībā ir daudz grūtību. Ir nepieciešams ne tikai uzraudzīt armatūras stāvokli, lai radītu nākamo impulsu sēriju, bet arī kontrolēt griešanās ātrumu, regulējot strāvu spolēs. Turklāt jums vajadzētu izvēlēties optimālākos paātrinājuma un bremzēšanas parametrus. Ir arī vērts atcerēties, ka regulatoram jābūt aprīkotam ar bloku, kas ļauj kontrolēt tā darbību. Šādas daudzfunkcionālas ierīces izskats redzams 8. attēlā.

Priekšrocības un trūkumi

Elektriskajam bezsuku motoram ir daudz priekšrocību, proti:

• Kalpošanas laiks ir ievērojami garāks nekā parastajiem kolektoru analogiem.
• Augsta efektivitāte.
• Ātri iestatiet maksimālo griešanās ātrumu.
• Tas ir jaudīgāks par CD.
• Dzirksteļu neesamība darbības laikā ļauj piedziņu izmantot ugunsbīstamos apstākļos.
• Nav nepieciešama papildu dzesēšana.
• Viegli izmantot.

Tagad apskatīsim mīnusus. Būtisks trūkums, kas ierobežo datu bāzu izmantošanu, ir to salīdzinoši augstās izmaksas (ieskaitot draivera cenu). Starp neērtībām jāmin nespēja izmantot datubāzi bez draivera pat īslaicīgai aktivizēšanai, piemēram, lai pārbaudītu tās funkcionalitāti. Problēmas remontdarbi, īpaši, ja nepieciešama pārtīšana.

Publicēts 11.04.2014

Regulatora ķēde

Shēma parasti ir sadalīta divās daļās: kreisā ir mikrokontrolleris ar loģiku, labā ir jaudas daļa. Strāvas sekciju var pārveidot, lai tā darbotos ar dažādas jaudas motoriem vai ar atšķirīgu barošanas spriegumu.

Kontrolieris - ATMEGA168. Gardēži var teikt, ka pietiktu ATMEGA88, A AT90PWM3- tas būtu "vismaz saskaņā ar Fen Shui". Es tikko izveidoju pirmo regulatoru “saskaņā ar Fen Shui”. Ja ir iespēja izmantot AT90PWM3– šī būs vispiemērotākā izvēle. Bet manām idejām ar 8 kilobaitu atmiņu absolūti nepietika. Tāpēc es izmantoju mikrokontrolleri ATMEGA168.

Šī shēma bija paredzēta kā testa stends. Uz kura bija paredzēts izveidot universālu, pielāgojamu kontrolieri darbam ar dažādiem bezsuku motoru “kalibriem”: gan ar sensoriem, gan bez pozīcijas sensoriem. Šajā rakstā es aprakstīšu kontroliera programmaparatūras shēmu un darbības principu, lai vadītu bezsuku motorus ar un bez Hall sensoriem.

Uzturs

Ķēdes barošanas avots ir atsevišķs. Tā kā galvenajiem draiveriem ir nepieciešama jauda no 10 V līdz 20 V, tiek izmantota 12 V jauda. Mikrokontrolleris tiek darbināts, izmantojot DC-DC pārveidotāju, kas samontēts uz mikroshēmas. Varat izmantot lineāro stabilizatoru ar izejas spriegumu 5 V. Tiek pieņemts, ka VD spriegums var būt no 12 V un lielāks, un to ierobežo atslēgas draivera un pašu taustiņu iespējas.

