Bad DC Motor: caratteristiche e principio di funzionamento. Ingegneri cattivi DC. Dispositivo dei motori di motori di ungherette Badzolettor rounds

Le strutture familiari e mediche, l'aria condizionata, le unità a pipe-aria di gas e gasdotti di petrolio sono lontane da un elenco completo di aree di utilizzo dei motori Unconnector (database) di DC. Diamo un'occhiata al dispositivo e al principio di funzionamento di queste unità elettromeccaniche per comprendere meglio i loro vantaggi e svantaggi.

Informazioni generali, dispositivo, ambito di applicazione

Uno dei motivi della manifestazione degli interessi nel database è una maggiore necessità di micromotori ad alta velocità con posizionamento accurato. Internamente, il dispositivo di tali unità è mostrato nella figura 2.

Come puoi vedere, il design è un rotore (ancora) e uno statore, sul primo c'è un magnete permanente (o diversi magneti situati in un certo ordine), e il secondo è dotato di bobine (B) per creare un magnetico campo.

È interessante notare che questi meccanismi elettromagnetici possono essere entrambi con un'ancora interna (questo tipo di costruzione può essere visto in figura 2) ed esterno (vedere la figura 3).

Di conseguenza, ciascuno dei progetti ha un certo campo di applicazione. I dispositivi di ancoraggio interni hanno un'elevata velocità di rotazione, quindi vengono utilizzati nei sistemi di raffreddamento, come centrali elettriche dei droni, ecc. Le unità con un rotore esterno vengono utilizzate ovunque il posizionamento accurato e la resistenza ai sovraccarichi al momento (robotica, apparecchiature mediche, macchine CNC, ecc.).

Principio di funzionamento

A differenza di altri azionamenti, ad esempio, una macchina asincrona AC, è necessario un controller speciale per il database, che include gli avvolgimenti in modo che i vettori di ancoraggi magnetici e campi di statore siano ortogonali l'uno all'altro. Cioè, infatti, il dispositivo del driver regola la coppia che agisce da un database di ancoraggio. Visivamente questo processo è mostrato nella figura 4.

Come puoi vedere, per ogni movimento dell'armatura, è necessario eseguire una determinata commutazione nell'avvolgimento dello statore del motore del tipo di ulocazione. Questo principio di funzionamento non consente di gestire facilmente la rotazione, ma consente di ottenere rapidamente slancio.

Differenze del collettore e del motore sfuso

L'azionamento del tipo di collettore differisce dal database come caratteristiche costruttive (vedi Fig. 5.) e il principio del lavoro.

Considerare differenze costruttive. Dalla figura 5, si può vedere che il rotore (1 in figura 5) del motore del tipo di collettore, a differenza del Neckenet, ha bobine, in cui è installato il semplice diagramma di avvolgimento e magneti permanenti (come regola, due) sullo statore (2 in Fig. 5). Inoltre, il collettore è installato sull'albero a cui sono collegate le spazzole rifornendo l'avvolgimento dell'ancora.

Raccontare brevemente il principio del lavoro delle macchine da collezione. Quando la tensione viene fornita a una delle bobine, è eccitato e si forma un campo magnetico. Entra nell'interazione con i magneti permanenti, rende prurito l'ancora e il collezionista posizionato su di esso. Di conseguenza, il potere viene alimentato a un altro avvolgimento e il ciclo viene ripetuto.

La velocità di rotazione dell'ancora di tale progettazione dipende direttamente dall'intensità del campo magnetico, che, a sua volta, è direttamente proporzionale alla tensione. Cioè, per aumentare o diminuire il fatturato, è sufficiente aumentare o ridurre il livello di potenza. E per il retro è necessario cambiare polarità. Questo metodo di gestione non richiede un controller speciale, dal momento che il controllo della corsa può essere effettuato sulla base del resistore variabile e il solito interruttore funzionerà come inverter.

Caratteristiche costruttive dei motori di tipo non uoolette Siamo stati visti nella sezione precedente. Come ti ricordi, la loro connessione richiede un controller speciale, senza il quale semplicemente non funzionerà. Per lo stesso motivo, questi motori non possono essere utilizzati come generatore.

Vale anche la pena notare che in alcuni azionamenti di questo tipo, le posizioni del rotore sono monitorate per un controllo più efficiente utilizzando i sensori della sala. Ciò migliora significativamente le caratteristiche dei motori Neclector, ma porta all'aumento dei prezzi e quindi il design irregolare.

Come eseguire il motore non coolette?

Per forzare le unità di questo tipo, sarà richiesto il controller speciale (vedere Fig. 6). Senza di esso, il lancio è impossibile.

Raccogli lo stesso dispositivo stesso non ha senso, più economico e più affidabile verrà acquistato pronto. Puoi sceglierlo nelle seguenti caratteristiche inerenti ai driver del canale PWM:

• La massima resistenza consentita della corrente, questa caratteristica è data per la modalità di funzionamento standard del dispositivo. Abbastanza spesso, i produttori indicano un tale parametro nel nome del modello (ad esempio, PHOENIX-18). In alcuni casi viene fornita la modalità di picco, che il controller può supportare alcuni secondi.
• Tensione massima standard per un lungo lavoro.
• Resistenza alle catene interne del controller.
• Il numero consentito di rivoluzioni è indicato in rpm. Su questo valore, il controller non aumenterà la rotazione (la limitazione è implementata a livello del programma). Va notato che la velocità di rotazione è sempre data per le unità bipolari. Se le coppie di poli sono di più, dovresti dividere il valore al loro numero. Ad esempio, il numero 60000 rpm è indicato, quindi, per un motore a 6 magnetico, la velocità di rotazione sarà 60000/3 \u003d 2000 PRM.
• La frequenza degli impulsi generati, nella maggior parte dei controller questo parametro risiede nell'intervallo da 7 a 8 kHz, i modelli più costosi consentono di riprogrammare il parametro, aumentandolo a 16 o 32 kHz.

Si notiamo che le prime tre caratteristiche determinano la potenza del database.

