การควบคุมมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านสามเฟส อะไรคือความแตกต่างระหว่างมอเตอร์แบบมีแปรงและแบบไม่มีแปรง? วิธีการสตาร์ทมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน

ทันทีที่ฉันเริ่มสร้างแบบจำลองเครื่องบิน ฉันเริ่มสนใจในทันทีว่าทำไมเครื่องยนต์ถึงมีสายไฟสามเส้น ทำไมมันถึงเล็กจังและในขณะเดียวกันก็ทรงพลังเหลือเกิน และทำไมมันถึงต้องการตัวควบคุมความเร็ว ... เวลาผ่านไปและฉันก็คิดออก ออกทั้งหมด จากนั้นเขาก็เริ่มสร้างมอเตอร์ไร้แปรงถ่านด้วยมือของเขาเอง

หลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า:
งานใด ๆ ขึ้นอยู่กับ เครื่องไฟฟ้าปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้น ถ้าวงที่มีกระแสวางอยู่ในสนามแม่เหล็ก ก็จะได้รับผลกระทบจาก กำลังแอมป์ซึ่งจะสร้างแรงบิด เฟรมจะเริ่มหมุนและหยุดในตำแหน่งที่ไม่มีโมเมนต์ที่สร้างขึ้นโดยแรงแอมแปร์

อุปกรณ์มอเตอร์ไฟฟ้า:
ใดๆ เครื่องยนต์ไฟฟ้าประกอบด้วยส่วนคงที่ - สเตเตอร์และส่วนที่เคลื่อนไหว โรเตอร์. เพื่อเริ่มการหมุน คุณต้องเปลี่ยนทิศทางของกระแสในทางกลับกัน ทำหน้าที่นี้ นักสะสม(แปรง).

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านคือมอเตอร์ กระแสตรงไม่มีตัวสะสมซึ่งทำหน้าที่ของตัวรวบรวมโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (ถ้ามอเตอร์มีสามสาย ไม่ได้หมายความว่ามีไฟสามเฟส กระแสสลับ! และทำงานได้จาก "ส่วน" ของพัลส์สั้น ๆ กระแสตรงและฉันไม่อยากทำให้คุณตกใจ แต่มอเตอร์แบบเดียวกับที่ใช้ในคูลเลอร์ก็ไร้แปรงเช่นกัน แม้ว่าจะมีสายไฟ DC เพียงสองเส้นก็ตาม)

อุปกรณ์มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน:
ผู้บุกเบิก(ออกเสียงว่า "ผู้บุกรุก") เครื่องยนต์มีขดลวดอยู่บนพื้นผิวด้านในของตัวเรือน และโรเตอร์แม่เหล็กหมุนอยู่ภายใน


รองชนะเลิศ(ออกเสียงว่า "แซงหน้า") เครื่องยนต์มีขดลวดคงที่ (ด้านใน) ซึ่งร่างกายจะหมุนด้วยแม่เหล็กถาวรที่วางอยู่บนผนังด้านใน

หลักการทำงาน:
เพื่อให้มอเตอร์แบบไม่มีแปรงเริ่มหมุน ต้องใช้แรงดันไฟฟ้ากับขดลวดของมอเตอร์แบบซิงโครนัส การซิงโครไนซ์สามารถจัดระเบียบได้โดยใช้เซ็นเซอร์ภายนอก (เซ็นเซอร์ออปติคัลหรือเซ็นเซอร์ Hall) และบนพื้นฐานของ EMF ด้านหลัง (ไร้เซ็นเซอร์) ซึ่งเกิดขึ้นในมอเตอร์ระหว่างการหมุน

