Лоша DC мотор: характеристики и принцип на работа. Лоши DC инженери. Устройство на двигателите на DUCOUTETTEXT двигатели Badzolettor Rounds

Домакински и медицински съоръжения, въздуховод, тръбопроводи за газови и нефтени тръбопроводи са далеч от пълен списък на областите на използване на неконтролни двигатели (база данни) на DC. Нека разгледаме устройството и принципа на работа на тези електромеханични задвижвания, за да разберем по-добре своите предимства и недостатъци.

Обща информация, устройство, обхват на приложение

Една от причините за проявлението на интереси в базата данни е повишена нужда от високоскоростни микромотори с точно позициониране. Вътрешно, устройството на такива дискове е показано на фигура 2.

Както можете да видите, дизайнът е ротор (котва) и статор, на първо място има постоянен магнит (или няколко магнита, разположени в определен ред), а вторият е оборудван с намотки (B) за създаване на магнитно поле.

Трябва да се отбележи, че тези електромагнитни механизми могат да бъдат както с вътрешен котва (този вид конструкция може да се види на фигура 2) и външен (виж фиг. 3).

Съответно, всеки от дизайните има определен обхват на приложение. Вътрешните анкерни устройства имат висока скорост на въртене, поради което се използват в охладителни системи, като електроцентрали от безпилотни звука и др. Задвижванията с външен ротор се използват, когато точното позициониране и устойчивост на претоварване по това време (роботика, медицинско оборудване, машини за ЦПУ и др.).

Принцип на работа

За разлика от други устройства, например, AC асинхронна машина, за базата данни е необходим специален контролер, който включва намотки, така че векторите на магнитните анкери и статорни полета са ортогонални един към друг. Това е всъщност устройството на водача регулира въртящия момент, действащ с база данни за котва. Визуално този процес е показан на фигура 4.

Както можете да видите за всяко движение на котвата, е необходимо да се извърши определено превключване в намотката на статора на двигателя на вида на безкрайницата. Този принцип на работа не позволява плавно да управлява въртенето, но прави възможно бързо да получите инерция.

Разлики на колектора и насипния двигател

Задвижването от тип колектор се различава от базата данни като конструктивни функции (виж фиг. 5.) и принципа на работа.

Помислете за конструктивни различия. От Фигура 5 може да се види, че роторът (1 на фиг. 5) на двигателя тип на колектора, за разлика от врата, има намотки, в които са инсталирани проста ликвидна диаграма и постоянни магнити (като правило, две) на статора (2 на фиг. 5). В допълнение, колекторът е инсталиран на вала, към който са свързани четките, захранващи задвижването на котвата.

Накратко разкажете за принципа на работа на колекторните машини. Когато напрежението се подава към една от бобините, тя е развълнувана и се образува магнитно поле. Тя влиза в взаимодействието с постоянни магнити, което прави сърбеж котва и колекционерът, поставен върху него. В резултат на това, захранването се подава към друга намотка и цикълът се повтаря.

Скоростта на въртене на котвата на такъв дизайн пряко зависи от интензивността на магнитното поле, което от своя страна е пряко пропорционално на напрежението. Това е, за да увеличи или намали оборота, достатъчно е да се увеличи или намали нивото на мощност. И за обратното е необходимо да се превключва полярността. Този метод на управление не изисква специален контролер, тъй като контролът на инсулт може да бъде направен въз основа на променливия резистор и обичайният превключвател ще работи като инвертор.

Конструктивни характеристики на двигатели тип Uncoozette, които бяхме разгледани в предишния раздел. Както си спомняте, връзката им изисква специален контролер, без който просто няма да работят. По същата причина тези двигатели не могат да се използват като генератор.

Също така си струва да се отбележи, че в някои дискове от този тип, позициите на ротора се проследяват за по-ефективен контрол с помощта на сензорите за зала. Това значително подобрява характеристиките на двигателите с нефт, но води до повишаване на цените и така неравномерният дизайн.

Как да стартирате безкрайния двигател?

За да принудите задвижванията от този тип, ще се изисква специален контролер (виж фиг. 6). Без него стартирането е невъзможно.

Съберете същото устройство, което няма смисъл, по-евтино и по-надеждно ще бъдат закупени готови. Можете да го изберете в следните характеристики, присъщи на драйверите на PWM канал:

• Максималната допустима якост на тока, тази характеристика е дадена за стандартния режим на работа на устройството. Много често производителите показват такъв параметър в името на модела (например Phoenix-18). В някои случаи е даден режим на пик, който контролерът може да поддържа няколко секунди.
• Максимално стандартно напрежение за дълга работа.
• Устойчивост на вътрешните вериги на контролера.
• Допустимят брой обороти е посочен в RPM. Над тази стойност, контролерът няма да увеличи въртенето (ограничението се осъществява на ниво програма). Трябва да се отбележи, че скоростта на въртене винаги се дава за биполярни задвижвания. Ако двойки поляци са повече, трябва да разделите стойността на техния брой. Например, числото 60000 rpm е посочено, следователно за 6-магнитен двигател, скоростта на въртене ще бъде 60000/3 \u003d 2000 PRM.
• Честотата на генерираните импулси, в повечето контролери, този параметър се намира в диапазона от 7 до 8 kHz, по-скъпите модели ви позволяват да препрограмирате параметъра, като го увеличите до 16 или 32 kHz.

Отбелязваме, че първите три характеристики определят силата на базата данни.

