Схема для бесколлекторного двигателя: Схема контроллера бесколлекторного двигателя

Содержание

Схема контроллера бесколлекторного двигателя

Сайт помогает найти что-нибудь интересное в огромном ассортименте магазинов и сделать удачную покупку. Если Вы купили что-то полезное, то, пожалуйста, поделитесь информацией с другими. Также у нас есть DIY сообщество , где приветствуются обзоры вещей, сделанных своими руками. Ожившая классика.




Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Управление регулятором скорости бесколлекторного двигателя

  • Что такое бесколлекторный двигатель постоянного тока, как он устроен и работает

  • TMCC160 — контроллер и драйвер бесколлекторного двигателя в одном корпусе

  • roboforum. ru

  • Контроллер трехфазного бесколлекторного двигателя постоянного тока с минимальными ресурсами

  • Источник схем

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Электробайк. Контроллер двигателя своими руками. Олег Макаренко. Митап 04.03.17

Управление регулятором скорости бесколлекторного двигателя



В статье обсуждаются требования к минимальным ресурсам, необходимым микроконтроллеру на базе Microchip PIC12 для управления скоростью трехфазного бесколлекторного двигателя постоянного тока BLDC.

Предполагается, что читатели знакомы с алгоритмами управления указанного типа двигателей. Каковы должны быть минимальные ресурсы микроконтроллера, работающего в составе привода трехфазного BLDC-мотора? Для ответа на этот вопрос необходимо соотнести возможности чипсета с принципами управления указанного двигателя и предъявляемыми к устройству функциональными требованиями.

Если мы рассматриваем рынок простых и дешевых схем управления скоростью в таких применениях, как вентиляторы и насосы, то проблема может быть существенно упрощена. Кроме того, наличие многофункциональных выходов в пользовательском интерфейсе позволяет изменять их назначение. Благодаря этому, используя определенную технику минимизации, можно сократить количество задействованных контактов процессора и снизить таким образом требования к его ресурсам.

Блок-схема управления BLDC-мотором Общее количество независимых подключений контроллера составляет 11 пять входов и шесть выходов. Это число можно минимизировать в случае, если микроконтроллер поддерживает многофункциональность выводов и имеет развитую периферию.

Технология минимизации ресурсов В случае, если используется стандартный шестиступенчатый алгоритм управления BLDC-мотором, в каждый момент времени только два транзистора инвертора один в верхнем плече и один в нижнем находятся во включенном состоянии. Управление ключами трехфазного силового каскада не является комплиментарным, транзисторы открываются в т. С точки зрения минимизации логики это является преимуществом, поскольку два из трех ключей верхнего уровня закрыты при нормальной работе привода.

Сигнал управления третьим транзистором может быть извлечен из двух других с помощью нескольких резисторов и транзисторного инвертора, подключенного к третьему входу верхнего уровня моста см.

Таким образом удается сократить количество использованных выводов контроллера с шести до пяти. Датчики Холла, как правило, встраиваются в BLDC-двигатель, поэтому целесообразно интегрировать в мотор и схему, формирующую цифровой интерфейс для их связи с микроконтроллером. Для запуска мотора и задания скорости при включении системы один из входов верхнего плеча трехфазного инвертора может быть сконфигурирован как аналоговый вход. Для реализации данной задачи этот вывод подключается к резистивному делителю и потенциометру уставки, что позволяет задать и считать значение скорости перед пуском мотора.

В аналоговом режиме работы входа, несмотря на то, что один из транзисторов верхнего плеча открывается, это не приводит к появлению тока в двигателе, поскольку все ключи нижнего плеча закрыты. Таким образом, остановка мотора реализуется программно-аппаратным методом в процессе выбега. В простейшем случае функция остановки может выполняться нормально-разомкнутым тумблером, подключенным параллельно описанной выше цепи защиты от токовой перегрузки.

Этот тип PIC-контроллера имеет встроенный параллельный стабилизатор, соединенный с источником питания через резистор, номинал которого выбирается в зависимости от условий работы. Таким образом, в случае перегрузки питание микросхемы может быть отключено схемой защиты по току, подключенной параллельно стабилизатору. Здесь не учтен тот факт, что для управления скоростью необходима широтно-импульсная модуляция напряжения, поступающего на BLDC-мотор.

В нашем случае контрольные импульсы должны поступать на транзисторы нижнего уровня. В реальности, поскольку в системе используется режим шестиступенчатого управления, ШИМ-сигнал в любой момент времени подается только на один из трех нижних ключей инвертора. Подобная возможность представляется очень удобной, поскольку импульсы могут вырабатываться через ECCP только по двум выводам, в то время как для работы схемы их требуется три, что доступно в режиме APCFG.

Аппаратная реализация схемы Программа управления использует сигнал одного датчика Холла для синхронизации импульсов управления транзисторами инвертора, а также для определения моментов времени коммутации по так называемой технологии точного расчета траектории.