การควบคุมแบบไม่ใช้เซนเซอร์:
มีมอเตอร์แบบไม่มีแปรงไม่มีเซ็นเซอร์ตำแหน่ง ในมอเตอร์ดังกล่าว การกำหนดตำแหน่งของโรเตอร์ทำได้โดยการวัด EMF ในเฟสอิสระ เราจำได้ว่าในแต่ละช่วงเวลา "+" เชื่อมต่อกับเฟสใดเฟสหนึ่ง (A) และไฟ "-" เชื่อมต่อกับอีกเฟสหนึ่ง (B) เฟสใดเฟสหนึ่งยังคงว่างอยู่ เมื่อหมุน มอเตอร์จะเหนี่ยวนำให้เกิด EMF (เช่น เป็นผลมาจากกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสเหนี่ยวนำจะก่อตัวในขดลวด) ในขดลวดอิสระ เมื่อมันหมุน แรงดันไฟฟ้าบนเฟสอิสระ (C) จะเปลี่ยนไป โดยการวัดแรงดันไฟบนเฟสอิสระ คุณสามารถกำหนดโมเมนต์ของการสลับไปยังตำแหน่งถัดไปของโรเตอร์ได้
ในการวัดแรงดันนี้จะใช้วิธี "จุดเสมือน" สิ่งสำคัญที่สุดคือ เมื่อทราบความต้านทานของขดลวดทั้งหมดและแรงดันเริ่มต้น คุณสามารถ "เปลี่ยนลวด" ไปที่ทางแยกของขดลวดทั้งหมดได้:
ตัวควบคุมความเร็วมอเตอร์ไร้แปรง:
มอเตอร์ไร้แปรงถ่านที่ไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นเพียงเศษเหล็กเพราะ ในกรณีที่ไม่มีเรกูเลเตอร์ เราไม่สามารถใช้แรงดันไฟฟ้ากับมันได้ง่ายๆ เพื่อให้มันเริ่มหมุนตามปกติ ตัวควบคุมความเร็วเป็นระบบที่ค่อนข้างซับซ้อนของส่วนประกอบวิทยุเพราะ เธอต้อง:
1) กำหนดตำแหน่งเริ่มต้นของโรเตอร์เพื่อสตาร์ทมอเตอร์
2) ขับมอเตอร์ด้วยความเร็วต่ำ
3) เร่งความเร็วมอเตอร์ให้หมุนตามที่กำหนด (ชุด) ความเร็วในการหมุน
4) บำรุงรักษา ช่วงเวลาสูงสุดการหมุน

แผนผังของตัวควบคุมความเร็ว (วาล์ว):


มอเตอร์ไร้แปรงถ่านถูกประดิษฐ์ขึ้นในช่วงรุ่งอรุณของการเกิดกระแสไฟฟ้า แต่ไม่มีใครสามารถสร้างระบบควบคุมสำหรับพวกเขาได้ และด้วยการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น: ด้วยการถือกำเนิดของทรานซิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์อันทรงพลัง มอเตอร์ไร้แปรงถ่านเริ่มถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวัน (การใช้ในอุตสาหกรรมครั้งแรกคือในยุค 60)

ข้อดีและข้อเสียของมอเตอร์แบบไม่มีแปรง:

ข้อดี:
-ความถี่ของการหมุนแตกต่างกันไปในช่วงกว้าง
- ความสามารถในการใช้ในสภาพแวดล้อมที่ระเบิดและก้าวร้าว
- ความจุแรงบิดสูง
- ประสิทธิภาพสูง (ประสิทธิภาพมากกว่า 90%)
-ระยะยาวบริการ, ความน่าเชื่อถือสูงและอายุการใช้งานที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากไม่มีหน้าสัมผัสไฟฟ้าเลื่อน

ข้อบกพร่อง:
- ระบบการจัดการเครื่องยนต์ที่ค่อนข้างซับซ้อน
- เครื่องยนต์มีราคาสูงเนื่องจากการใช้วัสดุราคาแพงในการออกแบบโรเตอร์ (แม่เหล็ก แบริ่ง เพลา)
เมื่อจัดการกับทฤษฎีแล้ว ไปปฏิบัติกัน: เราจะออกแบบและสร้างเอ็นจิ้นสำหรับ แบบจำลองแอโรบิกเอ็มเอ็กซ์-2

รายการวัสดุและอุปกรณ์:
1) ลวด (นำมาจากหม้อแปลงเก่า)
2) แม่เหล็ก (ซื้อออนไลน์)
3) สเตเตอร์ (แกะ)
4) เพลา
5) ตลับลูกปืน
6) ดูราลูมิน
7) ความร้อนหดตัว
8) เข้าถึงขยะเทคโนโลยีได้ไม่จำกัด
9) การเข้าถึงเครื่องมือ
10) แขนตรง :)

ความคืบหน้า:
1) จากจุดเริ่มต้นเราตัดสินใจ:

ทำไมเราถึงสร้างเครื่องยนต์?
ควรออกแบบเพื่ออะไร?
เราถูก จำกัด ที่ไหน?