Controllo del motore non umore

Come accennato in precedenza, la commutazione di commutazione del bobina dell'unità viene eseguita da elettronica. Per determinare durante la commutazione, il conducente traccia la posizione dell'ancora usando i sensori della sala. Se l'unità non è dotata di tali rilevatori, quindi nel calcolo è prelevato dall'EMF inverso, che si verifica nelle bobine non connesse dello statore. Il controller, che, infatti, è un pacchetto hardware e software, traccia queste modifiche e imposta l'ordine di commutazione.

Motore elettrico Bad DC trifase

La maggior parte dei database viene eseguita in esecuzione trifase. Per controllare tale unità nel controller c'è un convertitore di tensione costante in un impulso trifase (vedere Fig. 7).

Per spiegare come funziona un tale motore della valvola, segue con la figura 7 per considerare la figura 4, dove vengono visualizzati tutti i passaggi dell'attuatore alternativamente. Tagliali:

1. Un impulso positivo viene servito sulla bobina "A", mentre su "B" - negativo, di conseguenza, l'ancora si muoverà. I sensori bloccheranno il suo movimento e verranno assegnati un segnale per la prossima commutazione.
2. Le bobine si spegne "A" e l'impulso positivo va a "C" ("B" rimane invariato), il segnale viene alimentato al prossimo set di impulsi.
3. Su "C" - positivo, "A" - negativo.
4. C'è un paio di "B" e "A" a cui arrivano impulsi positivi e negativi.
5. L'impulso positivo è ri-alimentato a "B" e negativo su "C".
6. Le bobine "A" (servite +) e un impulso negativo si ripetono su "C". Quindi, il ciclo viene ripetuto.

Nell'apparente facilità di gestione ci sono molte difficoltà. È necessario non solo monitorare la posizione dell'armatura per produrre la seguente serie di impulsi e controllare anche la velocità di rotazione, regolare la corrente nelle bobine. Inoltre, dovresti scegliere i parametri più ottimali per l'overclocking e la frenata. Vale anche la pena di non dimenticare che il controller deve essere dotato di un blocco che ti consente di gestirlo. L'aspetto di tale dispositivo multifunzione può essere visto nella figura 8.

Vantaggi e svantaggi

Il motore elettrico non ha molti vantaggi, vale a dire:

• La durata della vita è molto più lunga dei soliti analoghi del collettore.
• Alta efficienza.
• Set rapido della massima velocità di rotazione.
• È più potente del KD.
• L'assenza di scintille durante il funzionamento consente di utilizzare l'unità in condizioni pericolose del fuoco.
• Nessun raffreddamento aggiuntivo richiesto.
• Operazione semplice.

Ora considera i minuscoli. Un significativo svantaggio che limita l'uso del database è costi relativamente elevati (incluso il prezzo del conducente). L'inconveniente dovrebbe essere attribuito all'impossibilità di utilizzare il database senza un conducente, anche per l'inclusione a breve termine, ad esempio, per verificare le prestazioni. Riparazione dei problemi, soprattutto se è richiesto il riavvolgimento.

I motori sono utilizzati in molte aree della tecnologia. Per ruotare il rotore del motore, è necessario avere un campo magnetico rotante. Nei motori DC convenzionali, questa rotazione viene eseguita mediante meccanicamente utilizzando i pennelli alla scorrimento del collettore. Allo stesso tempo, sorge scintillare, e, inoltre, a causa dell'attrito e dell'usura dei pennelli per tali motori, è necessaria una manutenzione costante.

A causa dello sviluppo della tecnica, è diventato possibile generare un campo magnetico rotante elettronicamente, che è stato incarnato nei motori DC Neolotor (BDPT).

Dispositivo e principio di funzionamento

Gli elementi principali del BDPT sono:

• rotoresu quali magneti costanti sono rafforzati;
• statoresu cui sono installati gli avvolgimenti;
• controller elettronico.

Per progettazione, tale motore può essere di due tipi:

con la posizione interna del rotore (INRUNNER)

con posizione del rotore esterno (OUTROUNNER)

Nel primo caso, il rotore ruota all'interno dello statore e nel secondo - il rotore gira intorno allo statore.

Tipo di motore INRUNNER. Usato nel caso in cui è necessario ottenere rivoluzioni di rotazione di grandi dimensioni. Questo motore ha un design standard più semplice che consente di utilizzare uno statore fisso per il fissaggio del motore.

Tipo di motore Outrunner. Adatto per una coppia maggiore a bassa velocità. In questo caso, il supporto del motore viene eseguito utilizzando un asse fisso.

Tipo di motore INRUNNER. - Grande velocità, coppia bassa. Tipo di motore Outrunner. - Poco turno, coppia elevata.

Il numero di poli nel BDPT può essere diverso. In termini di numero di poli, puoi giudicare alcune delle caratteristiche del motore. Ad esempio, il motore con un rotore con 2 poli ha un numero maggiore di rivoluzioni e un piccolo momento. I motori con una maggiore quantità di poli hanno un punto più grande, ma un numero minore di rivoluzioni. Modificando il numero di poli del rotore, è possibile modificare il numero di velocità del motore. Pertanto, la modifica del design del motore, il produttore può selezionare i parametri del motore necessari al momento e il numero di rivoluzioni.

Gestione BDPT.

Controllo del rotolo, aspetto

Per il controllo del motore sfuso utilizzato regolatore speciale - regolatore della velocità di rotazione dell'albero del motore corrente continua. Il suo compito è generare e alimentare al momento desiderato sull'avvolgimento desiderato della tensione richiesta. Nel controller per gli strumenti con alimentatore 220, lo schema di inverter viene utilizzato più spesso, in cui la conversione corrente con una frequenza di 50 Hz è prima in una corrente costante, quindi ai segnali con modulazione a impulsi (PWM). Per alimentare la tensione di alimentazione sull'avvolgimento dello statore, vengono utilizzate potenti tasti elettronici sui transistor bipolari o altri elementi di potenza.

La regolazione della potenza e della velocità del motore viene eseguita modificando la resistenza degli impulsi e, pertanto, il valore attivo della tensione fornita al bobina dello statore del motore.