Помимо всего прочего, это позволяет сформировать замкнутый контур управления скоростью при помощи простейшего ПИД-регулятора, на который поступает сигнал ошибки по скорости рис. Блок-схема управления скоростью мотора Выход PI-контроллера загружается в регистр коэффициента заполнения импульсов CCPR1, занимая восемь старших разрядов. Выход подсистемы формирования ШИМ-сигнала коммутируется вместе с одним из трех транзисторов нижнего плеча инвертора, что позволяет осуществлять управление мотором и контроль скорости.

После подачи команды на запуск привода происходит оценка положения ротора и активируется программа формирования короткой разомкнутой петли регулирования.

Она работает до тех пор, пока не будет продетектировано появление следующего сигнала датчика Холла. С этого момента времени коммутация инвертора синхронизируется с положением ротора. После успешной обработки двух сигналов датчика Холла программа переключается в режим работы с замкнутой обратной связью по скорости.

Аппаратная реализация системы управления включает трехфазный BLDC-мотор, низковольтный силовой модуль инвертора и контроллер PIC12F, подключенный к модифицированной демо-плате Microchip. Гибкая внутренняя периферия PIC12HV и встроенный параллельный регулятор дают возможность создать схему рис. Таким образом, создана основа для проектирования простых и дешевых систем управления скоростью в случаях, когда не требуется высокая точность работы привода.

Компоненты силовой электроники. Силовые разъемы. Источники питания. Системы охлаждения. Индукционный нагрев. Электромагнитная совместимость. Автомобильная электроника. Качество электроэнергии. Технологии силовой электроники.

Справочные материалы. Параметрический поиск источников питания. Поиск: Расширенный поиск. Контроллер трехфазного бесколлекторного двигателя постоянного тока с минимальными ресурсами Мартин Хилл Перевод: Евгений Карташев В статье обсуждаются требования к минимальным ресурсам, необходимым микроконтроллеру на базе Microchip PIC12 для управления скоростью трехфазного бесколлекторного двигателя постоянного тока BLDC.

Блок-схема управления BLDC-мотором. Аппаратная реализация схемы. Блок-схема управления скоростью мотора. Оцените, пожалуйста, удобство и практичность usability сайта: 0 1 1 1 Хорошо blue Нормально grey Плохо red. Компоненты силовой электроники Силовые разъемы Электроприводы Источники питания Системы охлаждения Индукционный нагрев Электромагнитная совместимость Оборудование Автомобильная электроника Качество электроэнергии Софт Технологии силовой электроники Справочные материалы Параметрический поиск источников питания.

Хорошо blue. Нормально grey. Плохо red. Тел: Факс:

Что такое бесколлекторный двигатель постоянного тока, как он устроен и работает

Тема раздела Самодельная электроника, компьютерные программы в категории Общие вопросы ; И как Вы думаете, много ли владельцев алайновских регуляторов на 60А читает Ваше сообщение? Маркировку элементов надо давать или макро-фотографию Правила форума. Правила Расширенный поиск. Форум Общие вопросы Самодельная электроника, компьютерные программы Контроллер бесколлекторного двигателя. Контроллер бесколлекторного двигателя Тема раздела Самодельная электроника, компьютерные программы в категории Общие вопросы ; И как Вы думаете, много ли владельцев алайновских регуляторов на 60А читает Ваше сообщение? Опции темы Версия для печати Отправить по электронной почте… Подписаться на эту тему….

Задача контроллера состоит в том, что бы передать энергию постоянного Схема подключения обмоток бесколлекторного мотора.

TMCC160 — контроллер и драйвер бесколлекторного двигателя в одном корпусе

Управляемый контроль тока мотора. Как ограничение по максимальному току, так и оперативное управление предельным током мотора. Диапазон контроля токов 0. Режим синхронной скорости вращения с активным торможением мотора при снижении скорости чисто автомобильная фича. Возможность очень медленного вращения до 10rpm и фиксации ротора в заданном положении. То есть надо совместить автомобильное и gimbal применение для моторов с малым сопротивлением статора.. Если нет, то какой камень рекомендуете к применению, желательно для управления 2-я моторами сразу? Есть варианты дешевле?

roboforum.ru

На роторе бесколлекторного двигателя установлены постоянные магниты,. На рисунке 1 приведена схема двигателя SUM. На статоре.. Транзисторный регулятор бездатчикового бесколлекторного двигателя. Холла, устройства контролирующие положение ротора бесколлекторного двигателя.

Как вы уже знаете из прошлых постов, у нас в компании есть DIY-движение.

