Conducción ciega de un motor de CC sin escobillas BLDC

Question

Estoy intentando hacer una BLDC controlador con un MCU, y tiene que ser a través de la lectura de la guía de atmel AVR444 que los pasos a través de un diseño y el software necesarios para una sensores de back-emf de temporización controlado por el controlador.

Estoy ampliando mi comprensión del tema. La aplicación que estoy mirando es para un RC quadcopter, por lo que el nivel de precisión de la velocidad no es crítico mientras el empuje global puede variar con una respuesta bastante rápida. La carga no va a variar mucho. El motor será de 3 fases (Y devanados), alrededor de 5-10V, <10A me imagino.

Entiendo el concepto de back-emf en el flotante devanados para sincronizar la rotación de la del campo eléctrico. Sin embargo, a mi entender también es que a la par con experiencia en el rotor es proporcional a la diferencia en la rotación entre el campo eléctrico y de la permanente de campo del rotor. De modo que el rotor se retrasa generalmente ligeramente atrás, causando par a la fuerza para tratar de ponerse al día.

El AVR444 aplicación de la nota diseña el software que hace funcionar el motor de ciegos (utilizando un fijo tiempos) para empezar, y la velocidad es de hasta un punto, a continuación, deje que el back-emf software de control para tomar el relevo. Esto tiene perfecto sentido para mí, pero lo que tengo curiosidad por saber es ¿cuál es la limitación de la conducción del motor ciego?

Mientras no hay una gran diferencia entre la velocidad de rotación del rotor y el campo eléctrico de la velocidad de rotación, a la par de la velocidad del rotor y la fuerza para que coincida con el campo eléctrico. Puesto que el campo eléctrico es controlado por el software, ¿cuál sería el problema con ciegas de conducción el campo eléctrico y suponiendo que el rotor se mantiene? Es probable que se deslice rotaciones cada ahora y entonces, me imagino, pero razonablemente alta velocidad (1000 a 5000rpm) y con un cierto grado de inercia, sin duda, este será el promedio? Si la velocidad varía por decir 100 rpm de nuevo una vuelta, no estoy demasiado mimados.

El uso de un voltaje fijo de la unidad de motor, y un fijo de frecuencia de rotación, espero que la corriente en los devanados para variar con la cantidad de par de torsión necesario para que el rotor para que coincida con el ritmo con el eléctrico de rotación. Un limitador de corriente en la fuente de poder dejar nada demasiado loco.

Los pensamientos? Me doy cuenta de que el método preferido es usar back-emf en un lazo de control, pero estoy en busca de una idea en cuanto a lo de las limitaciones de la no utilización de un bucle de control y ciegamente la conducción de un motor BLDC sería.

EDITAR: Además de ser un interesante punto de la investigación, también tiene un uso práctico. Ciegamente la conducción de los motores BLDC es bastante una tarea trivial, que una sola de control de MCU podría llevar a cabo. El diseño actual estoy mirando requiere pequeñas, separadas Mcu para ejecutar ciclos de control por el motor. En un diseño con 4 motores (posiblemente más), es la diferencia entre 1 y 5 Mcu en la junta.

Answer 1

La conducción de un motor de persiana es una mala idea por varias razones:

Es ineficiente. La forma más eficiente de ejecutar el motor es para el magentic campo para ser de 90° por delante de la del rotor. Dicho de otra manera, el par en el rotor es el producto cruzado de la conducción y el campo magnético y el rotor magnético de orientación.

Con la retroalimentación de posición, el campo magnético puede ser mantenido cerca del ángulo óptimo, lo que significa que la corriente pasa a empujar realmente el motor en lugar de sostenerlo en su lugar. Dicho de otra manera, la amplitud es justo lo que se necesita para mantener el motor girando a la velocidad deseada en el par de la configuración. Cuando usted no sabe dónde está el rotor es, al final más de la conducción del motor.

Otra manera de ver esto es que el campo de la conducción tiene un seno y coseno componente. Digamos que el coseno es la parte de 90° delante del rotor y el sine parte es donde el rotor está. Cualquier ángulo de fase puede ser pensado sólo como una mezcla diferente de la del seno y del coseno componentes. Sin embargo, sólo el coseno componente se mueve el motor. La componente sinusoidal sólo produce el calentamiento y representa la energía desperdiciada.

Una vez que usted suelta el bloqueo, el juego es terminado. Con un fijo de la unidad, la unidad de ángulo será sólo un poco por delante del rotor a baja torsión. A medida que aumenta la velocidad (y la efectiva de voltaje de la unidad automáticamente disminuye a causa de la espalda EMF) o aumenta la carga, la unidad fija llegará a los 90° delante del rotor.

Sin embargo, en este punto, es justo en el borde y cualquier cambio que se producen menos par. Si la carga del motor aumenta, el rotor tendrá más de 90° detrás, que hace menos de torsión, lo que la hace tener aún más atrás. Durante los próximos 1/4 de vuelta de deslizamiento, el avance de par se reducirá a cero. Entonces para la próxima 1/2 vuelta después de que, a la par de conducción, lleva el rotor hacia atrás.

En este punto usted está completamente jodidos. Recuerde que usted tiene en este lío en primer lugar, porque el par de conducción no podía seguir con la carga, y que ha experimentado un neto negativo de la unidad en los últimos 3/4 de vuelta. Si la carga es de repente se quita y si eres muy afortunado, el rotor puede ser capaz de una velocidad de sincronización con la unidad en el siguiente 1/4 de ciclo, pero sin duda no se si sea cual sea la condición que causó el problema en primer lugar es todavía presente.

Una vez que el rotor queda fuera de sincronización, la red par encima de cualquiera de rotación es de 0. El producto de dos ondas sinusoidales de diferentes frecuencias siempre promedios a 0, independientemente del ángulo de fase entre ellos.