Diagramma del circuito di controllo del rotolo. K1-K6 - Tasti D1-D3 - Sensori di posizione del rotore (sensori di sala)

Un problema importante è la connessione tempestiva dei tasti elettronici per ogni avvolgimento. Per garantire questo il controller deve determinare la posizione del rotore e la sua velocità. I sensori ottici o magnetici possono essere utilizzati per ottenere tali informazioni (ad esempio, sensori della sala), così come campi magnetici inversi.

Uso più comune sensori della salaquella reagire alla presenza di un campo magnetico. I sensori sono posizionati sullo statore in modo tale che il campo magnetico del rotore agitò su di loro. In alcuni casi, i sensori sono installati in dispositivi che consentono di modificare la posizione dei sensori e, di conseguenza, regolare l'angolo di avanzamento (tempo).

I regolatori di rotazione del rotore sono molto sensibili alla forza della corrente che passa attraverso di esso. Se si seleziona una batteria con una corrente di uscita maggiore, il regolatore sta bruciando! Correggere le combinazioni delle caratteristiche correttamente!

Vantaggi e svantaggi

Rispetto ai motori BDPT convenzionali hanno i seguenti vantaggi:

• bIG CPD.;
• alta velocità;
• la capacità di cambiare la frequenza di rotazione;
• mancanza di spazzole scintillanti;
• piccolo rumoresia in bande audio che ad alta frequenza;
• affidabilità;
• capacità di resistere ai sovraccarichi al momento;
• eccellente il rapporto tra dimensioni e potenza.

Il motore di baseball si distingue per una grande efficienza. Può raggiungere il 93-95%.

L'elevata affidabilità della parte meccanica del database è spiegata dal fatto che utilizza cuscinetti a sfera e non ci sono spazzole. La smagnetizzazione dei magneti permanenti si verifica piuttosto lentamente, specialmente se sono realizzati con elementi rari. Se utilizzato nel controller di protezione corrente, la durata di servizio di questo nodo è piuttosto alta. In realtà il servizio di servizio BDPT può essere determinato dalla durata della durata dei cuscinetti a sfera.

Gli svantaggi del BDPT sono la complessità del sistema di gestione e il costo elevato.

Applicazione

Lo scopo di BDTP è il seguente:

• creando modelli;
• medicinale;
• settore automobilistico;
• industria del petrolio e del gas;
• elettrodomestici.;
• equipaggiamento militare.

Usando DB per il modello aeronautico Dà un vantaggio significativo nel potere e nella dimensione. Confronto del solito tipo di motore del collettore Speed-400 e il BDTP della stessa classe Astro Flight 020 mostra che il motore del primo tipo ha un'efficienza del 40-60%. La CPD del secondo motore nelle stesse condizioni può raggiungere il 95%. Pertanto, l'uso del database consente di aumentare quasi 2 volte il potere della forza del modello o del tempo del suo volo.

A causa del piccolo rumore e della mancanza di riscaldamento quando il lavoro BDPT è ampiamente utilizzato in medicina, specialmente in odontoiatria.

Nelle auto, tali motori sono usati in ascensori in vetro, chowers elettrici, fari e ascensori ascensori.

Nessun collezionista e spazzole scintillanti Consente di utilizzare il database come elementi dei dispositivi di intercettazione nell'industria del petrolio e del gas.

Come esempio di utilizzare database in elettrodomestici, è possibile lavare una lavatrice con un'unità diretta del tamburo LG. Questa azienda utilizza il BDTP Outrunner. Sul rotore del motore, ci sono 12 magneti, e sulle bobine degli induttori dello statore - 36 che sono avvolte con un filo con un diametro di 1 mm sui nuclei da acciaio magneticamente conduttivo. Le bobine sono collegate in sequenza 12 pezzi nella fase. La resistenza di ogni fase è di 12 ohm. Un sensore di sala viene utilizzato come sensore di posizione del rotore. Il rotore del motore è attaccato al Baku della lavatrice.

Ovunque questo motore viene utilizzato in dischi rigidi per i computer, che li rende compatti, in unità CD e DVD e sistemi di raffreddamento per dispositivi micro-elettronici e non solo.

Insieme al database di piccolo e medio potenza nell'industria con condizioni di lavoro pesanti, le industrie navi e militari sono sempre più utilizzate da BDPT grande.

I database di potenza luminosa sono progettati per la Marina americana. Ad esempio, PowerTec ha sviluppato un BDTP da 220 kW a una velocità di 2000 rpm. Il momento del motore raggiunge 1080 nm.

Oltre a queste aree, il database viene utilizzato nei progetti di macchine, presse, linee di elaborazione delle materie plastiche, nonché nella potenza eolica e l'uso delle onde di marea.

Caratteristiche

Caratteristiche del motore principale:

• potenza nominale;
• massima potenza;
• corrente massima;
• massima tensione operativa;
• massimi giri (o coefficiente di kv);
• resistenza agli avvolgimenti;
• angolo di anticipo;
• modalità operativa;
• caratteristiche di avvertimento Motore.

L'indicatore principale del motore è il suo potere nominale, cioè la potenza generata dal motore per un lungo periodo di funzionamento.

Massima potenza - Questo è il potere che il motore può dare durante un periodo di tempo a breve termine, non distruggendo. Ad esempio, per il volo Astro 020, il volo Astro 020, che menzionato sopra, è 250 W.

Corrente massima. Per Astro Flight 020, è uguale a 25 A.

Massima tensione operativa - Tensione che può resistere agli avvolgimenti del motore. Per Astro Flight 020, le tensioni operative vanno da 6 a 12 V.

Velocità massima del motore. A volte il passaporto indica il coefficiente KV - il numero di velocità del motore per volt. Per Astro Flight 020 kv \u003d 2567 rev / c. In questo caso, il numero massimo di rivoluzioni può essere determinato moltiplicando questo coefficiente alla massima tensione operativa.