ในกรณีของฉัน: ฉันกำลังสร้างเครื่องยนต์สำหรับเครื่องบิน ปล่อยให้มันเป็นการหมุนภายนอก มันควรจะได้รับการออกแบบสำหรับความจริงที่ว่ามันควรจะให้ 1,400 กรัมของแรงขับกับแบตเตอรี่สามกระป๋อง; ฉันมีน้ำหนักและขนาดจำกัด อย่างไรก็ตามคุณจะเริ่มต้นที่ไหน? คำตอบสำหรับคำถามนี้ง่าย: จากส่วนที่ยากที่สุดคือ ด้วยชิ้นส่วนที่หาได้ง่ายกว่าและทุกอย่างอื่นให้พอดี ฉันทำเช่นนั้น หลังจากพยายามทำสเตเตอร์แผ่นเหล็กอ่อนไม่สำเร็จหลายครั้ง ฉันก็เข้าใจได้ชัดเจนว่าควรหาอันหนึ่งดีกว่า ฉันพบมันในหัววิดีโอเก่าจากเครื่องบันทึกวิดีโอ

2) การพันของมอเตอร์ไร้แปรงถ่านแบบสามเฟสนั้นดำเนินการด้วยลวดทองแดงหุ้มฉนวน ซึ่งส่วนตัดขวางจะเป็นตัวกำหนดค่าของความแรงของกระแสไฟ และด้วยเหตุนี้กำลังของมอเตอร์ โปรดจำไว้ว่ายิ่งลวดหนาเท่าไร รอบเพิ่มเติมแต่แรงบิดอ่อนกว่า การเลือกส่วน:

1A - 0.05 มม.; 15A - 0.33 มม.; 40A - 0.7 มม.

3A - 0.11 มม.; 20A - 0.4 มม.; 50A - 0.8mm

10A - 0.25 มม. 30A - 0.55 มม.; 60A - 0.95 มม.


3) เราเริ่มม้วนลวดบนเสา ยิ่งหมุน (13) รอบฟันมากเท่าใด สนามแม่เหล็กก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งสนามแข็งแกร่ง แรงบิดยิ่งมากขึ้น และจำนวนรอบที่น้อยลง เพื่อรับ ความเร็วสูงจำเป็นต้องหมุนจำนวนรอบน้อยลง แต่ด้วยสิ่งนี้ แรงบิดก็ลดลงเช่นกัน เพื่อชดเชยช่วงเวลา มักจะมากกว่า ไฟฟ้าแรงสูง.
4) จากนั้นเลือกวิธีการเชื่อมต่อขดลวด: ดาวหรือสามเหลี่ยม การต่อแบบสตาร์ตให้แรงบิดมากกว่าแต่รอบน้อยกว่าการเชื่อมต่อแบบเดลต้าที่ 1.73 เท่า (จากนั้นจึงเลือกการเชื่อมต่อแบบเดลต้า)

5) เลือกแม่เหล็ก จำนวนเสาบนโรเตอร์ต้องเป็นคู่ (14) รูปร่างของแม่เหล็กที่ใช้มักจะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ขนาดของแม่เหล็กขึ้นอยู่กับรูปทรงของมอเตอร์และลักษณะของมอเตอร์ ยิ่งใช้แม่เหล็กแรงมากเท่าใด โมเมนต์ของแรงที่พัฒนาขึ้นโดยมอเตอร์บนเพลาก็จะยิ่งสูงขึ้น นอกจากนี้ ยิ่งจำนวนขั้วมากเท่าใด ช่วงเวลาก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แต่รอบหมุนน้อยลง แม่เหล็กบนโรเตอร์ได้รับการแก้ไขด้วยกาวร้อนละลายพิเศษ

แบบทดสอบ เครื่องยนต์นี้ฉันใช้เวลาไปกับการติดตั้งเครื่องช่วยหายใจที่ฉันสร้างขึ้น ซึ่งช่วยให้คุณวัดแรงฉุดลาก กำลังและความเร็วของเครื่องยนต์ได้

ในการดูความแตกต่างระหว่างการเชื่อมต่อแบบสตาร์และเดลต้า ฉันเชื่อมต่อขดลวดด้วยวิธีต่างๆ:

ผลที่ได้คือเครื่องยนต์ที่สอดคล้องกับลักษณะของเครื่องบินซึ่งมีมวล 1,400 กรัม

ลักษณะของเครื่องยนต์ที่ได้:
การบริโภคในปัจจุบัน: 34.1A
หมุนเวียน ไม่ได้ใช้งาน: 2.1A
ความต้านทานคดเคี้ยว: 0.02 โอห์ม
จำนวนเสา: 14
มูลค่าการซื้อขาย: 8400 รอบต่อนาที

วิดีโอรายงานการทดสอบเครื่องยนต์บนเครื่องบิน ... Soft Landing: D

การคำนวณประสิทธิภาพของเครื่องยนต์:


ตัวบ่งชี้ที่ดีมาก ... แม้ว่าจะสูงกว่านี้ ...

สรุป:
1) มอเตอร์ไร้แปรงถ่านมีประสิทธิภาพและประสิทธิผลสูง
2) มอเตอร์ไร้แปรงถ่านมีขนาดกะทัดรัด
3) มอเตอร์ไร้แปรงถ่านสามารถใช้ในสภาพแวดล้อมที่ระเบิดได้
4) การเชื่อมต่อแบบ Star ให้แรงบิดมากกว่า แต่รอบน้อยกว่า 1.73 เท่าเมื่อเทียบกับการเชื่อมต่อแบบเดลต้า

ดังนั้น การสร้างมอเตอร์ไร้แปรงถ่านของคุณเองสำหรับเครื่องบินรุ่นแอโรบิกคือ ภารกิจเป็นไปได้

หากคุณมีคำถามหรือบางอย่างไม่ชัดเจน ถามคำถามในความคิดเห็นของบทความนี้ โชคดีนะทุกคน)

แน่นอนว่าผู้เริ่มต้นทุกคนที่เชื่อมโยงชีวิตของเขากับโมเดลไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยคลื่นวิทยุหลังจากศึกษาไส้ติ่งอย่างละเอียดแล้วมีคำถาม นักสะสม (แปรง) คืออะไรและ? อันไหนดีกว่าที่จะใส่ในรุ่นไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยวิทยุของคุณ?

มอเตอร์แบบมีแปรงซึ่งมักใช้ในการจ่ายไฟในรุ่นไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยคลื่นวิทยุมีสายไฟขาออกเพียงสองเส้นเท่านั้น หนึ่งในนั้นคือ "+" อีกอันคือ "-" ในทางกลับกันพวกเขาจะเชื่อมต่อกับตัวควบคุมความเร็ว เมื่อถอดประกอบมอเตอร์สะสมคุณจะพบแม่เหล็กโค้ง 2 อันเสมอเพลาพร้อมกับสมอซึ่งมีเกลียวทองแดง (ลวด) พันอยู่โดยมีเฟืองอยู่ด้านหนึ่งของเพลาและอีกด้านหนึ่งอยู่ที่นั่น เป็นตัวสะสมที่ประกอบขึ้นจากเพลตซึ่งประกอบด้วยทองแดงบริสุทธิ์

หลักการทำงานของมอเตอร์สะสม

กระแสไฟฟ้า (กระแสตรงหรือกระแสตรง) ที่ไหลไปยังขดลวดกระดอง (ขึ้นอยู่กับจำนวนของมันในการเลี้ยวแต่ละอัน) จะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นมา ซึ่งมีขั้วใต้อยู่ด้านหนึ่งและขั้วเหนืออยู่อีกด้านหนึ่ง

หลายคนรู้ดีว่าถ้าเอาแม่เหล็ก 2 อันมาติด เสาที่มีชื่อเดียวกันซึ่งกันและกันพวกเขาจะไม่มารวมกันเพื่ออะไรและหากพวกเขาแนบชื่อที่ตรงกันข้ามพวกเขาจะเกาะติดกันเพื่อไม่ให้แยกจากกัน

ดังนั้นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในขดลวดกระดองใด ๆ ที่ทำปฏิกิริยากับแต่ละขั้วของแม่เหล็กสเตเตอร์ ขับเคลื่อน (หมุน) ตัวเกราะเอง นอกจากนี้ กระแสจะไหลผ่านตัวสะสมและแปรงไปยังขดลวดถัดไป และตามลำดับ ผ่านจากขดลวดกระดองหนึ่งไปยังอีกอันหนึ่งตามลำดับ เพลามอเตอร์จะหมุนพร้อมกับกระดอง แต่ตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับมัน

ในมอเตอร์สะสมมาตรฐาน กระดองมีสามขั้ว (สามขดลวด) - ทำเพื่อให้เครื่องยนต์ไม่ "เกาะติด" ในตำแหน่งเดียว

ข้อเสียของมอเตอร์สะสม

ด้วยตัวเองมอเตอร์ตัวสะสมทำงานได้ดีกับงานของพวกเขา แต่นี่เป็นเพียงช่วงเวลาที่จำเป็นต้องได้รับความเร็วสูงสุดที่เป็นไปได้จากพวกเขาที่เอาต์พุต มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับแปรงที่กล่าวถึงข้างต้น เนื่องจากพวกมันสัมผัสใกล้ชิดกับตัวสะสมเสมอ อันเป็นผลมาจากความเร็วสูง แรงเสียดทานจึงเกิดขึ้นที่จุดสัมผัส ซึ่งในอนาคตจะทำให้เกิดการสึกหรออย่างรวดเร็วของทั้งสองอย่าง และนำไปสู่การสูญเสียพลังงานไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพในเวลาต่อมา เครื่องยนต์. นี่เป็นข้อเสียเปรียบที่สำคัญที่สุดของมอเตอร์ดังกล่าวซึ่งทำให้คุณสมบัติเชิงบวกทั้งหมดเป็นโมฆะ

หลักการทำงานของมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน

ในทางกลับกัน มอเตอร์ประเภทนี้ไม่มีทั้งแปรงและตัวสะสม แม่เหล็กในนั้นตั้งอยู่รอบ ๆ เพลาอย่างเคร่งครัดและทำหน้าที่เป็นโรเตอร์ ขดลวดที่มีขั้วแม่เหล็กอยู่แล้วหลายอันอยู่แล้ว มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ที่เรียกว่า (เซ็นเซอร์) บนโรเตอร์ของมอเตอร์ไร้แปรงถ่านซึ่งจะควบคุมตำแหน่งและส่งข้อมูลนี้ไปยังโปรเซสเซอร์ที่ทำงานร่วมกับตัวควบคุมความเร็วในการหมุน (การแลกเปลี่ยนข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของโรเตอร์เกิดขึ้นมากกว่า 100 ครั้งต่อวินาที) เป็นผลให้เราได้รับมากขึ้น การทำงานที่ราบรื่นตัวมอเตอร์เองอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านสามารถมีเซ็นเซอร์ (เซ็นเซอร์) และไม่มีก็ได้ การไม่มีเซ็นเซอร์จะลดประสิทธิภาพของมอเตอร์ลงเล็กน้อย ดังนั้นการไม่มีเซ็นเซอร์จึงไม่น่าจะทำให้ผู้เริ่มต้นผิดหวัง แต่ในทางกลับกัน ป้ายราคาจะทำให้คุณประหลาดใจ มันง่ายที่จะแยกความแตกต่างออกจากกัน สำหรับมอเตอร์ที่มีเซ็นเซอร์ นอกจากสายไฟแบบหนา 3 เส้นแล้ว ยังมีสายบางๆ ที่ต่อไปยังตัวควบคุมความเร็วอีกด้วย มันไม่คุ้มค่าที่จะไล่ตามมอเตอร์ที่มีเซ็นเซอร์สำหรับทั้งมือใหม่และมือสมัครเล่นเพราะมีเพียงมืออาชีพเท่านั้นที่จะชื่นชมศักยภาพของพวกเขาและส่วนที่เหลือก็จะจ่ายมากเกินไปและอย่างมาก

ข้อดีของมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน

แทบไม่มีชิ้นส่วนสึกหรอ เหตุใดจึง "เกือบ" เนื่องจากเพลาโรเตอร์ติดตั้งอยู่บนตลับลูกปืน ซึ่งมักจะเสื่อมสภาพ แต่ทรัพยากรมีขนาดใหญ่มาก และความสามารถในการเปลี่ยนแทนกันได้นั้นง่ายมาก มอเตอร์เหล่านี้มีความน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพมาก ติดตั้งเซ็นเซอร์ตำแหน่งโรเตอร์แล้ว สำหรับมอเตอร์สะสม การทำงานของแปรงมักจะเกิดประกายไฟ ซึ่งต่อมาทำให้เกิดการรบกวนการทำงานของอุปกรณ์วิทยุ ดังนั้นสำหรับนักสะสมอย่างที่คุณเข้าใจแล้วปัญหาเหล่านี้จึงถูกแยกออกจากกัน ไม่มีแรงเสียดทาน ไม่ร้อนเกินไป ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญเช่นกัน เมื่อเทียบกับ มอเตอร์สะสมไม่ต้องการ บริการเสริมระหว่างดำเนินการ