Контролиране на двигателя на Uncoozette

Както бе споменато по-горе, превключването на намотката на задвижване се извършва по електроника. За да определите при превключване, водачът проследява положението на котвата, използвайки сензорите за зала. Ако задвижването не е оборудвано с такива детектори, след това в изчислението се приема от обратната ЕМП, което се появява в несвързаните намотки на статора. Контролерът, който всъщност е хардуер и софтуерен пакет, проследява тези промени и поставя реда за превключване.

Трифазен лош двигател за постоянен ток

Повечето бази данни се извършват в трифазно изпълнение. За да контролирате такова устройство в контролера, има постоянен преобразувател на напрежение в трифазен импулс (виж фиг. 7).

За да обясните как работи такъв клапан, той следва с фигура 7, за да се обмисли фигура 4, където всички стъпки на задвижващия механизъм се показват последователно. Нарежете ги:

1. Положителният импул се сервира на бобината "А", докато на "B" - отрицателен, в резултат на това, котвата ще се движи. Сензорите ще заключат движението му и ще получат сигнал за следващото превключване.
2. Бобините "се изключват, а положителният импулс отива на" С "(" Б "остава непроменен), след това сигналът се подава към следващия набор от импулси.
3. ON "C" - положителен, "а" - отрицателен.
4. Има чифт "Б" и "А", към които идват положителни и отрицателни импулси.
5. Положителният импулс се подава отново до "B" и отрицателен върху "С".
6. Бобините "А" (сервирано +) и отрицателен импулс се повтарят върху "С". След това цикълът се повтаря.

В очевидната лекота на управление има много трудности. Необходимо е не само да се проследява позицията на котвата, за да се получи следната серия импулси, и също така да се контролира скоростта на въртене, регулиране на тока в намотките. Освен това трябва да изберете най-оптималните параметри за овърклок и спиране. Също така си струва да не забравяте, че администраторът трябва да бъде оборудван с блок, който ви позволява да го управлявате. Появата на такова многофункционално устройство може да се види на фигура 8.

Предимства и недостатъци

Електрическият екзекутор има много предимства, а именно:

• Животът на услугата е много по-дълъг от обичайните аналози на колекционера.
• Висока ефективност.
• Бърз набор от максимална скорост на въртене.
• Тя е по-мощна от KD.
• Липсата на искри по време на работа ви позволява да използвате задвижването в опасните условия на пожар.
• Не се изисква допълнително охлаждане.
• Проста работа.

Сега разгледайте минусите. Значителен недостатък, който ограничава използването на базата данни е относително високи разходи (включително цената на водача). Неудобството трябва да се дължи на невъзможността да се използва базата данни без водач, дори и за краткосрочно включване, например, за проверка на работата. Ремонт на проблеми, особено ако е необходимо пренавиване.

Двигателите се използват в много области на технологиите. За да завъртите ротора на двигателя, е необходимо да имате въртящо се магнитно поле. В конвенционалните DC двигатели, това въртене се извършва чрез механично с помощта на четките към плъзгането на колектора. В същото време възниква искри и, в допълнение, поради триене и износване на четки за такива двигатели, е необходима постоянна поддръжка.

Поради развитието на техниката стана възможно да се генерира въртящо се магнитно поле по електронен път, което е било въплътено в DC Neolotor Motors (BDPT).

Устройство и принцип на работа

Основните елементи на BDPT са:

• роторна кои постоянни магнити са засилени;
• статорна които са инсталирани намотки;
• електронен контролер.

По дизайн, такъв двигател може да бъде от два вида:

с вътрешното местоположение на ротора (в inrunner)

с външно местоположение на ротора (Outrunner)

В първия случай роторът се върти вътре в статора, а във втория - роторът завърта около статора.

Тип двигател Inrunner. Използва се в случая, когато е необходимо да се получат големи ротационни революции. Този двигател има по-прост стандартен дизайн, който ви позволява да използвате фиксиран статор за закрепване на двигателя.

Тип двигател Outunner. Подходящ за по-голям въртящ момент при ниска скорост. В този случай окачването на двигателя се извършва с фиксирана ос.

Тип двигател Inrunner. - голяма скорост, нисък въртящ момент. Тип двигател Outunner. - Малки завои, висок въртящ момент.

Броят на полюсите в BDPT може да бъде различен. По отношение на броя на поляците можете да прецените някои от характеристиките на двигателя. Например, двигателят с ротор с 2 поляци има по-голям брой обороти и малък момент. Двигателите с увеличено количество поляци имат по-голяма точка, но по-малък брой обороти. Чрез промяна на броя на роторните стълбове можете да промените броя на скоростта на двигателя. По този начин променя дизайна на двигателя, производителят може да избере необходимите параметри на двигателя по време и броя на оборотите.

Ръководство BDPT.

Контрол на ролите, външен вид

За контрол на използвания насипни двигателя специален контролер - регулатор на скоростта на въртене на вала на двигателя постоянен ток. Неговата задача е да генерира и да захранва в желания момент на желаната намотка на необходимото напрежение. В контролера за инструменти с захранване 220, най-често се използва инверторната схема, при която ток преобразуването с честота 50 Hz е първи в постоянен ток и след това на сигнали с импулсна модулация (PWM). За да доставят напрежението на захранването върху намотката на статора, се използват мощни електронни ключове върху биполярни транзистори или други елементи на захранването.

Регулиране на мощността и скоростта на двигателя се извършва чрез промяна на силата на импулсите и следователно активната стойност на напрежението, приложена към намотката на двигателя.

