Kysymys:
Mitä kaasun muuttaminen BLDC ESC: ksi todella tekee?
techSultan
2018-02-05 12:26:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bbackground: Ymmärrän, miten harrastuselektroniikan tavallinen 50 Hz: n PWM-protokolla toimii: ajoajan vaihtaminen noin 0,5 ms: stä 2,5 ms: iin ajaa toimilaitteen noin 0%: sta 100%: iin servoissa olevien upotettujen ohjaimien tai elektroniset nopeudensäätimet (ESC), jotka on kytketty sarjaan moottoriin.

BLDC-moottorin yhteydessä ymmärrän, että ESC tuottaa puolisuunnikkaan jännitteen 2/3 moottorin vaiheesta. ESC etsii takana olevan sähkömagneettisen kentän nollaristipistettä kolmannesta vaiheesta ja virtaa seuraavaan vaihepariin sisäänrakennetulla lyijyllä (30 asteen IIRC).

En en ymmärrä, miten elektroninen nopeudenohjain (ESC) toimii näiden kaasukomentojen mukaisesti.


My kysymykset:

  1. DOnko kaasun vaihto muuttamalla trapetsien kestoa? Mittasin tavallisella yleismittarilla RMS-jännitteen ja virran ESC: n / moottorin välillä, joka käy ~ 50% ja ~ 75% kaasulla. Tiedän, että mittaria ei todennäköisesti ole luokiteltu niin korkeille taajuuksille, mutta luotan siihen, että RMS-lukemat nousivat 50%: sta 75%: n kaasuun. Tämä viittaa siihen, että ESC moduloi syöttöjännitteen trapetsin kestoa moottorille, koska huippujännitearvo on kiinnitetty paristolla (ellei myös ESC moduloi jotenkin sitä?). Note, tajusin juuri, että voin testata tätä oskilloskoopilla. Teen tämän huomenna!

  2. H Miten ESC ylläpitää yhtenäisyystekijää? Hallitseeko / miten se myös virtaa? Oletan, että sen tavoitteena on PF = 1, koska se maksimoi vääntömomentin.

  3. Muuttaako tietyn pisteen alapuolella olevaa kaasuläpän asetusta muuttamalla moottorin \ $ k_ {t} \ $? Toinen alla linkitetty käyrä vertaa 100%: n kaasun tulojännitteen muuttamista vakiojännitteellä. Ymmärrän, että laskeva tulojännite (tulo RMS jännite olisi oikea, kyllä?) Siirtää vääntömomentin ja käyrän käyrää alaspäin ja vasemmalle, mutta miksi myös vääntömomentin nopeuden vaste alkaa "roikkua" alemmat kaasuvipuasetukset? Järjestämällä DC-ekvivalenttimalli vääntömomentille nopeuden funktiona, \ $ T = [Vk_ {t} - {k_ {t}} ^ 2 \ omega] / R \ $, ainoa tapa, jolla kaltevuus voi muuttua, on \ $ k_ {t} \ $ tai R muuttuu.

  4. Hieman ei liity harrastus BLDC-moottoreihin, mutta do samanlaiset sinimuotoisesti ohjattavat BLAC: t (alias PMSM?) virtaa kaikki 3 vaihetta kerralla? Jos on, niin BLAC-moottoria ei voi ajaa sinimuotoisesti sensoriton ohjaus perustuu EMF-mittauksiin, eikö?

voltage vs throttle effects

Kaaviot ARL: n teknisestä raportista 6389.

Kolme vastused:
Neil_UK
2018-02-05 13:17:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tavallisessa anturittomassa ESC: ssä kuristinkomennon muuttaminen sille muuttaa sen lähtö-PWM-käyttöjakson ja siten moottorille syötetyn keskimääräisen jännitteen.Tyypillisesti 1 mS vastaa 0% tai nollajännitettä ja 2 mS vastaa 100% tai täyttä jännitettä.

ESC jatkaa moottorin kommutointia automaattisesti, kun se pyörii, käyttäen nollajännitetunnistusta jännitteettömässä vaiheessa.Tämän ilmeinen havaitseminen samalla kun PWM: n suorittaminen kahdessa muussa vaiheessa vaatii hoitoa, jotta vältetään häiritsevät kytkentätransientit.