ข้อเสียของมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน

มอเตอร์เหล่านี้มีเพียงหนึ่งลบ นี่คือราคา แต่ถ้าคุณมองจากอีกด้านหนึ่งและคำนึงถึงความจริงที่ว่าการดำเนินการนั้นทำให้เจ้าของเป็นอิสระจากปัญหาเช่นการเปลี่ยนสปริง, พุก, แปรง, ตัวสะสมในทันที คุณสามารถให้ความสำคัญกับอันหลังได้อย่างง่ายดาย

เผยแพร่เมื่อ 19.03.2013

ในบทความนี้ ฉันจะเริ่มสิ่งพิมพ์เกี่ยวกับมอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงถ่าน ภาษาที่เข้าถึงได้อธิบาย ข้อมูลทั่วไป, อุปกรณ์, อัลกอริธึมการควบคุมสำหรับมอเตอร์แบบไม่มีแปรง จะได้รับการพิจารณา ประเภทต่างๆเครื่องยนต์ตัวอย่างการเลือกพารามิเตอร์ควบคุมจะได้รับ ฉันจะอธิบายอุปกรณ์และอัลกอริทึมของตัวควบคุมวิธีการเลือกสวิตช์ไฟและพารามิเตอร์หลักของตัวควบคุม ข้อสรุปเชิงตรรกะของสิ่งพิมพ์จะเป็นโครงร่างการควบคุม

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านเป็นที่แพร่หลายเนื่องจากการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากลักษณะของสวิตช์ทรานซิสเตอร์กำลังราคาไม่แพง การปรากฏตัวของแม่เหล็กนีโอไดเมียมอันทรงพลังก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน

อย่างไรก็ตามมอเตอร์แบบไม่มีแปรงไม่ถือเป็นสิ่งแปลกใหม่ แนวคิดของมอเตอร์แบบไม่มีแปรงปรากฏขึ้นในช่วงรุ่งอรุณของกระแสไฟฟ้า แต่เนื่องจากเทคโนโลยีไม่พร้อม จึงต้องรอจนถึงปี พ.ศ. 2505 เมื่อมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านเชิงพาณิชย์ตัวแรกปรากฏขึ้น เหล่านั้น. เป็นเวลากว่าครึ่งศตวรรษแล้วที่ไดรฟ์ไฟฟ้าประเภทนี้มีการใช้งานแบบอนุกรมมากมาย!

คำศัพท์บางคำ

มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านเรียกอีกอย่างว่ามอเตอร์วาล์วในวรรณคดีต่างประเทศ BLDCM (BrushLes Direct Current Motor) หรือ PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor)

โครงสร้างมอเตอร์แบบไม่มีแปรงประกอบด้วยโรเตอร์ที่มีแม่เหล็กถาวรและสเตเตอร์ที่มีขดลวด ฉันดึงความสนใจของคุณไปที่ความจริงที่ว่าในมอเตอร์สะสมในทางกลับกันขดลวดอยู่บนโรเตอร์ ดังนั้นเพิ่มเติมในข้อความ โรเตอร์คือแม่เหล็ก สเตเตอร์คือขดลวด

ใช้สำหรับควบคุมเครื่องยนต์ เครื่องควบคุมอิเล็กทรอนิกส์. ในวรรณคดีต่างประเทศ Speed ​​Controller หรือ ESC (ระบบควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์)

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านคืออะไร?