Контроллер трехфазного бесколлекторного двигателя постоянного тока с минимальными ресурсами

Драйвер бесколлекторного двигателя Здравствуйте, коллеги! Заказал себе бесколлекторный двигатель током А, но не заказал Запуск бесколлекторного двигателя от hdd Пробую раскрутить двигатель от жёсткого диска с помощью arduino. После долгих попыток оно Выбор мощного бесколлекторного двигателя Добрый день, форумчане! Есть задача — телега должна тягать груз 30 кг по ангару со скоростью

Источник схем

В ассортименте полупроводниковых компонентов производства компании Texas Instruments широко представлены микросхемы драйверов для управления всеми типами электродвигателей , которые, совершенствуясь, находят все более широкое применение в самом различном оборудовании. Компания предлагает решения для создания приводов, работающих в широком диапазоне токов и напряжений, обеспечивающих надежную и удобную эксплуатацию коллекторных , бесколлекторных и шаговых двигателей с полным комплексом защит по току, напряжению и температуре. Электродвигатели находят широчайшее применение в современном высокотехнологическом укладе жизни. Этот тип электромеханического привода по-прежнему является одним из наиболее распространенных и востребованных. Электродвигатели самого разного назначения являются одной из основных составляющих любого производства, повсеместно используются в офисной и домашней технике, в системах мониторинга и управления зданий и объектов. Очень широкое распространение электродвигатели нашли на современном транспорте. Еще более впечатляющее будущее уготовано электродвигателям в электромобилях и роботах. С развитием технологий традиционные двигатели совершенствуются и находят все новые области применения.

Контроллер для бесколлекторного двигателя схема. Принципиальная схема контроллера шагового двигателя. Схема.

Автор: AntonChip. Дата публикации: 30 апреля Бесколлекторные двигатели с датчиками Холла Sensored brushless motors применяются как тяговые, в электроприводах, где нужен высокий крутящий момент при низких оборотах. Переключение обмоток двигателя происходит по сигналу датчиков.

By hydrargyrum , November 30, in Дайте схему! То есть я понимаю для чего тот или иной компонент, но по моему мнению эти компоненты часто избыточны. На мой взгляд их можно заменить более дешевыми обычными транзисторами. Хочу обсудить именно этот кусок схемы не отвлекаясь на другие части, такие как обратная связь и т.

Коммутатор состоит из 6 транзисторов, они и подают ток в ту или иную обмотку, в зависимости от положения ротора. Коллектор в КДПТ служит узлом переключения тока в обмотках якоря.

В статье обсуждаются требования к минимальным ресурсам, необходимым микроконтроллеру на базе Microchip PIC12 для управления скоростью трехфазного бесколлекторного двигателя постоянного тока BLDC. Предполагается, что читатели знакомы с алгоритмами управления указанного типа двигателей. Каковы должны быть минимальные ресурсы микроконтроллера, работающего в составе привода трехфазного BLDC-мотора? Для ответа на этот вопрос необходимо соотнести возможности чипсета с принципами управления указанного двигателя и предъявляемыми к устройству функциональными требованиями. Если мы рассматриваем рынок простых и дешевых схем управления скоростью в таких применениях, как вентиляторы и насосы, то проблема может быть существенно упрощена.

Компания Trinamic известна своими интегральными решениям для управления шаговыми двигателями. На этот раз фирма сделала значительный рывок вперед и выпустила микросхему контроллера бесколлекторных двигателей TMCC Она объединяет в одном корпусе процессор Cortex-M4 и драйвер силового трехфазного моста. Благодаря поддержке широкого спектра интерфейсов и датчиков положения TMCC способна стать базовой микросхемой для электроприводов: как для простых, так и для сложных и ответственных приложений.



Перемотка бесколлекторного мотора.

Для намотки эл. моторов используется медный эмалированный провод.
ПЭВ-2
ПЭТ-155 (температурный индекс 155℃)
ПЭТ-180 (т. и. 180℃)
Они имеют очень прочное покрытие из модифицированного полиэфира и выдерживают шоковый нагрев провода без повреждения изоляции за 200℃.
Такие провода имеют темно-вишневый цвет лака.

Ток и толщина провода:
1А — 0.05мм, 3А -0.11мм, 10А-0.25мм, 15А-0.33мм, 20А-0.4мм, 30А-0.52мм, 40А-0.63мм, 50А-0.73мм, 60А-0.89мм,70А-0.92мм, 80А-1.00мм, 90А-1.08мм, 100А -1.16мм

Можно мотать тонким проводом в несколько жил.
Преимущества и недостатки:
1 — Тонкий провод легче наматывать.
2 — Тонкий провод лучше заполняет зубы, тут можно поспорить, из моей практики, мотал одной жилой более толстого сечения чем до этого был намотан мотор при максимальном заполнении зубов в обоих случаях.
Мне кажется в тонком проводе очень много сечения уходит на лак, в то время как у толстой жилы только одна проблема с заполняемостью, она не заполняет хорошо углы.
3 — Тонкий провод в основном сгорает от перегрева внутренних обмоток, отсутствует достаточный обдув.
4 — Вентиляция толстого провода лучше из-за небольшого количества слоев, 1-2 не больше в основном.

Для получения максимального КПД мотора, необходимо стремиться получить как можно меньшее сопротивление обмоток. Чем меньше сопротивление, тем меньше потери в обмотке и тем выше эффективность мотора. Для достижения этой цели необходимо использовать как можно более толстый провод.