Диаграма на веригата за управление на ролката. K1-K6 - D1-D3 клавиши - сензори за позицията на ротора (сензори за зала)

Важен въпрос е навременната връзка на електронните ключове за всяка намотка. Да се \u200b\u200bгарантира това контролерът трябва да определи положението на ротора и неговата скорост. Оптични или магнитни сензори могат да се използват за получаване на такава информация (например, сензори за зала), както и обратни магнитни полета.

По-често срещана употреба сензори за залаче реагират на присъствието на магнитно поле. Сензорите се поставят върху статора по такъв начин, че магнитното поле на ротора действа върху тях. В някои случаи сензорите са инсталирани в устройства, които ви позволяват да променяте позицията на сензорите и съответно да регулирате авансовия ъгъл (време).

Регулаторите на роторното ротация са много чувствителни към силата на текущото преминаване през него. Ако изберете батерия с по-голям изходен ток, тогава регулаторът го записва! Правилно коригирайте комбинациите от характеристики!

Предимства и недостатъци

В сравнение с конвенционалните двигатели на BDPT имат следните предимства:

• голям КЗД;
• висока скорост;
• способността за промяна на честотата на въртене;
• липса на пенливи четки;
• малък шумкакто в звукови, така и в високочестотни ленти;
• надеждност;
• способност да се противопоставят на претоварване по това време;
• отлично съотношението на размерите и мощността.

Бейзболният двигател се отличава с голяма ефективност. Тя може да достигне 93-95%.

Високата надеждност на механичната част на базата данни се обяснява с факта, че той използва сачмени лагери и няма четки. Демагнизацията на постоянни магнита се случва доста бавно, особено ако са направени с помощта на редкоземни елементи. Когато се използва в текущия защитен контролер, експлоатационният живот на този възел е доста висок. Всъщност сервизният живот на BDPT може да се определи от експлоатационния живот на лагерите.

Недостатъците на BDPT са сложността на системата за управление и високата цена.

Приложение

Обхватът на BDTP е както следва:

• създаване на модели;
• лекарство;
• автомобили;
• петролна и газова промишленост;
• уреди;
• военно оборудване.

Използвайки Db за модела на самолета Дава значително предимство на мощността и размерите. Сравнение на обичайния колектор тип скорост-400 и BDTP от същия клас Astro 020 показва, че двигателят на първия тип има ефективност от 40-60%. КЗД на втория двигател при същите условия може да достигне 95%. По този начин използването на базата данни ви позволява да увеличите почти 2 пъти силата на силата на модела или времето на полета му.

Благодарение на малкия шум и липсата на отопление, когато работата на BDPT е широко използвана в медицината, особено в стоматологията.

В автомобили такива двигатели се използват в стъклени асансьори, електрически коридори, фарове и асансьори.

Няма колекционер и искрящи четки Позволява ви да използвате базата данни като елементи на изключващите устройства в петролната и газовата промишленост.

Като пример за използване на бази данни в домакински уреди, може да се измие пералня с директно задвижване на LG барабан. Тази компания използва Ortunner BDTP. На ротора на двигателя има 12 магнита, а на статора - 36 инктажори, които са увити с тел с диаметър 1 mm върху сърцевини от магнитно проводима стомана. Намотките са свързани последователно 12 броя във фазата. Съпротивлението на всяка фаза е 12 ома. Като сензор за позицията на залата се използва като сензор за позицията на ротора. Роторът на двигателя е прикрепен към баку на пералната машина.

Навсякъде, където този двигател се използва в твърди дискове за компютри, което ги прави компактни, в CD и DVD задвижвания и охладителни системи за микро електронни устройства и не само.

Заедно с базата данни на малка и средна енергия в индустрията с тежки условия на труд, корабната и военната индустрия все повече се използват от голям BDPT.

Базите данни на светлината са предназначени за американски флот. Например Powertec е разработила 220 kW BDTP със скорост 2000 rpm. Моментът на двигателя достига 1080 nm.

В допълнение към тези зони, базата данни се използва в проектите на машини, преси, пластмасови линии за обработка, както и при вятърна енергия и използването на приливни вълни.

Характеристики

Основни характеристики на двигателя:

• оценена сила;
• максимална мощност;
• максимален ток;
• максимално работно напрежение;
• максимален REVS. (или коефициент на kV);
• устойчивост на намотки;
• ъгъл на Адванс;
• режим на работа;
• предупредителни характеристики Двигател.

Основният индикатор на двигателя е номиналната му сила, т.е. мощността, генерирана от двигателя за дълго време на нейната работа.

Максимална мощност - Това е силата, която двигателят може да даде по време на краткосрочен период от време, без да унищожи. Например, за полет 020 Astro 020, Astro Fless 020, който споменахме по-горе, той е 250 W.

Максимален ток. За Astro Fless 020 е равен на 25 A.

Максимално работно напрежение - напрежение, което може да издържи намотките на двигателя. За Astro Fless 020, работните напрежения варират от 6 до 12 V.

Максимална скорост на двигателя. Понякога паспортът показва коефициента на kV - броя на скоростта на двигателя на волта. За Astro полет 020 kV \u003d 2567 rev / c. В този случай максималният брой обороти може да бъде определен чрез умножаване на този коефициент на максималното работно напрежение.

Обикновено устойчивост на намотки За двигатели е десети или хилядни от ома. За полет ASTRO 020 R \u003d 0.07 ома. Тази съпротива засяга ефективността на BDPT.