Generalmente resistenza agli avvolgimenti Per i motori è decimo o millesimi di ohm. Per Astro Flight 020 R \u003d 0,07 ohm. Questa resistenza influisce sull'efficienza del BDPT.

Angolo di anticipo È prima delle tensioni di commutazione sugli avvolgimenti. È associato alla natura induttiva della resistenza degli avvolgimenti.

La modalità di funzionamento può essere lunga o a breve termine. Con modalità a lungo termine, il motore può funzionare per un lungo periodo. Allo stesso tempo, il calore assegnato a loro è completamente dissipato e non si surriscalda. In questa modalità, i motori funzionano, ad esempio, in ventilatori, trasportatori o scale mobili. La modalità a breve termine viene utilizzata per dispositivi come un ascensore, un rasoio elettrico. In questi casi, il motore funziona in breve tempo, e quindi raffreddato per un lungo periodo.

Nel passaporto sul motore, vengono fornite le sue dimensioni e il peso. Inoltre, ad esempio, per i motori progettati per i modelli di aeromobili, vengono fornite dimensioni di atterraggio e diametro dell'albero. In particolare, il motore Astro Flight 020 contiene le seguenti caratteristiche:

• la lunghezza è 1,75 ";
• diametro è 0,98 ";
• il diametro dell'albero è 1/8 ";
• il peso è 2,5 once.

Conclusioni:

1. Nella modellazione, in vari prodotti tecnici, nell'attrezzatura industriale e della difesa utilizzata BDPT, in cui il campo magnetico rotante è formato da un circuito elettronico.
2. Con il suo design, il BDPT può essere con l'interno (interno) ed esterno (outrunner) dalla posizione del rotore.
3. Rispetto ad altri motori BDPT hanno diversi vantaggi, il cui principale è l'assenza di spazzole e scintillanti, grande efficienza e alta affidabilità.

Caratteristiche distintive:

• Bet informazioni generali
• Utilizza il controller di potenza cascata
• Codice del programma di esempio

introduzione

Le linee guida applicative sono descritte in queste raccomandazioni dell'applicazione, come implementare un'unità di controllo per il controllo del motore di controllo DC (BKEPT) utilizzando un sensore di posizione basato su AVR Microcontrollore AT90PWM3.

Il microcontrollore AVR ad alte prestazioni AVR Core, che contiene un controller a cascata di potenza, consente di implementare un controller per il controllo del motore del controller DC ad alta velocità.

Questo documento fornisce una breve descrizione del principio di funzionamento del motore DC del motore non uoolette e i dettagli considerano il controllo BCCT in modalità touch e la descrizione del concetto di sviluppo di riferimento ATAVRMC100 si basa sulle raccomandazioni per l'uso.

Inoltre ha discusso l'implementazione del software con un circuito di controllo implementato dal software in base al controller PID. Per controllare il processo di commutazione, l'uso di solo sensori di posizione in base all'effetto Hall è implicito.

Principio operativo

La portata del BKEPT aumenta continuamente, associata a un certo numero dei loro vantaggi:

1. L'assenza di un nodo da collezione, che semplifica o ne esclude anche la manutenzione.
2. Genera un livello inferiore di rumore acustico ed elettrico rispetto ai motori da collezione DC universali.
3. Capacità di lavorare in ambienti pericolosi (con prodotti infiammabili).
4. Buon rapporto tra le caratteristiche della lampadina e il potere ...

I motori di questo tipo sono caratterizzati da una piccola inerzia del rotore, perché L'avvolgimento si trova sullo statore. La commutazione è controllata da elettronica. I momenti di commutazione sono definiti in base alle informazioni dai sensori di posizione, o misurando la retromarcia E.D., generata da avvolgimenti.

Quando si opera utilizzando i sensori di Bkept, di solito è delle tre parti principali: uno statore, un rotore e sensori di linza.

Lo statore del classico Bkey trifase contiene tre avvolgimenti. In molti motori, gli avvolgimenti sono suddivisi in diverse sezioni, che riducono le pulsazioni del mosto di rotolamento.

La figura 1 mostra lo schema di sostituzione dello statore elettrico. Consiste di tre avvolgimenti, ognuno dei quali contiene tre elementi consecutivi inclusi: induttanza, resistenza e inversione E.D.S.

Figura 1. Schema di sostituzione dello statore elettrico (tre fasi, tre avvolgimenti)

Il rotore BKET è costituito da un numero pari di magneti permanenti. La quantità di poli magnetici nel rotore influisce anche sulle dimensioni della rotazione e dei gradini di slancio rotolanti. Maggiore è il numero di poli, più piccola è la dimensione della fase di rotazione e momentum mentire. I magneti permanenti possono essere utilizzati con 1..5 paia di poli. In alcuni casi, il numero di coppie di poli aumenta a 8 (figura 2).

Figura 2. Statore e rotore di BKEPT trifase, tre avvolgimenti

Gli avvolgimenti sono installati stazionari e il magnete ruota. Il rotore BKET è caratterizzato da un peso più leggero rispetto al rotore di un normale motore DC universale, che si trova sul rotore.

Sensore della sala

Per stimare la posizione del rotore, i sensori di tre hall sono incorporati nell'alloggiamento del motore. I sensori sono installati con un angolo di 120 ° in relazione l'uno con l'altro. Utilizzo dei dati del sensore È possibile eseguire 6 interruttori diversi.

Le fasi di commutazione dipendono dallo stato dei sensori della sala.

La fornitura di tensioni di alimentazione sulle variazioni di avvolgimento dopo aver modificato gli stati delle uscite del sensore della hall. Con l'esecuzione corretta di commutazione sincronizzata, la coppia rimane approssimativamente costante e alta.