PWM un signāli taustiņiem

Pie izejas OC0B(PD5) mikrokontrolleris U1 tiek ģenerēts PWM signāls. Tas iet uz slēdžiem JP2, JP3. Izmantojot šos slēdžus, varat izvēlēties iespēju lietot PWM taustiņiem (augšējiem, apakšējiem vai visiem taustiņiem). Diagrammā ir slēdzis JP2 iestatīt pozīcijā PWM signāla padevei augšējiem taustiņiem. Slēdzis JP3 diagrammā tas ir iestatīts pozīcijā, lai atspējotu PWM signāla piegādi apakšējiem taustiņiem. Nav grūti uzminēt, ka, izslēdzot PWM augšējos un apakšējos slēdžos, izejā iegūsim pastāvīgu “pilnu ātrumu uz priekšu”, kas var saplēst dzinēju vai regulatoru miskastē. Tāpēc, pārslēdzot tos, neaizmirstiet pagriezt galvu. Ja jums nav vajadzīgi šādi eksperimenti - un jūs zināt, kuriem slēdžiem lietosit PWM un kuriem nē, vienkārši nedariet slēdžus. Pēc PWM pārslēgšanās signāls nonāk “&” loģisko elementu ieejās ( U2, U3). Tā pati loģika saņem 6 signālus no mikrokontrollera tapām PB0..PB5, kas ir vadības signāli 6 taustiņiem. Tādējādi loģiskie vārti ( U2, U3) uzlikt PWM signālu uz vadības signāliem. Ja esat pārliecināts, ka lietosit PWM, teiksim, tikai zemākajiem taustiņiem, tad lieki elementi ( U2) var izslēgt no ķēdes, un atbilstošos signālus no mikrokontrollera var piegādāt galvenajiem draiveriem. Tie. Uz augšējo taustiņu draiveriem signāli nonāks tieši no mikrokontrollera, bet uz apakšējiem – caur loģiskiem elementiem.

Atsauksmes (motora fāzes sprieguma uzraudzība)

Motora fāzes spriegums W,V,U caur pretestības sadalītājiem W — (R17, R25), V — (R18, R24), U — (R19, R23) nonāk pie kontrollera ieejas ADC0(PC0), ADC1 (PC1), ADC2 (PC2). Šīs tapas tiek izmantotas kā salīdzinājuma ievades. (Piemērā, kas aprakstīts AVR444.pdf no uzņēmuma Atmel Viņi neizmanto komparatorus, bet mēra spriegumu, izmantojot ADC. Es atteicos no šīs metodes, jo ADC konversijas laiks nebija piemērots ātrgaitas motoru vadīšanai). Rezistīvie dalītāji tiek izvēlēti tā, lai mikrokontrollera ieejai pievadītais spriegums nepārsniegtu pieļaujamo vērtību. Šajā gadījumā rezistori 10K un 5K tiek dalīti ar 3. Tas ir. Pieslēdzot dzinēju 12V. tiks piegādāts mikrokontrolleram 12V*5K/(10K+5K) = 4V. Atsauces spriegums salīdzinājumam (ieeja AIN1) tiek piegādāts no puses motora barošanas sprieguma caur dalītāju ( R5, R6, R7, R8). Lūdzu, ņemiet vērā, ka rezistori ( R5, R6) pēc nominālvērtības ir tādi paši kā ( R17, R25), (R18, R24),(R19, ​​R23). Tālāk spriegums tiek uz pusi samazināts ar dalītāju R7, R8, pēc kura tas iet uz kāju AIN1 mikrokontrollera iekšējais komparators. Slēdzis JP1ļauj pārslēgt atsauces spriegumu uz rezistoru radīto “viduspunkta” spriegumu ( R20, R21, R22). Tas tika darīts eksperimentu nolūkos un neattaisnojās. Ja nav nepieciešams, JP1, R20, R21, R22 var izslēgt no shēmas.

Zāles sensori

Tā kā kontrolieris ir universāls, tam ir jāsaņem signāli no Hall sensoriem, ja tiek izmantots motors ar sensoriem. Tiek pieņemts, ka Hall sensori ir diskrēti, tipa SS41. Ir iespējams izmantot arī cita veida sensorus ar diskrētu izvadi. Signāli no trim sensoriem tiek uztverti caur rezistoriem R11, R12, R13 uz slēdžiem JP4, JP5, JP6. Rezistori R16, R15, R14 darbojas kā pievilkšanas rezistori. C7, C8, C9- filtra kondensatori. Slēdži JP4, JP5, JP6 ir izvēlēts atgriezeniskās saites veids motoram. Papildus slēdžu stāvokļa maiņai regulatora programmatūras iestatījumos jānorāda atbilstošs dzinēja tips ( Bez sensora vai Sensorēts).