Слишком тонкий провод дает большое сопротивление, и вы не сможете пропустить нужный ток через двигатель. Если просто поднять напряжение, по закону Ома произойдет увеличение тока. Но потери в обмотках(нагрев) сильно возрастут , что приведет к разрушению двигателя.
Для модельных двигателей обычно используется провод диаметром 0.3-0.6 мм, Скопион сейчас мотают проводом 0.35 в несколько жил.

Расчет сопротивления обмотки двигателя я изложил в в другой теме.

Восстанавливаем изоляцию статора.
Перед тем как начать мотать мотор необходимо убедиться, что статор сверху полностью покрыт изоляцией (зеленое покрытие), если нет то восстанавливаем изоляцию.

  1. Смола UHU PLUS 300 с порошковым наполнителем, типа окиси цинка.
    2 Хаммерайт зеленый, краска ,очень хорошо, но очень долго сохнет.

  2. Если повреждения небольшие то густой циакрин 2 — 3 слоя. (Очень плохо держится на металле, не рекомендую.)

  3. На голое железо, зашкурив клею стеклотекстолит 0.3мм а потом по контуру вот такой фрезой не быстрей чем на 10000об, (выше часто ломаются)машинкой типа проксон-дремель, вручную по контуру.
    hivolt
    Намотка мотора

  4. Не отрезать провод от катушки если мотаете одной жилой, это сэкономит провод.

  5. Закрепить статор в какое нибудь приспособление, а затем, используя обе руки, наматывать витки с нужным усилием, чтобы обмотки получались более компактными.

  6. Не использовать металлический инструмент для заправки или уплотнения провода, использовать только дерево или пластик. Хорошо подходят пластиковые карты.

  7. Выточить из дерева оправку для выравнивания провода между зубами.
    Подобные оправки можно делать по ходу намотки мотора.

  8. Чтобы узнать длину провода для одной фазы, необходимо намотать тонким проводом или ниткой необходимое количество витков на один зуб, далее разматываем и измеряем длину, дальше умножаем на количество зубов, это и будет длина провода одной фазы.

Схема намотки статора с 9 зубами

hivolt:

Треугольник соединяйте 1-5, 2-6, 3-4.

Где 1-2-3 начало а 5-6-4 концы. Те применительно к картинке снизу С(начало) будет -1 и далее ведем счет справо на лево до 6го вывода, по такому порядку и соединяем провода.

Основная схема намотки приведена на картинке ниже.

Как можно объяснить этот эскиз в текстовом формате?
Существует простая форма записи для обозначения намотки:
Обычно статор мотается 3 проводами. Назовем их ‘A’, ‘B’ и ‘С’. Если смотреть на статор сбоку, то намотка провода по часовой стрелке будет обозначена заглавной буквой, а намотка против часовой стрелки — маленькой.
Таким образом,на схеме намотки 9ти полюсного мотора мы должны мотать все зубья в одном направлении, один за другим что видно в текстовой схеме “ABCABCABC”. Девять букв, по одной букве для каждого зуба.
Итак берем провод, оставляем около 10 см, и мотаем первый зуб по часовой стрелке. Затем перекидываем провод на 4й зуб и мотаем его. И в заключение мотаем 7й зуб. Потом вторым проводом мотаем зубья 2, 5 и 8. И в завершение третьим проводом мотаем 3, 6 и 9 зубья.
Переход с зуба на зуб изолировать термоусадкой.

Соединение проводов
Кроме принципиальной схемы сборки, электродвигатели соединенными звездой, функционируют значительно мягче, чем двигатели, имеющие соединение обмоток в треугольник. Но при соединении звездой электродвигатель не имеет возможности развивать свою полную паспортную мощность. Тогда как, при соединении обмоток в треугольник двигатель всегда работает на полную заявленную мощность, которая почти в полтора раза выше, чем при соединении в звезду. Большим недостатком соединения треугольником являются очень большие величины пусковых токов.

Итак, у нас есть намотанный статор и из него торчит 6 проводов. Три провода из них — это начала обмоток, и 3 другие концы. Необходимо заранее маркировать провода.
Есть 6 концов, но только 3 из них подключаются к контроллеру скорости. Теперь, чтобы завершить перемотку необходимо выбрать схему подключения (базируясь на желаемом предназначении мотора).
Существует две конфигурации которыми можно соединить выводы статора:
Первая называется Звезда (Star или ‘Y’), а вторая — Треугольник (Delta).

Каждая конфигурация предлагает немного разные свойства и влияет на мощность мотора. Однако, изготовители двигателей еще не решили, какая схема является лучшим вариантом.
Диаграммы ниже показывают электрические схемы для этих соединений.

После этих картинок, сразу понятно почему эти схемы так называются.

Как правило, соединение “Треугольник” выбирается, если вы хотите получить высоко оборотистый мотор и соединение “Звездой” используется для получения более низких оборотов двигателя и позволяет использовать большие винты.