Figura 3. Segnali del sensore della sala nel processo di rotazione

Fasi di commutazione

Per semplificare la descrizione del lavoro del BKET trifase, consideriamo solo la sua versione con tre avvolgimenti. Come precedentemente mostrato, la fase di commutazione dipende dai valori di uscita dei sensori della sala. Con la corretta fornitura di tensione sull'avvolgimento del motore, viene creato un campo magnetico e la rotazione viene avviata. Il metodo di controllo di commutazione più comune e semplice utilizzato per controllare il BACT è lo schema di rotazione dello shutdown quando l'avvolgimento sta conducendo corrente o meno. Ad un certo punto, solo due avvolgimenti possono essere sequestrati e il terzo rimane disconnesso. Gli avvolgimenti di collegamento al bus power cause la corrente elettrica. Questo metodo è chiamato la commutazione trapezoidale o la commutazione del blocco.

Una cascata di potenza composta da 3 mezzo litri viene utilizzata per controllare il bkett. Lo schema della cascata di potenza è mostrato nella figura 4.

Figura 4. Potenza cascata

Secondo i valori dei sensori della sala, viene determinato quali tasti devono essere chiusi.

Tabella 1. Commutazione dei tasti in senso orario

Nei motori con diversi campi, la rotazione elettrica non corrisponde alla rotazione meccanica. Ad esempio, in BKEPT quattro polivosi, quattro cicli di rotazione elettrica corrispondono a una rotazione meccanica.

La potenza e la velocità del motore dipendono dalla potenza del campo magnetico. È possibile regolare la velocità di rotazione e ruotare il motore cambiando la corrente attraverso l'avvolgimento. Il modo più comune per controllare la corrente attraverso l'avvolgimento è la corrente centrale. Per fare ciò, utilizzare la modulazione della latitudine-impulso (PWM), il cui ciclo operativo determina il valore di tensione medio sugli avvolgimenti e, quindi, il valore medio corrente e, di conseguenza, la velocità di rotazione. La velocità può essere regolata a frequenze da 20 a 60 kHz.

Il campo rotante di BKEPT trifase tre fase è mostrato nella figura 5.

Figura 5. Passi di commutazione e campo rotante

Il processo di commutazione crea un campo rotante. Sul palco 1 fase A, si collega al bus di alimentazione positivo del tasto SW1, la fase B è collegata a un comune con il tasto SW4 e la fase C rimane non connessa. Le fasi A e B sono create due flux magnetici di vettore (mostrato nelle frecce rosse e blu, rispettivamente), e la somma di questi due vettori conferisce il vettore del flusso magnetico dello statore (freccia verde). Successivamente, il rotore tenta di seguire il flusso magnetico. Non appena il rotore raggiunge una certa posizione in cui lo stato dei sensori della sala viene modificato dal valore "010" a "011", la commutazione degli avvolgimenti del motore viene eseguita di conseguenza: la fase in rimane incasuale e la fase c è collegato al totale. Ciò porta alla generazione del nuovo vettore del flusso magnetico dello statore (stadio 2).

Se si segue lo schema di commutazione mostrato nella figura 3 e nella Tabella 1, otteniamo sei diversi vettori di flusso magnetico corrispondenti a sei passaggi di commutazione. Sei passaggi corrispondono a un fatturato del rotore.

STARTER SET ATAVRMC100.

Il diagramma del circuito è presentato in figure 21, 22, 23 e 24 alla fine del documento.

Il programma contiene un circuito di controllo della velocità con un controller PID. Tale regolatore è composto da tre collegamenti, ognuno dei quali è caratterizzato dal proprio rapporto di trasmissione: KP, KI e KD.

KP è il coefficiente di trasmissione del collegamento proporzionale, KI è il coefficiente di trasmissione del collegamento integratore e KD - il coefficiente di trasmissione del collegamento di differenziazione. La deviazione della velocità specificata dal reale (in figura 6 è chiamata "segnale" mancante ") viene elaborato da ciascuno dei collegamenti. Il risultato di queste operazioni è piegato e alimentato al motore per ottenere la velocità di rotazione desiderata (vedere la figura 6).

Figura 6. Schema del regolatore PID strutturale

Il coefficiente di CP influisce sulla durata del processo di transizione, il KI coefficiente consente di sopprimere gli errori statici e il CD viene utilizzato, in particolare, per stabilizzare la posizione (vedere la descrizione del circuito di controllo nell'archivio software per cambiare i coefficienti) .

Descrizione dell'hardware.

Come mostrato nella figura 7, il microcontrollore contiene 3 controller di potenza cascata (PSC). Ogni PSC può essere considerato come un modulatore di latitudine-impulsi (PWM) con due segnali di uscita. Per evitare il verificarsi attraverso la corrente, il PSC supporta la capacità di controllare la latenza della potenza dei tasti di alimentazione (vedere la documentazione per AT90PWM3 per uno studio più dettagliato dell'operazione PSC, nonché la figura 9).

L'ingresso di emergenza (over_current, il sovraccarico corrente) è associato a PSCIN. L'ingresso di emergenza consente al microcontroller di disabilitare tutte le uscite PSC.

Figura 7. Implementazione hardware

Per misurare la corrente, possono essere utilizzati due canali differenziali con un amplificatore programmabile a cascata (KU \u003d 5, 10, 20 o 40). Dopo aver selezionato il coefficiente di guadagno, è necessario raccogliere il resistore di sunning nominale per la copertura più completa dell'intervallo di conversione.

Il segnale over_current è formato da un comparatore esterno. La tensione di soglia del comparatore può essere regolata utilizzando un DAC interno.

La commutazione delle fasi deve essere eseguita in conformità con il valore alle uscite dei sensori della sala. DH_A, DH_B e DH_C sono collegati agli ingressi di fonti di interrupt esterni o a tre comparatori interni. I comparatori generano lo stesso tipo di interrupt come interrupt esterni. La figura 8 mostra come vengono utilizzate le porte I / O nel set di avviamento.

Figura 8. Utilizzo delle porte I / O del microcontrollore (alloggiamento SO32)

VMOT (VDV) e VMOT_HALF (1/2 VDV) sono implementati, ma non utilizzati. Possono essere utilizzati per ottenere informazioni sulla tensione di alimentazione.