Analogo signālu mērījumi

Pie ieejas ADC5 (PC5) caur dalītāju R5, R6 Tiek piegādāts motora barošanas spriegums. Šo spriegumu kontrolē mikrokontrolleris.

Pie ieejas ADC3 (PC3) No strāvas sensora tiek saņemts analogais signāls. Strāvas sensors ACS756SA. Šis ir strāvas sensors, kura pamatā ir Hola efekts. Šī sensora priekšrocība ir tāda, ka tas neizmanto šuntu, kas nozīmē, ka tā iekšējā pretestība ir tuvu nullei, tāpēc uz tā nerodas siltums. Turklāt sensora izeja ir analoga 5 V robežās, tāpēc tā tiek piegādāta mikrokontrollera ADC ieejai bez pārveidošanas, kas vienkāršo ķēdi. Ja jums ir nepieciešams sensors ar lielāku strāvas mērīšanas diapazonu, vienkārši nomainiet esošo sensoru ar jaunu, nemainot ķēdi.

Ja vēlaties izmantot šuntu ar sekojošu pastiprināšanas un saskaņošanas ķēdi, lūdzu, dariet to.

Signālu iestatīšana

Signāla iestatīšana motora apgriezieniem no potenciometra RV1 ievada ievadi ADC4 (PC4). Pievērsiet uzmanību rezistoram R9– tas šuntē signālu potenciometra vada pārrāvuma gadījumā.

Turklāt ir ieeja R.C. signālu, ko plaši izmanto tālvadības modeļos. Vadības ievades izvēle un tās kalibrēšana tiek veikta kontrollera programmatūras iestatījumos.

UART interfeiss

Signāli TX, RX tiek izmantoti, lai konfigurētu kontrolieri un sniegtu informāciju par kontroliera stāvokli - dzinēja apgriezienu skaitu, strāvu, barošanas spriegumu utt. Lai konfigurētu kontrolieri, varat to savienot ar datora USB portu, izmantojot . Konfigurācija tiek veikta, izmantojot jebkuru termināļa programmu. Piemēram: Hipertermināls vai Špakteles .

Cits

Ir arī reversie kontakti - mikrokontrollera izeja PD3. Ja aizverat šos kontaktus pirms dzinēja iedarbināšanas, dzinējs griezīsies pretējā virzienā.

Izejai ir pievienota gaismas diode, kas norāda regulatora statusu PD4.

Spēka daļa

Izmantoti galvenie draiveri IR2101. Šim vadītājam ir viena priekšrocība - zemā cena. Piemērots vājstrāvas sistēmām, jaudīgām atslēgām IR2101 būs vājš. Viens draiveris kontrolē divus “N” kanālu MOSFET tranzistorus (augšējo un apakšējo). Mums ir vajadzīgas trīs šādas mikroshēmas.

Taustiņi jāizvēlas atkarībā no motora maksimālās strāvas un barošanas sprieguma (atslēgu un draiveru izvēlei tiks veltīts atsevišķs raksts). Diagramma parāda IR540, tika faktiski izmantoti K3069. K3069 paredzēts spriegumam 60V un strāvai 75A. Tas ir acīmredzami par daudz, bet es tos saņēmu bez maksas lielos daudzumos (novēlu jums tādu pašu laimi).