Если рассмотреть соединение Треугольником и подать напряжение на два вывода, во всех обмотках потечет ток. Для демонстрации того как ток распределиться между обмотками, предположим, что сопротивление одной фазы равно 1 Ом. В этом случае, у нас есть фаза А в 1 Ом, соединенная в паралель с 2мя другими фазами B и С (B и С соединены последовательно) сопротивлением в 2 Ома. По закону Ома можно подсчитать, что 2/3 всего тока пойдут через фазу А и оставшаяся 1/3 пойдет через фазы B и C. Результирующее сопротивление которое увидит контроллер будет 0,66 Ом.

Если мы соединим выводы по схеме Звезда, то весь ток будет всегда идти через 2 фазы в любой момент времени.
Результирующее сопротивление для регулятора будет 2 Ома.

Если мы нагрузим мотор напряжением в 10В, то получим ток около 15А при соединении Треугольником и всего лишь 5А при соединении Звездой. Надо сказать, что соединение треугольником в данном случае дает большую мощность. Так-же, мы получим большие токи, но усилие для поворачивания большого винта может оказаться недостаточным. Можно подать на мотор большее напряжение и все же заставить этот винт крутиться, но возможно, что мотор от этого опять сгорит.

Обороты и напряжение (об/В)

От того как вы намотаете мотор будет зависеть с какими оборотами он будет крутиться и какую батарею вам придется использовать для получения нужной тяги.
Если взять мотор без винта и дать полный газ на, скажем, 6В, мотор будет крутить на своих максимальных оборотах.
Если измерить эти обороты и поделить их на напряжение батареи, мы получим характеристику называемую Обороты на Вольт (RPM per Volt). После того как мы узнали эту характеристику мы уже сможем сказать, как быстро мотор будет крутить на нужном нам напряжении.

Например, наш мотор крутит 8000 Оборотов на 6В.

8000 / 6 = 1333 Об/в

В этом случае с батареей на 10В мотор будет выдавать 13330 Оборотов.
Эта характеристика помогает нам понять на что способен наш мотор, и подходит ли он для поставленной задачи.
Если нам нужен мотор для импеллера, тогда необходимо чтобы мотор имел более высокие Об/В.
Для 3D самолетов, необходимо вращать больший винт, и поэтому обычно используют моторы с более низким Об/В.

Под нагрузкой количество оборотов естественно упадет.

Возвращаясь назад к схемам Треугольника и Звезды. Имеется зависимость между этими двумя схемами и расчетом характеристики Об/В. Если вы соединили мотор звездой и измерили его обороты, вы можете подсчитать какие Об/В получатся при использовании схемы Треугольник и наоборот.

Для перевода от Звезды к Треугольнику надо домножить Об/В на 1.73
Для перевода от Треугольника к Звезде — домножить на 0. 578

Таким образом, у нас появляется реальный инструмент для изменения характеристик мотора в зависимости от простой схемы подключения. Некоторые моделисты, зашли так далеко, что подключают все 6 проводов к небольшому блоку коммутации, что позволяет им менять схему в любое время.

Итак, как определить/рассчитать необходимое количество витков и оборотов/В перед намоткой двигателя?

Существуют специальные программы для расчета количества витков при определенных размерах статора и толщины зубов для получения нужного количества оборотов. Но в большинстве случаев, мы просто наматываем максимально возможное количество витков и измеряем параметры получившегося мотора. Используя полученные данные, уже можно понять устраивает нас такое положение дел или нет, и что делать для достижения цели. Метод “тыка” тоже работает достаточно хорошо.

Выводы:
В качестве инструкции можно привести несколько утверждений:
Чем больше витков намотано на зуб, тем большее магнитное поле будет получено на том-же токе.
Чем сильнее поле, тем больший крутящий момент и меньшее количество оборотов на вольт.
Для получения высоких Об/В, необходимо мотать меньшее количество витков. Но вместе с этим падает и крутящий момент. Для компенсации момента, обычно на мотор подают более высокое напряжение.
Соединение Звездой дает больший крутящий момент и меньшее количество Об/В чем соединение Треугольником.

Часть 2. Схемы намотки бесколлекторных двигателей
Можно воспользоваться вот этим калькулятором.

Пояснения к данной таблице:
(A) — мотать по часовой стрелке
(a) — мотать против часовой стрелки
(-) — оставить зуб пустым (Для LRK схем)
Цвета:
черный — не работает
оранжевый -работает, но не очень хорошо
белый — работает
голубой — работает хорошо

Автор описывает 16 способов намотать одно и тоже на 4 зуба. Во всех случаях зубья намотаны по следующей схеме:
Зуб 1 = “A”
Зуб 2 = “a” (схема намотки противоположна зубу 1)
Зуб 7 = “a”
Зуб 8 = “A”
Пример нескольких схем намотки(Начала(Anf) и концы(Ende) обмоток отмечены):
Простая намотка по методом 1278cw.
Схема: AabBCcaABbcC
Данная намотка предназначена для соединения звездой.
Причем надо соединять вместе надо либо 3 “начала”, либо 3 “конца”.