Ъгъл на Адванс Тя е изпреварваща напрежения на намотки. Тя е свързана с индуктивния характер на съпротивата на намотките.

Режимът на работа може да бъде дълъг или краткосрочен. С дългосрочен режим двигателят може да работи дълго време. В същото време, топлината, разпределена за тях, се разсейва напълно и не прегрява. В този режим двигателите работят например в фенове, конвейери или ескалатори. Краткосрочният режим се използва за устройства като асансьор, електрическа самобръсначка. В тези случаи двигателят работи кратко време и след това се охлажда дълго време.

В паспорта на двигателя са дадени неговите размери и тегло. В допълнение, например за двигатели, предназначени за модели на въздухоплавателни средства, размерът на кацането и диаметърът на вала. По-специално, двигателят на Astro Fless 020 съдържа следните характеристики:

• дължината е 1.75 ";
• диаметърът е 0.98 ";
• диаметърът на шахтата е 1/8 ";
• теглото е 2.5 унции.

Заключения:

1. При моделиране, в различни технически продукти, в индустрията и отбранителното оборудване, използвано BDPT, в което въртящото се магнитното поле е оформен от електронна верига.
2. По своя дизайн, BDPT може да бъде с вътрешния (вътрешен) и външен (Outrunner) от местоположението на ротора.
3. В сравнение с други BDPT двигатели имат няколко предимства, основната част от които са липсата на четки и искри, голяма ефективност и висока надеждност.

Отличителни черти:

• Разглеждане Обща информация
• Използва захранващия каскад контролер
• Примерна програма за програмата

Въведение

Тези насоки за кандидатстване са описани в тези препоръки за прилагане, как да се приложи контролен блок за контролиране на DC контролния двигател (BKKEPT), като се използва сензор за позиция, базиран на AVR микроконтролер AT90PWM3.

Високопроизводителният микроконтролер AVR сърцевина, който съдържа захранващ каскаден контролер, ви позволява да приложите контролер за контролиране на високоскоростен DC контролер двигател.

Този документ осигурява кратко описание на принципа на работа на двигателя DC DC и детайлите разглеждат контрола за възпаление в режим на връзка и описанието на референтната схема ATAVRMC100, която се основава на тези препоръки за назначаване.

Обсъжда се и внедряване на софтуер със софтуерна управляема верига на базата на PID контролера. За да контролирате процеса на превключване, се подразбира използването на само сензори за позиция въз основа на ефекта на залата.

Принцип на работа

Обхватът на BKEPT непрекъснато се увеличава, което е свързано с редица техните предимства:

1. Липсата на колекторна възел, която опростява или дори изключва поддръжката.
2. Генериране на по-ниско ниво на акустичен и електрически шум в сравнение с универсалните DC колекторни двигатели.
3. Възможност за работа в опасни среди (със запалими продукти).
4. Добро съотношение на характеристиките и мощността на крушката ...

Двигателите от този тип се характеризират с малка инерция на ротора, защото Намотката са разположени на статора. Превключването се контролира от електрониката. Моменти за превключване се дефинират или според информацията от сензорите за позиция, или чрез измерване на обратното e.D., генерирани от намотки.

Когато работите с използване на сензори BKKEPT, обикновено е от трите основни части: статор, ротор и линейни сензори.

Старът на класическия трифазен BKEPT съдържа три намотки. В много двигатели, намотките са разделени на няколко секции, което намалява пулсациите на подвижния момент.

Фигура 1 показва схемата за заместване на електрическата статор. Състои се от три намотки, всяка от които съдържа три последователни елемента, включени: индуктивност, съпротивление и обратното e.d.s.

Фигура 1. Схема за замяна на електрическа статор (три фази, три намотки)

Роторът на Bkept се състои от черен брой постоянни магнити. Количеството магнитни полюси в ротора също влияе на размера на стъпките за въртене и подвижния импулс. Колкото по-голям е броят на стълбовете, толкова по-малък е размерът на етапа на въртене и по-малко подвижния импулс. Постоянните магнити могат да се използват с 1..5 двойки поляци. В някои случаи броят на двойките поляци се увеличава до 8 (фигура 2).

Фигура 2. Статор и ротор на трифазен, три намотка BKEPT

Намотките са инсталирани неподвижни и магнитът се върти. BKEPT Rotor се характеризира с по-леко тегло по отношение на ротора на обикновен универсален двигател на DC, който се намира на ротора.

Сензор за залата

За да се оцени позицията на ротора, три сензора за зал са вградени в корпуса на двигателя. Сензорите се монтират под ъгъл от 120 ° спрямо един от друг. Използване на данни за сензора е възможно да се извършат 6 различни ключа.

Фазите на превключване зависи от състоянието на сензорите за залата.

Захранването на захранващите напрежения върху промените в намотката след промяна на състоянията на изхода на сензора за залата. С правилното изпълнение на синхронизирано превключване, въртящият момент остава приблизително постоянен и висок.

Фигура 3. Сигнали за сензор за зала в процеса на въртене

Превключващи фази

За да се опрости описанието на работата на трифазния BKYPT, ние разглеждаме само нейната версия с тримост. Както е показано по-горе, превключващата фаза зависи от изходните стойности на сензорите за зала. С правилното захранване на напрежението на намотката на двигателя, се създава магнитно поле и се започва въртене. Най-често срещаният и прост контролен метод, използван за управление на възпалването, е схемата за изключване на изключването, когато намотката е или не ток или не. В един момент могат да бъдат иззети само две намотки, а третата остава прекъснато. Свързването на намотки към захранващия автобус причинява електрически ток. Този метод се нарича трапецовидна комутация или блок.