Kondensators C19 ieslēdzas paralēli barošanas akumulatoram. Jo lielāka tā ietilpība, jo labāk. Šis kondensators aizsargā akumulatoru no strāvas pārspriegumiem un taustiņus no ievērojamiem sprieguma kritumiem. Ja šī kondensatora nav, jums tiek garantēts, ka jums būs vismaz problēmas ar atslēgām. Ja akumulatoru pievienojat tieši pie VD– var izlēkt dzirkstele. Dzirksteļu slāpēšanas rezistors R32 izmanto, kad ir pievienots strāvas akumulatoram. Mēs nekavējoties savienojam " – "baterijas, tad kalpo" + " Sazināties Pretdzirksteļi. Strāva plūst caur rezistoru un vienmērīgi uzlādē kondensatoru C19. Pēc dažām sekundēm pievienojiet akumulatora kontaktu VD. Ar 12V barošanas avotu jūs nevarat darīt Antispark.

Programmaparatūras iespējas

• spēja vadīt dzinējus ar un bez sensoriem;
• bezsensoru motoram ir trīs palaišanas veidi: nenosakot sākotnējo stāvokli; ar sākotnējās pozīcijas noteikšanu; kombinēts;
• fāzes virzīšanas leņķa regulēšana bezsensoru motoram ar soli 1 grādi;
• iespēja izmantot vienu no divām galvenajām ieejām: 1-analog, 2-RC;
• ieejas signālu kalibrēšana;
• dzinēja reverss;
• kontroliera iestatīšana caur UART portu un datu saņemšana no kontrollera darbības laikā (apgr./min, strāva, akumulatora spriegums);
• PWM frekvence 16,32 KHz.
• PWM signāla līmeņa iestatīšana dzinēja iedarbināšanai;
• Akumulatora sprieguma kontrole. Divi sliekšņi: ierobežojums un nogriešana. Kad akumulatora spriegums nokrītas līdz ierobežojošajam slieksnim, dzinēja apgriezienu skaits samazinās. Nokrītot zem nogriešanas sliekšņa, notiek pilnīga apstāšanās;
• motora strāvas kontrole. Divi sliekšņi: ierobežojums un nogriešana;
• regulējams vadības signāla slāpētājs;
• iestatījums Dead time for keys

Regulatora darbība

Iekļaušana

Regulatora un motora barošanas spriegums ir atsevišķi, tāpēc var rasties jautājums: kādā secībā pielikt spriegumu. Es iesaku pielikt spriegumu regulatora ķēdei. Un pēc tam pievienojiet motora barošanas spriegumu. Lai gan ar citu secību problēmu nebija. Attiecīgi, vienlaikus pieslēdzot spriegumu, nebija nekādu problēmu.

Pēc ieslēgšanas dzinējs izdod 1 īsu signālu (ja skaņa nav izslēgta), LED iedegas un pastāvīgi iedegas. Regulators ir gatavs darbam.

Lai iedarbinātu dzinēju, ir jāpalielina komandas signāla vērtība. Ja tiek izmantots galvenais potenciometrs, dzinējs iedarbināsies, kad komandas spriegums sasniedz aptuveni 0,14 V. Ja nepieciešams, varat kalibrēt ieejas signālu, kas ļauj izmantot agrākus vadības spriegumu diapazonus. Noklusējuma signāla slāpētājs ir konfigurēts. Ar strauju iestatītā signāla lēcienu dzinēja apgriezieni palielināsies vienmērīgi. Amortizatoram ir asimetrisks raksturlielums. Ātruma atiestatīšana notiek bez kavēšanās. Ja nepieciešams, amortizatoru var noregulēt vai pilnībā izslēgt.

Palaist

Bezsensoru dzinējs tiek iedarbināts ar iestatījumos iestatīto palaišanas sprieguma līmeni. Iedarbināšanas brīdī droseles sviras pozīcijai nav nozīmes. Ja palaišanas mēģinājums neizdodas, iedarbināšanas mēģinājums tiek atkārtots, līdz dzinējs sāk normāli griezties. Ja dzinējs nevar iedarbināties 2-3 sekunžu laikā, jums jāpārtrauc mēģinājums, jāizņem gāze un jāturpina regulēt regulatoru.

Kad dzinējs apstājas vai rotors mehāniski iestrēgst, tiek iedarbināta aizsardzība un regulators mēģina restartēt dzinēju.