Koska keskimääräinen jännite vaihtelee, niin nopeus vaihtelee.Moottori imee ESC: ltä niin paljon virtaa kuin tarvitsee nopeudensa ylläpitämiseksi.

"Tavallisessa anturittomassa ESC: ssä kuristinkomennon muuttaminen sille muuttaa sen lähtö-PWM-käyttöjakson ja siten moottorille syötetyn keskijännitteen." Tarkoittaako tämä, että ESC vaihtelee puolisuunnikkaan muotoisten pulssien kestoa?
@techSultan Ei, tuo lainaus ei tarkoita sitä.Se tarkoittaa, että kun ESC ajaa tiettyä vaihetta, se ei käytä siihen täyttä akkujännitettä.Sen sijaan se käyttää keskimääräistä jännitettä, joka on verrannollinen käskettyyn kaasun tuloon vaihtamalla nopeasti tämä vaihe maan ja positiivisen syöttökiskon (PWM) välillä.Vaikka mitä vaihetta ajetaan kulloinkin kolmesta ("puolisuunnikkaan muotoisten pulssien kesto"), myös ESC käskee *, se tapahtuu roottorin tunnistetun sijainnin perusteella eikä sillä ole mitään tekemistäkaasuvipu.
@jms Ok, ymmärrän, että vaiheenergian ajoitus on puhtaasti sijainnin funktio.Luulen, että ymmärrän väärin käytetyn jännitteen muodon.Käyttääkö ESC PWM-neliöaaltojännitettä vai puolisuunnikkaan jännitettä?
@jms Luulen saan sen.ESC ajaa moottorivaihetta käyttäen vaihtelevaa "keskihuippu" -arvoista trapetsijännitettä vaiheen näkymällä: trapetsi (satoissa Hz moottorin nopeuden perusteella) on itse asiassa vaihteleva pulssisarja (kHz?)käyttöaste (katso [täällä] (https://i.stack.imgur.com/5EHWn.png)).Suuremmalla kaasuasetuksella ESC "nousee" ylöspäin trapetsin litteän yläosan suurempaan käyttöasteeseen.Esimerkiksi 100%: n kaasun etsiminen tuottaa puolisuunnikkaita, joiden huipputason Vdc-arvo on moottorin näkemä (joka ei näe pienempiä pulsseja trapetsin sisällä).Joo?
Bruce Abbott
2018-02-05 18:51:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Muuttaako kaasun muuttaminen puolisuunnikkaiden kestoa?

Ei suoraan. Trapetsien kesto määräytyy kommutoinneilla, jotka synkronoidaan roottorin asentoon. Moottori pyörii nopeudella, jota se haluaa, määritettynä käytetyn jännitteen ja momentin kuormituksella. Ohjaimen on vastattava tähän kommutoimalla samalla nopeudella ja vaiheessa.

Kaasu ohjaa tehokasta moottorin jännitettä soveltamalla suurtaajuutta 0–100% PWM, joten voit sanoa, että se epäsuorasti vaikuttaa kommutointiajoitukseen, koska moottorin nopeus on verrannollinen käytettyyn jännitteeseen. Kuormitus vaikuttaa kuitenkin myös moottorin nopeuteen, joka voi vaihdella kaasun tasosta riippumatta.

Kuinka ESC ylläpitää yhtenäisyystekijää?

ESC voi säätää kommutointiajoitusta kompensoimaan käämityksen induktanssin aiheuttamaa viivästynyttä virtaa. Jotkut ESC: t tekevät sen automaattisesti, toisilla on kiinteät ajoitusasetukset. Kiinteällä ajoituksella yhtenäisyyttä tehokerroin saavutetaan harvoin, ja paras asetus on yleensä kompromissi tehon ja tehokkuuden välillä.

Muuttaako kuristusasennon muuttaminen tietyn pisteen alapuolella kt: tä moottorin?

Ohjain luottaa käämityksen induktanssiin virran tasoittamiseksi. Useimmissa ESC: issä PWM-taajuus on tuskin riittävän korkea jatkuvan virtauksen ylläpitämiseksi. Kun kaasua lasketaan (ja PWM-suhde pienenee), virran aaltoilu kasvaa, kunnes nykyisestä aaltomuodosta tulee epäjatkuva sahahammas. Koska vääntömomentti on verrannollinen keskimääräiseen virtaan, tämä pienentää tehollista momenttivakiota. Suuremmalla kuormituksella virta muuttuu tasaisemmaksi, joten tehollinen vääntömomenttivakio kasvaa, jolloin vääntömomentti / rpm-käyrästä tulee epälineaarinen.

energisoivatko samanlaiset sinimuotoisesti ohjattavat BLAC: t (alias PMSM?) kaikki 3 vaiheet kerralla?