Почти то же самое, но только почти!
Все три обмоточных провода, намотаны одним методом.
Схема: AaBbCcaAbBcC
На самом деле, намотано НЕПРАВИЛЬНО!
С хорошим контроллером, возможно, и будет работать. Однако, будет очень высокий ток нагрузки и очень плохая эффективность.
Схема, почти та же. Что изменилось?
Начало и конец “B” (синей) фазы были просто поменяны местами.
Получили схему: AabBCcaABbcC
Изменения минимальны, но двигатель будет работать очень хорошо.
В такой схеме концы и начала обмоток чередуются.
Конец “A” следует за началом “B”,
конец “B” следует за началом “C” и
конец “C” следует за началом “A”.

В таких условиях, лучше использовать соединение треугольником. Я использую именно эту схему намотки.

Часто встречается следующая схема намотки.
Она часто рекомендуется, как схема для соединения треугольником.

Это лучший (но я предпочитаю верхний) вариант для намотки 10 или 14P 12N моторов.
При таком варианте провода наилучшим образом подходят для соединения треугольником.

Намотка многополюсного мотора в конфигурации 24 зуба / 26 магнитов:

Часть 3. Использованием схемы LRK

LRK мотор был разработан тремя джентельменами по имени Lucas, Retzback and Kuhfuss. Целью их разработки была попытка получить максимально возможное силовое поле с определенным видом статора и типов манитов. Чем сильнее поле, тем большее крутящий момент можно получить. Количество об.в при этом уменьшается. Это не значит, что LRK моторы не могут выдавать высоких оборотов. Они вполне могут выдавать высокие обороты, которые позволяет выдать ваш контроллер скорости.
Для постройки LRK мотора, нам необходим статор с 12ю зубьями. Нельзя использовать статоры с 9ю зубьями. Следующее важное отличие — это схема намотки. Только половина всех зубов наматывается. Это делает намотку двигателя более простой по 2м причинам. Во-первых, надо мотать меньше зубов. И второе — пропущенные зубья позволяют намотать больше витков на зубья которые мы мотаем. В некоторых случаях это сильно помогает.

Итак, рассмотрим схему намотки двигателя LRK:

Данная схема достаточно проста. Мотаем первый зуб против часовой стрелки, затем переходим к зубу 7 и мотаем в обратном направлении, и так 3 раза. C точки зрения электроники — не важно какие метки стоят на ваших выводах. В данном случае все выводы идентичны друг другу. Поэтому можно смело мотать и не бояться запутаться в будущем.

Определяем KV мотора без тахометра.
Тестером на конденсаторе подключив между любых двух фаз конденсатор 0.1-0-0.22 мкФ и сопротивление 1-5ком последовательно. В режиме измерения частоты. Результат в гц разделить на 7 (кол-во пар полюсов) и умножить на 60 сек. Получите об/мин. Далее делите на напряжение -получаете кв. Естественно на холостых.
hivolt
Все расчеты параметров мотора здесь-Расчет основных параметров бесколлекторного мотора.

Полезные ссылки:
1.www.scorpion.powercroco.de
2.heli-spb.ru/forumheli/index.php?topic=5243.0
3.forum.brothers-blog.com/index.php?board=32.0
4.www.powercroco.de
5.www.heli-spb.ru/forumheli/index.php?topic=1161.msg…
6.www.ramo-chelny.ru/vidi-obmotok.html
7.rcstv.ru/forum/topic/191/lofi/?page=2
8.www.bavaria-direct.co.za
9. Калькулятор.

Основы бесщеточных двигателей постоянного тока (BLDC Motors)

В этом руководстве мы узнаем о бесщеточных двигателях, также известных как бесщеточные двигатели постоянного тока или двигатели BLDC. Мы увидим, что такое двигатель BLDC, принцип его работы, как правильно управлять бесколлекторным двигателем постоянного тока, а также несколько приложений.

[адсенс1]

Краткое описание

Введение

Бесколлекторные двигатели постоянного тока или бесщеточные двигатели постоянного тока внесли значительный вклад в развитие современной приводной техники. Их быстрый рост популярности привел к расширению спектра применения в области бытовой техники, автомобильной промышленности, промышленной автоматизации, химической и медицинской, аэрокосмической и приборостроительной промышленности.

Несмотря на то, что они долгое время использовались для приводов и производства электроэнергии, субкиловаттный диапазон, в котором преобладали щеточные двигатели постоянного тока, всегда был серой зоной. Но современная силовая электроника и микропроцессорная технология позволили небольшим бесщеточным двигателям постоянного тока процветать как с точки зрения цены, так и с точки зрения производительности.

[адсенс2]

Что такое двигатель BLDC?