Dzinēja iedarbināšana ar Hola sensoriem tiek veikta arī, izmantojot dzinēja iedarbināšanas iestatījumus. Tie. Ja dodat pilnu droseļvārstu, lai iedarbinātu dzinēju ar sensoriem, regulators piegādās starta iestatījumos norādīto spriegumu. Un tikai pēc tam, kad motors sāks griezties, tiks pieslēgts pilns spriegums. Tas ir nedaudz neparasti sensoru dzinējam, jo ​​šādi dzinēji galvenokārt tiek izmantoti kā vilces dzinēji, un šajā gadījumā maksimālā griezes momenta sasniegšana palaišanas laikā var būt sarežģīta. Tomēr šim regulatoram ir funkcija, kas pasargā dzinēju un regulatoru no atteices dzinēja mehāniskas iesprūšanas dēļ.

Darbības laikā regulators nodrošina datus par dzinēja apgriezienu skaitu, strāvu, akumulatora spriegumu caur UART portu šādā formātā:

E: minimālais akumulatora spriegums: maksimālais akumulatora spriegums: maksimālā strāva: dzinēja apgriezieni (apgr./min.) A: pašreizējais akumulatora spriegums: pašreizējā strāva: pašreizējais dzinēja apgriezienu skaits (apgr./min)

Dati tiek izdoti ar aptuveni 1 sekundes intervālu. Pārsūtīšanas ātrums portā 9600.

Regulatora iestatīšana

Lai konfigurētu kontrolieri, tam jābūt savienotam ar datoru, izmantojot . Pārsūtīšanas ātrums portā 9600.

Kontrolieris pārslēdzas uz iestatīšanas režīmu, kad regulators ir ieslēgts, kad potenciometra iestatīšanas signāls ir lielāks par nulli. Tie. Lai pārslēgtu regulatoru uz iestatīšanas režīmu, pagrieziet iestatīšanas potenciometra pogu un pēc tam ieslēdziet regulatoru. Terminālī parādīsies uzvedne simbola “ > “. Pēc tam jūs varat ievadīt komandas.

Kontrolieris pieņem šādas komandas (iestatījumu un komandu kopa dažādās programmaparatūras versijās var atšķirties):

h– parādīt komandu sarakstu;
? – iestatījumu izvade;
c– braukšanas signāla kalibrēšana;
d– atiestatīt iestatījumus uz rūpnīcas iestatījumiem.

komanda" ? ” terminālī parāda visu pieejamo iestatījumu sarakstu un to nozīmi. Piemēram:

Motor.type=0 motor.magnets=12 motor.angle=7 motor.start.type=0 motor.start.time=10 pwm=32 pwm.start=15 pwm.min=10 voltage.limit=128 voltage.cutoff =120 current.limit=200 current.cutoff=250 system.sound=1 system.input=0 system.damper=10 system.deadtime=1

Varat mainīt vēlamo iestatījumu, izmantojot komandu šādā formātā:

<настройка>=<значение>

Piemēram:

pwm.start=15

Ja komanda tika dota pareizi, iestatījums tiks lietots un saglabāts. Jūs varat pārbaudīt pašreizējos iestatījumus pēc to maiņas ar komandu " ? “.

Analogo signālu (sprieguma, strāvas) mērījumi tiek veikti, izmantojot ADC mikrokontrolleri. ADC darbojas 8 bitu režīmā. Mērījumu precizitāte ir apzināti pazemināta, lai nodrošinātu pieņemamu analogā signāla pārveidošanas ātrumu. Attiecīgi kontrolieris izvada visas analogās vērtības 8 bitu skaitļa veidā, t.i. no 0 līdz 255.

Iestatījumu mērķis:

Iestatījumu saraksts, to apraksts:

* – 8 bitu analogo-ciparu pārveidotāja skaitliskā vērtība.
Aprēķināts, izmantojot formulu: ADC = (U*R6/(R5+R6))*255/5
Kur: U- spriegums voltos; R5, R6– sadalītāja rezistoru pretestība omi.