Kyllä tai ei - ohjaimesta riippuen.BLDC: n ja PMSM: n välillä ei ole perustavanlaatuista eroa.BLDC-moottoria voidaan käyttää 3-vaiheisella vaihtovirralla, mutta kaikissa 3-vaiheisissa jatkuvissa virroissa et voi purkaa back-emf: tä nollan ylityksen havaitsemiseksi.PWM: ää voidaan kuitenkin moduloida muotoilemaan puolisuunnikkaan muotoiset aaltomuodot "satula" -profiiliksi, josta tulee siniaalto, kun kaksi ohjattavaa vaihetta yhdistetään.

Kuinka hallita sinivaiheisesti kolmivaiheisia harjattomia tasavirtamoottoreita

Voisitko tarkistaa viimeisimmän kommenttini jms: lle ensimmäisen kysymykseni suhteen?Re: tehokerroin, tämä on käytetyn Vdc: n ja moottorin I välinen PF, kyllä?Takaisin EMF (E): n ja I: n välinen PF on 0 astetta, eikö?Vai tasapainotetaanko ESC välillä 0 astetta E / I PF ja Vdc / I?Näyttää siltä, että muistan 0 PF: n Vdc / I: stä, joka tuottaa nollasta poikkeavan PF: n E / I: n, mikä vähentää lähtötehoa.
TSK: ista ja kt: stä: Luulen, että ymmärrän sen!Alun perin lähettämissäni kahdessa juovassa jännitteen alentaminen (ESC-tulojännite? RMS-ESC-lähtö moottoriin? Epäselvä paperista) 100%: n kaasulla tuotti lineaarista suorituskykyä enemmän kuin kaasun vähentäminen vakiojännitteellä.Tämä johtuu siitä, että pienenevä kaasu lyhentää T-ON: ta korkean taajuuden pulsseille, jotka muodostavat trapetsimäisen jännitteen ilmeisen "tasaisen yläosan" moottorivaiheesta katsottuna.Tämä lyhyempi T-ON aiheuttaa epäjatkuvaa virtaa, joka heikentää moottorin suorituskykyä.Vdc: n pieneneminen 100%: n kaasulla * tosiasiallisesti * alentaa ESC: n lähtöpulssien / trapetsin Vp: tä
Voisitko myös ratkaista tämän ongelman.asettamalla buck-muunnin (jonka suhde = kaasusuhde) ennen 100%: n kaasulla toimivaa ESC: tä?Tällä tavoin kaasun pieneneminen pienentäisi keskimääräistä jännitettä, joka tulee ESC: hen, ja siten ylläpitää jatkoa.virta kuormaan (moottori).
"voisitko ratkaista tämän keskeytysvirran ongelman asettamalla buck-muuntimen (jonka käyttöaste = kaasusuhde) ennen 100%: n kaasulla toimivaa ESC: tä?"- Kyllä, tavallaan.Se siirtää ongelman buck-muuntimeen, jossa sen kanssa _ on helpompaa käsitellä.Buck-muuntimen on kuitenkin käsiteltävä koko moottoriteho suurella hyötysuhteella, joten se voi olla suurempi ja siinä voi olla enemmän komponentteja kuin itse BLDC-ohjaimessa.Tyypillisissä harrastesovelluksissa koko, paino ja kustannukset ovat tärkeämpiä kuin korkeimman mahdollisen hyötysuhteen saavuttaminen pienellä kaasulla.
Okei, sillä on järkeä.Olen utelias, missä kannattavuusraja on, jos tarvitset suurta hyötysuhdetta matalalla kaasulla (tai jos sitä on edes olemassa).Onko ymmärrykseni edellisestä vastauksestasi oikein?
"tämä on käytetyn Vdc: n ja moottorin I välinen PF, kyllä?"- Ei. Tehokerroin viittaa ** AC ** -virtaan ** AC ** -jännitteeseen.Tasavirran puolella 'tehokerroin' on aina 1, koska virta on vaihejännitteen kanssa.
"Olen utelias, missä kannattavuusraja on" - se riippuu monista tekijöistä, ja hyvin suunniteltu ohjain, jolla on korkeataajuinen PWM ja synkroninen oikaisu, voi tehdä eron tarpeeksi pieneksi, jotta sitä ei otettaisi huomioon useimmissa sovelluksissa.[esimerkki] (http://www.kontronik.com/en/products/speedcontroller/speedcontroller1/kontrol-x.html).
"PF käytetyn Vdc: n ja moottorin I välillä" - anteeksi, tarkoitin PF: tä * taajuusmuuttajan * jännitteen ja moottorin virran välillä.Luulen, että tämä PF ei ole nolla.Olet oikeassa, DC-puolella PF = 1.
Hieno viesti ja viitteet.||re "... mutta kaikilla kolmella vaiheella jatkuvasti virtana, et voi poimia back-emf: tä nollan ylityksen havaitsemiseksi. ..." -> Luulen, että ylösnoussut päällikkö voi pystyä.esim. uusimmalla VESC ESC: llä (V6.x) on nykyinen valvonta kaikissa kolmessa vaiheessa (vaikka aiemmin todettiin, että teoriassa sinun on valvottava vain kahta, koska niiden pitäisi [tehdä] nollasumma kokonaisuutena).Sopivalla arcan-prosessoinnilla sinun pitäisi pystyä määrittämään, mitkä virrat sinun "pitäisi" saada ja mitä saat, ja saada takaisin EMF-maksut jopa PWM-ajon aikana.[!!!!!!!!!!!!!].Mielestäni :-).
@BruceAbbott Seuraa tghisiä ja tee mitä hän tekee!:-). Flux Observer -pohjainen anturiton kenttäkeskeinen pintamagneettisynkronimoottoreiden ohjaus - https://s3.amazonaws.com/scolton-www/motordrive/sensorless_gen1_Rev1.pdf
Seuraa tätä ja tiedät kaiken asiaankuuluvan :-) - ehkä. ANTURITON KENTTÄOHJATTU HARJATTOMIEN PYSYVIEN MAGNEETTIEN SYNKRONOIDEN MOOTTORIEN OHJAUS - https://krex.k-state.edu/dspace/bitstream/handle/2097/1507/JamesMevey2009.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Brian Drummond
2018-02-05 18:32:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Toimintojen erottaminen.
1) ESC näkee saapuvat servopulssit ja dekoodaa niiden leveyden arvoon, joka kuvaa haluttua nopeutta (yleensä 0-100%).