За контролиране на BKEpt се използва каскада, състояща се от 3 полу-литра. Схемата на захранващата каскада е показана на фигура 4.

Фигура 4. Мощност каскада

Според стойностите на сензорите за залата се определя кои ключове трябва да бъдат затворени.

Таблица 1. Превключване на клавишите по посока на часовниковата стрелка

В двигатели с няколко полета, електрическото завъртане не съответства на механично въртене. Например, в четири-поливулен BKEPT, четири електрически въртящи се цикъла съответстват на едно механично въртене.

Силата и скоростта на двигателя зависи от силата на магнитното поле. Можете да регулирате скоростта на въртене и да завъртите двигателя, като промените тока през намотката. Най-често срещаният начин за контрол на тока през намотката е средният ток. За да направите това, използвайте модулация на импулс (PWM), работният цикъл определя средната стойност на напрежението на намотките и следователно средната стойност на тока и в резултат на това скоростта на въртене. Скоростта може да се регулира на честоти от 20 до 60 kHz.

Въртящото се поле на трифазен, три намощващ BKYPT е показан на фигура 5.

Фигура 5. Стъпки за превключване и въртене на полето

Процесът на превключване създава въртящо се поле. На етап 1 фаза А, той се свързва с положителната захранваща шина на клавиша SW1, фаза В е свързана с общ с бутона SW4, а фазата C остава несвързана. Фазите А и В са създадени два векторни магнитни поток (съответно показани в червени и сини стрелки), а сумата от тези два вектора дава вектора на магнитния поток на статора (зелена стрелка). След това роторът се опитва да следва магнитния поток. Веднага след като роторът достигне определена позиция, в която състоянието на сензорите за зала се променя от "010" до "011", превключването на намотките на двигателя се извършва съответно: фазата остава неранзална и фаза C е свързан с общата сума. Това води до генериране на новия вектор на магнитния поток на статора (етап 2).

Ако следвате схемата за превключване, показана на Фигура 3 и в Таблица 1, получаваме шест различни магнитни вектора на потока, съответстващи на шест стъпки за превключване. Шест стъпки съответстват на един оборот на ротора.

Starter Set ATAVRMC100.

Диаграмата на веригата е представена на фигури 21, 22, 23 и 24 в края на документа.

Програмата съдържа верига за контрол на скоростта с PID контролер. Такъв регулатор се състои от три връзки, всяка от които се характеризира със собствено предавателно съотношение: kp, ki и kd.

KP е коефициентът на предаване на пропорционалната връзка, KI е коефициентът на предаване на интегриращата връзка и KD - коефициента на предаване на диференциращата връзка. Отклонението на определената скорост от действителното (на фигура 6 се нарича "липсващият" сигнал ") се обработва от всяка от връзките. Резултатът от тези операции е сгънат и захранван с двигателя, за да се получи желаната скорост на въртене (виж фигура 6).

Фигура 6. Схема на структурен PID регулатор

Коефициентът на CP влияе върху продължителността на преходния процес, коефициентът ki ви позволява да потискате статичните грешки и компактдискът се използва по-специално за стабилизиране на позицията (виж описанието на управляващата верига в софтуерния архив за смяна на коефициентите) .

Описание на хардуер

Както е показано на Фигура 7, микроконтролерът съдържа 3 захранващи контролера (PSC). Всяка PSC може да се счита за модулатор на импулс (PWM) с два изходни сигнала. За да се избегне появата на текущата, КПС подкрепя способността да контролира латентност на силата на ключовете на захранването (виж документацията за AT90PWM3 за по-подробно проучване на работата на КПС, както и фигура 9).

Аварийният вход (Over_current, ток претоварване) е свързан с PSCIN. Аварийното въвеждане позволява на микроконтролера да деактивира всички PSC изхода.

Фигура 7. Изпълнение на хардуера

За измерване на текущия, могат да се използват два диференциални канала с програмируем усилвател каскада (KU \u003d 5, 10, 20 или 40). След като изберете коефициента на усилване, е необходимо да вземете номиналния резистор на слънцето за най-пълното покритие на обхват на преобразуване.

Сигналът Over_Current се формира от външен сравнителен продукт. Праговото напрежение на сравнение може да се регулира с помощта на вътрешен DAC.

Превключването на фазите трябва да се извърши в съответствие със стойността на изходите на сензорите за зала. DH_A, DH_B и DH_C са свързани с входа на източници на външни прекъсвания или до три вътрешни сравнения. Сравнителните генерират същия вид прекъсвания като външни прекъсвания. Фигура 8 показва как се използват I / O портовете в началния комплект.

Фигура 8. Използване на микроконтролера I / O портове (SO32 корпус)

VMOT (VDV) и VMOT_HALF (1/2 VDV) се изпълняват, но не се използват. Те могат да се използват за получаване на информация за захранващото напрежение.

Изходи H_X и L_X се използват за контрол на моста. Както бе споменато по-горе, те зависят от контролера на Power Cascade (PSC), който генерира PWM сигнали. В това приложение се препоръчва да се използва режим на управление в центъра (вж. Фигура 9), когато регистърът на OCR0RA се използва за синхронизиране на стартирането на трансформацията на ADC за измерване на тока.