Бесщеточный двигатель постоянного тока аналогичен щеточному двигателю постоянного тока, но, как следует из названия, в бесщеточном двигателе постоянного тока не используются щетки для коммутации, а они коммутируются электронным способом. В обычных щеточных двигателях постоянного тока щетки используются для передачи мощности на ротор, когда они вращаются в фиксированном магнитном поле.

Как упоминалось ранее, двигатель BLDC использует электронную коммутацию и, таким образом, устраняет необходимость в механически рвущихся щетках.

Конструкция бесщеточного двигателя постоянного тока

Основное конструктивное различие между щеточными и бесщеточными двигателями заключается в замене механического коммутатора на электрическую схему переключателя. Имея это в виду, двигатель BLDC является типом синхронного двигателя в том смысле, что магнитное поле, создаваемое статором и ротором, вращается с одинаковой частотой.

Бесколлекторные двигатели доступны в трех конфигурациях: однофазные, двухфазные и трехфазные. Из них трехфазный BLDC является наиболее распространенным.

На следующем изображении показано поперечное сечение двигателя BLDC.

Как вы можете видеть на изображении, BLDC Motor состоит из двух основных частей: статора и ротора.

Статор

Структура статора BLDC Motor аналогична конструкции асинхронного двигателя. Он состоит из штабелированных стальных пластин с аксиально прорезанными пазами для намотки. Обмотка BLDC немного отличается от обмотки традиционного асинхронного двигателя.

Как правило, большинство двигателей BLDC состоят из трех обмоток статора, соединенных звездой или звездой (без нейтральной точки). Кроме того, в зависимости от соединений катушек обмотки статора подразделяются на трапециевидные и синусоидальные двигатели.

В трапециевидном двигателе как управляющий ток, так и противо-ЭДС имеют форму трапеции (синусоидальная форма в случае синусоидальных двигателей). Обычно двигатели с номинальным напряжением 48 В (или менее) используются в автомобилестроении и робототехнике (гибридные автомобили и роботизированные руки).

Ротор

Роторная часть двигателя BLDC состоит из постоянных магнитов (обычно магнитов из редкоземельных сплавов, таких как неодим (Nd), самарий-кобальт (SmCo) и сплав неодима, феррита и бора (NdFeB)).

В зависимости от применения количество полюсов может варьироваться от двух до восьми, при этом северный (N) и южный (S) полюса размещаются попеременно. На следующем изображении показаны три различных расположения полюсов. В первом случае магниты размещены на внешней периферии ротора.

Вторая конфигурация называется ротором с магнитными вставками, где прямоугольные постоянные магниты встроены в сердечник ротора. В третьем случае магниты вставлены в железный сердечник ротора.

Датчики положения (датчики Холла)

Поскольку в бесщеточном двигателе постоянного тока нет щеток, коммутация управляется электронным способом. Чтобы вращать двигатель, обмотки статора должны быть запитаны в определенной последовательности, и положение ротора (то есть северный и южный полюса ротора) должно быть известно, чтобы точно подать питание на определенный набор обмоток статора.

Датчик положения, который обычно представляет собой датчик Холла (работающий по принципу эффекта Холла), обычно используется для определения положения ротора и преобразования его в электрический сигнал. В большинстве двигателей BLDC используются три датчика Холла, встроенные в статор, для определения положения ротора.

Выходной сигнал датчика Холла будет ВЫСОКИМ или НИЗКИМ в зависимости от того, проходит ли рядом с ним северный или южный полюс ротора. Комбинируя результаты трех датчиков, можно определить точную последовательность подачи питания.

Читать о КАК ИСПОЛЬЗОВАТЬ ДАТЧИК ХОЛЛА С ARDUINO?

Принцип работы

Рассмотрим следующую установку трех обмоток в статоре, обозначенных A, B и C. Для понимания заменим ротор одним магнитом.

Мы знаем, что когда ток проходит через катушку, создается магнитное поле, и ориентация силовых линий, т. е. полюсов генерируемого магнита, будет зависеть от направления тока, протекающего через катушку.

Используя этот принцип, если мы подаем ток на катушку A, чтобы она создавала магнитное поле и притягивала магнит ротора. Положение магнита ротора немного сдвинется по часовой стрелке и выровняется с A.

Если теперь мы пропустим ток через катушки B и C одну за другой (в таком порядке), магнит ротора будет вращаться по часовой стрелке.

Для повышения эффективности мы можем намотать противоположные катушки, используя одну катушку, чтобы получить двойное притяжение. Еще больше повышая эффективность, мы можем запитать две катушки одновременно, чтобы одна катушка притягивала магнит, а другая катушка отталкивала его. В это время третий будет простаивать.

Для полного оборота магнита ротора на 360 0 применимы шесть возможных комбинаций катушек A, B и C, которые показаны на следующей временной диаграмме.

Основываясь на приведенной выше диаграмме, мы можем подтвердить, что в любое время одна фаза положительная, одна фаза отрицательная, а третья фаза простаивает (или плавает). Итак, на основе входных сигналов от датчиков Холла у нас есть два переключателя фаз в соответствии с приведенной выше схемой.