2) Tämä muunnetaan halutuksi PWM-työjaksoksi (0-100%) PWM-nopeudella, joka ei liity trapetsin muotoisten moottorikäyttöjen aaltomuotoihin ja yleensä paljon nopeammin.

3) Yksityiskohdat vaihtelevat sensoreiden ja antureiden välillä sekä siitä, kuinka pehmeä käynnistys toimii, mutta käynnissä ESC valvoo roottorin asentoa (joko antureiden tai takana olevan EMF: n kautta) ja tuottaa puolisuunnikkaan impulsseja kyseisen sijainnin osoittamisen jälkeen EI PWM-pulssin leveyttä .

Kun siis lisäät kaasua, moottoriin syötetty keskimääräinen jännite kasvaa (lisäämällä PWM%), mutta puolisuunnikkaan muotoiset pulssit eivät muutu. Jos tämä jännite antaa moottorin ja sen kuorman kiihtyä, vasta sitten sijainti tunnistava muuttaa puolisuunnikkaan pulssin ajoituksia.

Joten vastaus on - kyllä, puolisuunnikkaan muotoiset pulssit muuttuvat, mutta eivät suoraan tai välittömästi tulomuutoksen jälkeen.

Luulen ymmärtävän hienovaraisen eron ESC: n kanssa vuorovaikutuksessa olevien kahden PWM-signaalin välillä (katso viimeiset kommenttini kussakin edellisessä vastauksessa).Kysymykseni sinulle on, mikä on ESC: n PWM-lähtötaajuus?10 kHz?40 kHz?Olen nähnyt numeroita kaikkialla Hobby-sivustoissa.
Se on mitä he tekevät, sen on vain oltava paljon nopeampi kuin kommutaatiotaajuus.


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...