Фигура 9. осцилограми на PSCN0 и PSCN1 сигнали в режим на подравняване на ниво

• Време, вкл. 0 \u003d 2 * OCRNSA * 1 / FCLKPSC
• Време, вкл. 1 \u003d 2 * (OCRNRB - OCRNSB + 1) * 1 / FCLKPSC
• PSC \u003d 2 * (OCRNRB + 1) * 1 / FCLKPSC

Пауза за защита от защита между PSCN0 и PSCN1:

• | OCRNSB - OCRNSA | * 1 / FCLKPSC

Блокът на PSC е часовник от CLKPSC сигнали.

Един от двата метода може да се използва за захранване на сигналите на PWM в каскадата на захранването. Първото е приложението на сигналите на PWM към горните и долните части на каскадата на захранването, а вторият - в приложението на PWM сигналите само към горните части.

Описание на софтуера

Atmel разработи библиотеки за контрол на BKKEPT. Първата стъпка от тяхното използване е конфигурацията и инициализацията на микроконтролера.

Конфигурация и инициализация на микроконтролера

За да направите това, използвайте функцията mc_init_motor (). Той причинява функцията за инициализиране на хардуерната и софтуерната част, както и инициализира всички параметри на двигателя (посока на въртене, скорост и спиране на двигателя).

Структура на софтуерната структура

След като конфигурацията и инициализацията на микроконтролера могат да бъдат пуснати двигател. Необходими са само няколко функции за управление на двигателя. Всички функции са дефинирани в mc_lib.h:

Void mc_motor_run (void) - използва се за стартиране на двигателя. Функцията за стабилизиране на веригата е призована да инсталирате работния цикъл на PWM. След това се извършва първата фаза на превключване. Bool mc_motor_is_running (void) - определяне на състоянието на двигателя. Ако "1" двигателят работи, ако "0" двигателят е спрян. Void mc_motor_stop (void) - използва се за спиране на двигателя. Void mc_set_motor_speed (U8 Speed) - Инсталиране на дефинирана от потребителя скорост. U8 mc_get_motor_speed (void) - връща зададената скорост на потребителя. Void mc_set_motor_dirction (U8 посока) - настройване на посоката на въртене "CW" (по посока на часовниковата стрелка) или "CCW" (обратно на часовниковата стрелка). U8 mc_get_motor_dircection (void) - връща текущата посока на въртене на двигателя. U8 mc_set_motor_measured_speed (U8 Mearment_Speed) - Записване на измерената скорост в променливата на измерената_SPEED. U8 mc_get_motor_measured_speed (void) - връща измерената скорост. Void mc_set_close_loop (void) void mc_set_open_loop (void) - конфигурация на стабилизационната верига: затворена верига или отворена (виж фигура 13).

Фигура 10. AT90PWM3 Конфигурация

Фигура 11. Структура на софтуера

Фигура 11 показва четири променливи mc_run_stop (старт / стоп), mc_dircection (посока), mc_cmd_speed (определена скорост) и mc_measurd_speed (измерена скорост). Те са основните софтуерни променливи, достъпът до който може да се извърши от описаните по-горе потребителски функции.

Реализацията на софтуера може да се разглежда като черна кутия с името "управление на двигателя" (фигура 12) и няколко входа (mc_run_stop, mc_direction, mc_cmd_speed, mc_measurd_speed) и изходи (всички сигнали за управление на моста).

Фигура 12. Основни променливи на софтуер

Повечето функции са достъпни в MC_DRV.H. Само някои от тях зависят от вида на двигателя. Функциите могат да бъдат разделени на четири основни класа:

• Инициализация на хардуера
void mc_init_HW (void); Инициализацията на хардуера е напълно изпълнена в тази функция. Тук са инициализирани портове, прекъсвания, таймери и контролери на захранващата каскада.

Void mc_init_sw (void); Използвани за инициализиране на софтуера. Позволява всички прекъсвания.

Void mc_init_port (void); Инициализиране на I / O порта чрез настройка на DDRX регистрите, които функционират като вход и кой изход, както и показват кои входове е необходимо да се даде възможност за извличане на резистори (през регистъра на Порткс).

Void mc_init_pwm (void); Тази функция започва PLG и поставя всички PSC регистри в първоначалното си състояние.

Void mc_init_it (void); Променете тази функция, за да разрешите или забраните видове за прекъсване.

Void psc0_init (неподписан int dt0, неподписан int ot0, неподписан int d1, неподписан int от1); Void psc1_init (неподписан int dt0, неподписан int OT0, неподписан int d1, неподписан int ot1); Void psc2_init (неподписан int dt0, неподписан int OT0, неподписан int d1, неподписан int ot1); Pscx_init позволява на потребителя да избере конфигурацията на захранващия контролер (PSC) на микроконтролера.

• Превключване функции U8 mc_get_hall (void); Четене на състоянието на сензорите за залата, съответстващи на шест стъпки за превключване (HS_001, HS_010, HS_011, HS_100, HS_101, HS_110).

  Прекъсване void mc_hall_a (void); _Инструктен void mc_hall_b (void); _Връшка Void mc_hall_c (void); Тези функции се изпълняват, ако се открие външното прекъсване (промяна на изхода на сензорите за залата). Те ви позволяват да превключвате фазите и да изчислите скоростта.

  Void mc_duty_cycle (U8 ниво); Тази функция определя работния цикъл на PWM в съответствие с PSC конфигурацията.

  Void mc_switch_commutiation (U8 позиция); Превключването на фазите се извършва в съответствие със стойността на изходите на сензорите за зала и само ако потребителят стартира двигателя.