Uscite H_X e L_X vengono utilizzate per controllare il ponte di potenza. Come accennato in precedenza, dipendono dal controller Cascade Power (PSC), che genera segnali PWM. In questa applicazione, si consiglia di utilizzare la modalità di controllo nel centro (vedere la figura 9) quando il registro OCR0RA viene utilizzato per sincronizzare il lancio della trasformazione ADC per misurare la corrente.

Figura 9. Osciilogrammi di segnali PSCN0 e PSCN1 nella modalità di allineamento del livello

• Tempo incl. 0 \u003d 2 * OCRNSA * 1 / FCLKPSC
• Tempo incl. 1 \u003d 2 * (OCRNRB - OCRNSB + 1) * 1 / FCLKPSC
• PSC \u003d 2 * (OCRNRB + 1) * 1 / FCLKPSC

Pausa non difesa tra PSCN0 e PSCN1:

• | OCRNSB - OCRNSA | * 1 / FCLKPSC

Il blocco PSC è clocking da segnali CLKPSC.

Uno dei due metodi può essere utilizzato per alimentare i segnali PWM nella cascata della potenza. Il primo è l'applicazione dei segnali PWM alle parti superiore e inferiore della cascata della potenza e il secondo - nel PWM segnala l'applicazione solo alle parti superiori.

Descrizione del software

Atmel ha sviluppato biblioteche per gestire BKEPT. Il primo passo del loro uso è la configurazione e l'inizializzazione del microcontrollore.

Configurazione e inizializzazione del microcontrollore

Per fare ciò, utilizzare la funzione Mc_init_motor (). Provoca la funzione di inizializzare la parte hardware e del software, nonché inizializza tutti i parametri del motore (direzione di rotazione, velocità e motore di arresto).

Struttura della struttura del software

Dopo la configurazione e l'inizializzazione del microcontroller possono essere avviati il \u200b\u200bmotore. Sono necessarie solo diverse funzioni per controllare il motore. Tutte le funzioni sono definite in mc_lib.h:

Void mc_motor_run (Void) - utilizzato per avviare il motore. La funzione del circuito di stabilizzazione è chiamato per installare il ciclo di lavoro PWM. Successivamente, viene eseguita la prima fase di commutazione. Bool mc_motor_is_Running (Void) - Determinazione dello stato del motore. Se "1", il motore funziona se "0", il motore viene interrotto. Void mc_motor_stop (Void) - utilizzato per fermare il motore. Void mc_set_motor_speed (velocità U8) - installazione di una velocità definita dall'utente. U8 mc_get_motor_speed (Void) - Restituisce la velocità specificata dell'utente. Void mc_set_motor_direction (direzione U8) - Impostazione del senso di rotazione "cw" (in senso orario) o "ccw" (in senso antiorario). U8 mc_get_motor_direction (Void) - Restituisce la direzione corrente della rotazione del motore. U8 mc_set_motor_measured_speed (U8 misurato_speed) - Salvataggio della velocità misurata nella variabile misurata_speed. U8 mc_get_motor_measured_speed (Void) - Restituisce la velocità misurata. Void mc_set_close_loop (void) void mc_set_open_loop (Void) - Configurazione del circuito di stabilizzazione: circuito chiuso o aperto (vedere la figura 13).

Figura 10. Configurazione AT90PWM3

Figura 11. Struttura del software

La figura 11 mostra quattro variabili MC_RUN_STOP (START / STOP), MC_Direction (direzione), MC_CMD_SPEED (Velocità specificata) e MC_MeasurD_speed (velocità misurata). Sono le principali variabili del software, il cui accesso a cui può essere eseguito dalle funzioni utente precedentemente descritte.

L'implementazione del software può essere visualizzata come una scatola nera con il nome "Gestione motore" (Figura 12) e più ingressi (MC_RUN_STOP, MC_Direction, MC_CMD_speed, MC_MeasurD_speed) e uscite (tutti i segnali di controllo del ponte di potenza).

Figura 12. Variabili del software di base

La maggior parte delle funzionalità è disponibile in MC_DRV.H. Solo alcuni di loro dipendono dal tipo di motore. Le funzioni possono essere divise in quattro classi principali:

• Inizializzazione dell'hardware
void mc_init_hw (vuoto); L'inizializzazione dell'hardware è completamente implementata in questa funzione. Qui sono porte inizializzate, interrupt, timer e controller della cascata di potenza.

Void mc_init_sw (vuoto); Utilizzato per inizializzare il software. Consente tutti gli interrupt.

Void mc_init_port (vuoto); Inizializzazione della porta I / O Impostando tramite i registri DDRX, quali conclusioni funzionano come ingresso e quale uscita, nonché che indicano che è necessario abilitare i resistori di tiro (attraverso il registro PORTX).

Void mc_init_pwm (vuoto); Questa funzione inizia il PLG e imposta tutti i registri PSC al suo stato originale.

Void mc_init_it (vuoto); Modificare questa funzione per risolvere o proibire i tipi di interrupt.

Void PSC0_INIT (Int DT0 non firmato, INT DT0 non firmato OT0, Int DT1 non firmato, INT DT1, ISSSSIGATO INT OT1); Void PSC1_INIT (INT DT0 senza segno DT0, Int It0 non firmato, INT DT1 non firmato DT1, INTRISS INT OT1); Void PSC2_INIT (Int DT0 non firmato, INT DT0 non firmato OT0, Int DT1 non firmato, INT DT1 non firmato OT1); PSCX_INIT consente all'utente di selezionare la configurazione del controller di potenza cascata (PSC) del microcontrollore.

• Funzioni di commutazione u8 mc_get_hall (annullamento); Lettura dello stato dei sensori della sala corrispondenti a sei passaggi di commutazione (HS_001, HS_010, HS_011, HS_100, HS_101, HS_110).

  Interrompere void mc_hall_a (vuoto); _Interrupt void mc_hall_b (vuoto); _Interrupt void mc_hall_c (vuoto); Queste funzioni vengono eseguite se viene rilevata l'interruzione esterna (modifica dell'uscita dei sensori della sala). Ti permettono di cambiare le fasi e calcolare la velocità.

  Void mc_duty_cycle (livello U8); Questa funzione imposta il ciclo operativo di PWM in base alla configurazione PSC.