Управление бесщеточными двигателями постоянного тока

Если статор и ротор являются неотъемлемыми частями двигателя BLDC, которые являются его неотъемлемой частью, то приводная электроника не менее важна. Блок-схема типичной системы управления бесщеточным двигателем постоянного тока или системы привода показана на следующем рисунке.

Эта схема привода часто известна как система электронного регулятора скорости или просто ESC. Одна из распространенных настроек называется схемой полного моста. Он состоит из микроконтроллера с выходами PWM, шести МОП-транзисторов для трех фаз обмоток статора, обратной связи от датчиков Холла и некоторых компонентов, связанных с питанием.

MCU можно запрограммировать на соответствующее переключение МОП-транзисторов на основе данных от датчиков Холла.

Преимущества двигателей BLDC

Поскольку двигатели BLDC имеют электронную коммутацию, у них есть несколько преимуществ по сравнению с традиционными щеточными двигателями постоянного тока. Некоторые из них:

  • Без износа (из-за отсутствия щеток)
  • Высокая эффективность
  • Лучшее соотношение скорости и крутящего момента
  • Долгий срок службы
  • Меньше шума или бесшумная работа
  • Значительно более высокие обороты

Применение бесщеточных двигателей постоянного тока

Ниже перечислены некоторые области применения бесщеточных двигателей постоянного тока:

  • Односкоростные приложения
  • Применения с регулируемой скоростью
  • Управление положением
  • Применение с низким уровнем шума
  • Высокоскоростные приложения

Драйвер бесколлекторного двигателя постоянного тока | Двигатель BLDC

— Реклама —

Использование бесщеточных двигателей постоянного тока (BLDC) растет. Но для их управления обычно требуется информация о положении ротора для выбора соответствующего угла коммутации. Обычно датчик Холла используется для определения положения ротора. Но в чувствительных к стоимости приложениях часто желательна схема коммутации без датчиков. Описанная здесь схема драйвера бесщеточного двигателя постоянного тока использует микросхему драйвера DRV10866 для управления небольшим вентилятором BLDC без использования каких-либо датчиков положения. Скорость вентилятора BLDC можно изменять плавно, без обычных шагов, связанных с обычным вентилятором переменного тока.

Схема драйвера бесщеточного двигателя постоянного тока

На рис. 1 показана схема драйвера бесщеточного двигателя постоянного тока без датчиков. Схема построена на NE555 (IC1), DRV10866 (IC2) и нескольких других компонентах.

Рис. 1: Схема драйвера бесколлекторного двигателя постоянного тока

ИС драйвера DRV10866 от Texas Instruments используется для управления небольшим трехфазным бесщеточным двигателем постоянного тока (M1). Схема представляет собой трехфазный драйвер двигателя без датчика со встроенными силовыми полевыми МОП-транзисторами, обеспечивающими пиковый ток возбуждения до 680 мА. DRV10866 специально разработан для приводов вентиляторов с низким уровнем шума и малым количеством компонентов. Для управления трехфазным двигателем используется бессенсорная схема обратной ЭДС 150°.

— Реклама —

Подтягивающий резистор 100 кОм (R2) используется на выводе 1 микросхемы IC2. Контакты 2, 4, 7 и 6 IC2 подключены к общему проводу, фазе A, фазе B и фазе C двигателя BLDC соответственно. Контакт 10 IC2 подключен к контакту 7 IC1, чтобы получить сигнал с широтно-импульсной модуляцией (PWM) от IC1 для управления скоростью двигателя BLDC.

Выходной сигнал (ШИМ) поступает на контакт 7 (DIS) IC1, а не на обычный выходной контакт 3 IC. Рабочий цикл ШИМ-сигнала 25 кГц (прибл.) можно регулировать в диапазоне от 5% до 95% с помощью потенциометра VR1. Скоростью двигателя BLDC можно управлять, изменяя рабочий цикл ШИМ-сигнала. Поворот VR1 против часовой стрелки снижает рабочий цикл, что, в свою очередь, снижает скорость двигателя, и наоборот.

Конструкция и испытания

Односторонняя печатная плата для бесщеточного привода двигателя постоянного тока показана на рис. 2, а расположение компонентов — на рис. 3. Соберите схему на рекомендованной печатной плате, чтобы свести к минимуму ошибки сборки. IC2 должен быть установлен на стороне пайки печатной платы.

Рис. 2: Односторонняя печатная плата драйвера бесколлекторного двигателя постоянного токаРис. 3: Компоновка компонентов для печатной платы

Загрузите PDF-файлы с компоновкой печатной платы и компонентов: щелкните здесь

После сборки компонентов подключите источник питания 5 В постоянного тока к разъему CON1. Чтобы проверить правильность работы этой схемы драйвера бесщеточного двигателя постоянного тока, проверьте правильность питания 5 В для цепи на TP1 по отношению к TP0. Поверните VR1 по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы увеличить или уменьшить скорость двигателя.