• Конфигурация на преобразуването на времето void mc_config_sampling_period (Void); Таймер 1 Инициализация за прекъсване на генерирането на всеки 250 μs. _ инкултура void launch_sampling_period (void); След активирането на 250 μL прекъсвания поставя знамето. Може да се използва за контрол на времето за преобразуване.
• Void оценка void mc_config_time_estimation_speed (void); Таймер за конфигуриране 0 за извършване на функцията за изчисляване на скоростта.

  Void mc_estimation_speed (void); Тази функция изчислява скоростта на двигателя въз основа на принципа за измерване на периода на импулсите на сензора.

  Прекъсване void ovfl_timer (void); Ако възникне прекъсване, увеличаване на 8-битова променлива се увеличава за прилагане на 16-битов таймер, използвайки 8-битов таймер.

• Текущо измерване _Връшка Void adc_eoc (void); Функцията ADC_EOC се извършва веднага след превръщането на усилвателя, за да инсталирате знамето, което потребителят може да се използва.

  Void mc_init_current_measure (void); Тази функция инициализира усилвател 1 за текущо измерване.

  U8 mc_get_current (void); Прочетете текущата стойност, ако преобразуването е завършено.

  Bool mc_conversion_is_fined (void); Показва завършване на преобразуването.

  Void mc_ack_eoc (void); Нулирайте знамето за завършване на преобразуването.

• Откриване на ток претоварване void mc_set_over_current (ниво U8); Задава прага за определяне на текущото претоварване. Като праг има изход от DAC, свързан с външния сравнение.

Схемата за стабилизиране се избира с помощта на две функции: Open (mc_set_open_loop ()) или затворена верига (mc_set_close_loop ()). Фигура 13 показва софтуерна реализирана стабилизационна верига.

Фигура 13. Схема на стабилизиране

Затворена верига е верига за стабилизиране на скоростта на базата на PID-регулатора.

Както е показано по-рано, коефициентът на KP се използва за стабилизиране на времето за реакция на двигателя. Първоначално настройте Ki и Kd, равен на 0., за да получите желаното време за реакция на двигателя, трябва да изберете стойността на KP.

• Ако времето за отговор е твърде малко, тогава увеличете CP.
• Ако времето за отговор е бързо, но не стабилно, след това намалете CP.

Фигура 14. Създаване на KP

Параметърът KI се използва за потискане на статичната грешка. Оставете коефициента на CP непроменена и задайте параметъра Ki.

• Ако грешката се различава от нула, тогава увеличете Ki.
• Ако потискането на грешката е предшествано от колебателен процес, намалете Ki.

Фигура 15. Потребител

Фигури 14 и 15 показва примери за избор на правилните параметри на регулатора на KP \u003d 1, ki \u003d 0.5 и kd \u003d 0.

Задаване на CD параметър:

• Ако скоростта е ниска, след това увеличете компактдиска.
• С нестабилност на компактдиска, е необходимо да се намали.

Друг важен параметър е времето за преобразуване. Тя трябва да бъде избрана по отношение на системата за реагиране. Времето за преобразуване трябва да бъде най-малко два пъти по-малко от времето за реакция на системата (според правилото на Котелнициков).

За да конфигурирате времето за преобразуване, се предоставят две функции (обсъдени по-горе).

Резултатът им се показва в G_tick глобалната променлива, която е инсталирана на всеки 250 μs. С тази променлива е възможно да конфигурирате времето за преобразуване.

Курсово използване на процесора и памет

Всички измервания се извършват при честота на генератора от 8 MHz. Те също зависят от вида на двигателя (брой двойки поляци). Когато използвате двигателя с 5 двойки поляци, честотата на сигнала в изхода на датчика на залата е 5 пъти по-ниска от скоростта на двигателя.

Всички резултати, показани на фигура 16, се получават при използване на трифазен BKKEPT с пет двойки полюси и максималната честота на въртене от 14000 rpm.

Фигура 16. Използване на скоростта на микроконтролера

В най-лошия случай нивото на натоварване на микроконтролера е около 18% с време на трансформация от 80 ms и въртящата се скорост от 14000 rpm.

Първата оценка може да се извърши за по-бърз двигател и с добавянето на текущата стабилизационна функция. Времето за изпълнение на функцията mc_regulation_loop () е между 45 и 55msc (необходимо е да се вземе предвид времето за преобразуване на TSP от около 7 μs). Беше избран възвратен за оценка с текущо време за реакция от около 2-3 ms, пет двойки полюси и максималната честота на въртене от около 2-3 ms.

Максималната скорост на двигателя е около 50 000 rpm. Ако роторът използва 5 двойки полюси, получената честота при изхода на сензорите за зала ще бъде равна на (50,000 rpm / 60) * 5 \u003d 4167 Hz. Функцията MC_ESTIMATION_SPEED () започва с всеки нарастващ предната част на сензора на залата А, т.е. На всеки 240 ISS с продължителността на изпълнението на 31 μs.

Функцията mc_switch_commutiation () зависи от работата на сензорите за залата. Извършва се, когато фронтовете се появят при изхода на един от трите сензора за зали (увеличаване или падане отпред), по този начин, в един период на импулси на изхода на сензора за залата, се генерират шест прекъсвания и получената честота на Функционалното повикване е 240/6 μs \u003d 40 μs.

И накрая, времето за преобразуване на веригата за стабилизиране трябва да бъде най-малко два пъти по-малка от времето за реакция на двигателя (около 1 ms).