  Void mc_switch_commutazione (posizione U8); La commutazione delle fasi viene eseguita secondo il valore alle uscite dei sensori della sala e solo se l'utente avvia il motore.

• Configurazione della conversione del tempo void mc_config_sampling_period (Void); Timer 1 Inizializzazione per generazione di interrupt ogni 250 μs. _interrupt void lanch_sampling_period (vuoto); Dopo aver attivato 250 μl di interrupt imposta il flag. Può essere utilizzato per controllare il tempo di conversione.
• VALUTAZIONE VOID VOID MC_CONFIG_TIME_ESTIMATION_SPEED (vuoto); Timer di configurazione 0 per eseguire la funzione di calcolo della velocità.

  Void mc_estimation_speed (vuoto); Questa funzione calcola la velocità del motore in base al principio di misurazione del periodo degli impulsi del sensore di liner.

  Interrupt void ovfl_timer (vuoto); Se si verifica un'interruzione, un incremento di una variabile a 8 bit viene incrementato per l'implementazione di un timer a 16 bit utilizzando un timer a 8 bit.

• Misurazione corrente _interrupt void adc_eoc (vuoto); La funzione ADC_EOC viene eseguita immediatamente dopo aver convertito l'amplificatore per installare il flag in cui l'utente può essere utilizzato.

  Void mc_init_current_measure (Void); Questa funzione inizializza l'amplificatore 1 per la misurazione corrente.

  U8 mc_get_current (Void); Leggi il valore corrente se la conversione è completa.

  Bool mc_conversion_is_finished (Void); Indica il completamento della conversione.

  Void mc_ack_eoc (vuoto); Resettare il flag di completamento della conversione.

• Rilevamento del sovraccarico corrente Void Mc_set_over_Current (livello U8); Imposta la soglia per determinare il sovraccarico corrente. Come soglia, c'è un'uscita del DAC associata al comparatore esterno.

Il circuito di stabilizzazione è selezionato utilizzando due funzioni: Apri (MC_SET_OPEN_LOOP ()) o circuito chiuso (MC_SET_CLOSE_LOOP ()). La figura 13 mostra un circuito di stabilizzazione implementato dal software.

Figura 13. Circuito di stabilizzazione

Un circuito chiuso è un circuito di stabilizzazione della velocità basata sulla PID-Regolatore.

Come mostrato in precedenza, il coefficiente KP viene utilizzato per stabilizzare il tempo di risposta del motore. All'inizio, impostare il Ki e KD pari a 0. Per ottenere il tempo di risposta del motore desiderato, è necessario selezionare il valore del KP.

• Se il tempo di risposta è troppo piccolo, quindi aumentare il CP.
• Se il tempo di risposta è veloce, ma non stabile, quindi ridurre il CP.

Figura 14. Impostazione di KP

Il parametro KI viene utilizzato per sopprimere l'errore statico. Lasciare invariato il coefficiente CP e impostare il parametro Ki.

• Se l'errore differisce da zero, quindi aumentare il ki.
• Se la soppressione dell'errore è stata preceduta da un processo oscillatorio, quindi ridurre il Ki.

Figura 15. Personalizzato.

Le figure 14 e 15 mostra esempi di selezione dei parametri corretti del regolatore KP \u003d 1, KI \u003d 0,5 e KD \u003d 0.

Impostazione del parametro del CD:

• Se la velocità è bassa, aumenta il CD.
• Con instabilità del CD, è necessario ridurre.

Un altro parametro essenziale è il tempo di conversione. Deve essere scelto per quanto riguarda il sistema di reagire del sistema. Il tempo di conversione deve essere almeno due volte meno del tempo di risposta del sistema (secondo la regola Cotelnikov).

Per configurare il tempo di conversione, sono fornite due funzioni (discusse sopra).

Il loro risultato viene visualizzato nella variabile globale G_tick, che è installato ogni 250 μs. Con questa variabile è possibile configurare il tempo di conversione.

Utilizzo della CPU e della memoria

Tutte le misurazioni vengono eseguite a una frequenza del generatore di 8 MHz. Dipendono anche dal tipo di motore (numero di coppie di poli). Quando si utilizza il motore con 5 paia di poli, la frequenza del segnale all'uscita del sensore della sala è 5 volte inferiore alla velocità del motore.

Tutti i risultati mostrati nella figura 16 sono stati ottenuti utilizzando un bilancio trifase con cinque paia di poli e la frequenza massima di rotazione di 14000 giri / min.

Figura 16. Usando la velocità del microcontrollore

Nel peggiore dei casi, il livello di carico del microcontrollore è circa il 18% con un tempo di trasformazione di 80 ms e la velocità di rotazione di 14000 rpm.

La prima stima può essere eseguita per un motore più veloce e con l'aggiunta della funzione di stabilizzazione corrente. Il tempo di esecuzione della funzione MC_REGULALY_LOOP () è compreso tra 45 e 55msc (è necessario tenere conto del tempo di conversione del TSP di circa 7 μS). Un BECT è stato selezionato per la valutazione con un tempo di risposta corrente di circa 2-3 ms, cinque paia di poli e la massima frequenza di rotazione di circa 2-3 ms.

La velocità massima del motore è di circa 50.000 rpm. Se il rotore utilizza 5 paia di poli, la frequenza risultante all'uscita dei sensori della sala sarà uguale a (50.000 rpm / 60) * 5 \u003d 4167 Hz. La funzione MC_estimation_speed () () inizia con ogni anteriore crescente del sensore della sala A, cioè. Ogni 240 ISS con la durata dell'esecuzione di 31 μs.

La funzione MC_Switch_CommUtatition () () dipende dal funzionamento dei sensori della sala. Viene eseguito quando i fronti si verificano all'output di uno dei tre sensori di sala (crescente o anteriore in caduta), quindi, in un periodo di impulsi all'uscita del sensore della sala, sono generati sei interrupt e la frequenza risultante del La chiamata della funzione è 240/6 μs \u003d 40 μs.

Infine, il tempo di conversione del circuito di stabilizzazione dovrebbe essere almeno due volte inferiore al tempo di risposta del motore (circa 1 ms).

I risultati sono mostrati nella Figura 17.

Figura 17. Valutazione del caricamento del microcontrollore

In questo caso, il livello di caricamento del microcontrollore è di circa il 61%.

Tutte le misurazioni sono state eseguite utilizzando lo stesso software. Le risorse di comunicazione non vengono utilizzate (wapp, lin ...).

In tali condizioni, viene utilizzata la seguente capacità di memoria:

• 3175 Byte di memoria del programma (38,7% della memoria flash totale).
• 285 Byte di memoria dati (55,7% del volume totale della RAM statica).

Configurazione e utilizzo di ATAVRMC100

La figura 18 presenta un diagramma completo di varie modalità operative del set di avviamento ATAVRMC100.

Figura 18. Scopo delle porte I / O del microcontrollore e delle modalità di comunicazione

Modalità operativa

Sono supportati due diverse modalità di funzionamento. Imposta i ponticelli JP1, JP2 e JP3 in conformità con la Figura 19 per selezionare una di queste modalità. In queste linee guida per applicazione, viene utilizzata solo la modalità usando i sensori. Una descrizione completa dell'hardware è fornita nel manuale dell'utente per il set ATAVRMC100.

Figura 19. Selezionare la modalità di controllo usando i sensori

La figura 19 mostra le impostazioni di origine dei ponticelli che sono conformi all'uso del software associato a queste linee guida applicative.

Il programma fornito con la scheda ATAVRMC100 supporta due modalità di funzionamento:

• esecuzione del motore alla massima velocità senza componenti esterni.
• regolazione della velocità del motore utilizzando un potenziometro esterno.

Figura 20. Connessione del potenziometro

Conclusione

In tali raccomandazioni per l'uso, una soluzione hardware e software per il controllo dell'unità di controllo del DC viene presentata utilizzando i sensori. Oltre a questo documento, il codice fonte completo è disponibile per il download.

La libreria dei programmi include l'avviamento e il controllo della velocità di qualsiasi BECT con sensori incorporati.

Il diagramma schematico contiene un minimo di componenti esterni necessari per il controllo di BKEPT con sensori incorporati.

Le funzionalità della CPU e della memoria del microcontroller AT90PWM3 consentiranno allo sviluppatore di espandere la soluzione funzionale.

Figura 21. Circuito elettrico di concetto (parte 1)

Figura 22. Diagramma elettrico concetto (parte 2)

Figura 23. Circuito elettrico di concetto (parte 3)

Figura 24. Diagramma elettrico concetto (parte 4)

Documentazione:

Fantastico rinnovamento di appartamenti e riparazioni cottage per grandi soldi.

Parte della storia:

Il problema principale di tutti i motori si surriscaldano. Il rotore ruotato all'interno di uno statore, e quindi non è andato via dal surriscaldamento. La gente si è verificata in testa un'idea brillante: non il rotore ruota, ma lo statore, che, se ruotato, sarebbe raffreddato con aria. Quando è stato creato un tale motore, cominciò a essere ampiamente utilizzato nell'aviazione e nella costruzione navale, e quindi è stato soprannominato da un motore valvolare.

Presto è stato creato l'analogo elettrico del motore valvole. Lo chiamato con un motore Neclector, perché non aveva collezionisti (spazzole).

I motori elettrici Bescolettor (Brushless) sono venuti a noi relativamente recentemente, nell'ultimo 10-15 anni. A differenza dei motori da collezione, si nutrono di una corrente alternata trifase. I motori sfusi funzionano efficacemente in una gamma più ampia di rivoluzioni e ha più alta efficienza. La progettazione del motore è relativamente più semplice, non esiste un nodo di spazzole in esso, che si strofina costantemente con il rotore e crea scintille. Si può dire che i motori brushless non stanno praticamente indossando. Il costo dei motori alla rinfusa è leggermente superiore al collettivo. Ciò è dovuto al fatto che tutti i motori brushless sono dotati di cuscinetti e, di regola, fabbricati migliori.

I test hanno mostrato:
Spinta con vite 8x6 \u003d 754 grammi,
Frequenza di rotazione \u003d. 11550 rpm.,
Consumo energetico \u003d. 9 watt.(senza vite) , 101 watt.(con vite),

Potenza ed efficienza

L'alimentazione può essere calcolata in questo modo:
1) Potenza nella meccanica è calcolata da tale formula: N \u003d f * vdove f è potere, e v è velocità. Ma poiché, la vite è in uno stato statico, allora non c'è movimento, ad eccezione del rotatorio. Se questo motore è installato sull'aervodello, è possibile misurare la velocità (è 12 m / s) e calcola la potenza utile:
N ul \u003d 7,54 * 12 \u003d 90,48 watt
2) L'efficienza del motore elettrico è in tale formula: Efficienza \u003d n utile / n speso * 100%dove N costi \u003d 101 watt
KPD \u003d 90.48 / 101 * 100% \u003d 90%
In media, l'efficienza dei motori sottocoltor e fluttuano in realtà del 90% (la più grande efficienza raggiunta da questo tipo di motori è uguale a 99.68% )

Caratteristiche del motore:

voltaggio: 11.1 Volt.
Giri: 11550 rpm.
Corrente massima: 15a.
Energia: 200 watt.
Trazione: 754 grammi (vite 8x6)

Conclusione:

Il prezzo di qualsiasi cosa dipende dalla scala della sua produzione. I produttori di motori sfusi si moltiplicano come funghi dopo la pioggia. Pertanto, voglio credere che nel prossimo futuro, il prezzo dei controller e dei motori uniformi cadrà, poiché cadrà sull'attrezzatura del controllo radio ... Le capacità di microelettronica ogni giorno sono tutte in espansione, le dimensioni e il peso dei controller diminuire gradualmente. Si può presumere che nel prossimo futuro i controller inizieranno ad incorporare direttamente nei motori! Forse vivremo fino ad oggi ...