Резултатите са показани на фигура 17.

Фигура 17. Оценка на натоварването на микроконтролера

В този случай нивото на натоварване на микроконтролера е около 61%.

Всички измервания бяха извършени с помощта на същия софтуер. Не се използват комуникационни ресурси (WAPP, LIN ...).

При такива условия се използва следният капацитет на паметта:

• 3175 програмни байтове (38,7% от общата флаш памет).
• 285 Памет на данни (55.7% от общия обем на статичен RAM).

Конфигурация и използване на ATAVRMC100

Фигура 18 представя пълна диаграма на различни режими на работа на началния комплект ATAVRMC100.

Фигура 18. Цел на I / O портовете на микроконтролера и комуникационните режими

Режим на работа

Поддържат се два различни режима на работа. Задайте джъмперите JP1, JP2 и JP3 в съответствие с фигура 19, за да изберете един от тези режими. В тези насоки на приложение се използва само режим, използващ сензори. Пълното описание на хардуера се предоставя в ръководството за потребителя за комплекта ATAVRMC100.

Фигура 19. Изберете режим на управление, като използвате сензори

Фигура 19 показва изходните настройки на джъмперите, които отговарят на използването на софтуер, свързан с тези насоки за приложение.

Програмата, която идва с борда на ATAVRMC100, поддържа два режима на работа:

• стартиране на двигателя при максимална скорост без външни компоненти.
• регулиране на скоростта на двигателя с помощта на един външен потенциометър.

Фигура 20. Връзка за потенциометър

Заключение

В тези препоръки за употреба, хардуерно и софтуерно решение за контролиране на управляващия блок на DC е представено с помощта на сензори. В допълнение към този документ, пълният изходен код е достъпен за изтегляне.

Програмата библиотека включва стартиране и контролиране на скоростта на всякакво разглеждане с вградени сензори.

Схематичната диаграма съдържа минимум външни компоненти, необходими за контрол на BKEPT с вградени сензори.

Възможностите на процесора и паметта на Microcontroller на AT90PWM3 ще позволят на разработчика да разшири функционалния разтвор.

Фигура 21. Концепция Електрическа верига (част 1)

Фигура 22. Концепция Електрическа диаграма (част 2)

Фигура 23. Концепция Електрическа верига (част 3)

Фигура 24. Концепция Електрическа диаграма (част 4)

Документация:

Фантастично обновяване на апартаменти и ремонт на вили за големи пари.

Част от историята:

Основният проблем на всички двигатели е прегряване. Роторът се завъртя вътре в статор и затова не изчезваше от прегряване. Хората се случиха в главата блестяща идея: не въртящият ротал, но статорът, който, когато се завърта, ще се охлади с въздух. Когато такъв двигател е създаден, той започва да се използва широко в авиацията и корабостроенето и затова е наречена от клапан.

Скоро е създаден електрическия аналог на двигателя на клапана. Наречен го с мотор Neclector, защото той нямаше колекционери (четки).

Bescolettor (безчеткови английски) Електрическите двигатели дойдоха сравнително наскоро, в последния 10-15 години. За разлика от колектора двигателите, те се хранят с трифазен променлив ток. Насипни двигатели работят ефективно в по-широк кръг от обороти и имат повече висока ефективност. Дизайнът на двигателя е сравнително по-прост, в него няма четка възел, който непрекъснато се търка с ротора и създава искри. Може да се каже, че безчетките двигатели практически не носят. Цената на насипните двигатели е малко по-висока от колективното. Това се дължи на факта, че всички безчеткови двигатели са оборудвани с лагери и като правило, произведени по-добре.

Изпитванията показват:
Тяга с винт 8x6 \u003d 754 грама,
Честота на въртене \u003d. 11550 rpm.,
Консумация на енергия \u003d. 9 вата(без винт) , 101 вата(с винт),

Сила и ефективност

Мощността може да бъде изчислена по този начин:
1) Мощността в механиката се изчислява по такъв формула: N \u003d f * vкъдето f е мощност, и v е скорост. Но тъй като винтът е в статично състояние, тогава няма движение, освен за ротационно. Ако този двигател е монтиран върху Aircodel, тогава скоростта може да бъде измерена (тя е 12 m / s) и изчисляване на полезна мощност:
N ul \u003d 7.54 * 12 \u003d 90.48 вата
2) Електрическата ефективност на двигателя е в такава формула: Ефективност \u003d n полезна / n изразходвана * 100%където N разходи \u003d 101 вата
Kpd \u003d 90.48 / 101 * 100% \u003d 90%
Средно, ефективността на двигателите на подложката наистина и варира около 90% (най-голямата ефективност, постигната от този тип двигатели, е равна на 99.68% )

Характеристики на двигателя:

Волтаж: 11.1 волта
Обръщайте: 11550 rpm.
Максимален ток: 15а.
Мощност: 200 вата
Срок: 754 грама (винт 8x6)

Заключение:

Цената на всяко нещо зависи от мащаба на неговото производство. Производителите на насипни двигатели се размножават като гъби след дъжда. Ето защо искам да повярвам, че в близко бъдеще цената на контролерите и единните двигатели ще падне, тъй като тя падна върху оборудването на радиокопресиването ... възможностите на микроелектрониката всеки ден са разширяване, размера и теглото на контролерите постепенно намаление. Може да се предположи, че в близко бъдеще контролерите ще започнат да се вграждат директно в двигателите! Може би ще живеем до днес ...