โดยปกติแล้ว ผู้คนที่เผชิญกับสิ่งใหม่ๆ มักจะมองหาความคล้ายคลึงกัน บางครั้งคุณต้องได้ยินวลี "ก็เหมือนกับเครื่องซิงโครไนซ์" หรือแย่กว่านั้นคือ "ดูเหมือน stepper" เนื่องจากมอเตอร์แบบไม่มีแปรงถ่านส่วนใหญ่เป็นแบบ 3 เฟส จึงทำให้เกิดความสับสนมากขึ้น ซึ่งนำไปสู่ความเข้าใจผิดว่าตัวควบคุมกำลัง "ป้อน" มอเตอร์ด้วยกระแสไฟ AC 3 เฟส ทั้งหมดข้างต้นเป็นความจริงเพียงบางส่วนเท่านั้น ความจริงก็คือมอเตอร์ทั้งหมดยกเว้นแบบอะซิงโครนัสสามารถเรียกได้ว่าซิงโครนัสได้ มอเตอร์กระแสตรงทั้งหมดเป็นแบบซิงโครนัสกับการซิงโครไนซ์ตัวเอง แต่หลักการทำงานแตกต่างจาก มอเตอร์ซิงโครนัส AC ซึ่งไม่มีการซิงโครไนซ์ตัวเอง ในฐานะที่เป็นสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไม่มีแปรง มันอาจใช้งานได้เช่นกัน แต่นี่คือสิ่งที่: อิฐสามารถบินได้ ... อย่างไรก็ตามไม่ไกลเพราะไม่ได้มีไว้สำหรับสิ่งนี้ เนื่องจาก สเต็ปเปอร์มอเตอร์มอเตอร์รีลัคแตนซ์ไร้แปรงถ่านเหมาะกว่า

ลองหาว่ามอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน (Brushles Direct Current Motor) คืออะไร ในวลีนี้เอง คำตอบถูกซ่อนไว้ - นี่คือมอเตอร์กระแสตรงที่ไม่มีตัวสะสม ฟังก์ชั่นของตัวสะสมดำเนินการโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ข้อดีข้อเสีย

ตัวสะสมซึ่งค่อนข้างซับซ้อน หนัก และเป็นประกายถูกถอดออกจากการออกแบบเครื่องยนต์ การออกแบบเครื่องยนต์นั้นง่ายขึ้นอย่างมาก เครื่องยนต์มีน้ำหนักเบาและกะทัดรัดมากขึ้น การสูญเสียการสลับลดลงอย่างมากเมื่อเปลี่ยนสับเปลี่ยนและหน้าสัมผัสแปรง กุญแจอิเล็กทรอนิกส์. เป็นผลให้เราได้รับมอเตอร์ไฟฟ้ากับ ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดประสิทธิภาพและกำลังต่อกิโลกรัม น้ำหนักของตัวเอง, ด้วยช่วงการเปลี่ยนความเร็วรอบที่กว้างที่สุด. ในทางปฏิบัติ มอเตอร์ไร้แปรงถ่านร้อนน้อยกว่าพี่น้องนักสะสม พวกเขาแบกภาระแรงบิดขนาดใหญ่ การใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียมอันทรงพลังทำให้มอเตอร์ไร้แปรงถ่านมีขนาดกะทัดรัดยิ่งขึ้น การออกแบบมอเตอร์ไร้แปรงถ่านช่วยให้สามารถทำงานได้ในน้ำและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (แน่นอนว่าเฉพาะมอเตอร์เท่านั้น ตัวควบคุมจะมีราคาแพงมากเมื่อเปียกน้ำ) มอเตอร์ไร้แปรงถ่านแทบไม่มีการรบกวนจากคลื่นวิทยุ

ข้อเสียอย่างเดียวถือว่าแพงซับซ้อน หน่วยอิเล็กทรอนิกส์การควบคุม (ปุ่มหรือ ESC) อย่างไรก็ตาม หากคุณต้องการควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ หากคุณไม่ต้องการควบคุมความเร็วของมอเตอร์แบบไม่มีแปรง คุณก็ยังไม่สามารถทำได้หากไม่มีชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ มอเตอร์ไร้แปรงถ่านที่ไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นเพียงเศษเหล็ก ไม่มีทางที่จะใช้แรงดันไฟฟ้ากับมันและบรรลุการหมุนตามปกติเหมือนเครื่องยนต์อื่น ๆ

จะเกิดอะไรขึ้นในตัวควบคุมมอเตอร์แบบไม่มีแปรง

เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของอุปกรณ์ควบคุมที่ควบคุมมอเตอร์แบบไม่มีแปรง ให้ย้อนกลับไปเล็กน้อยและทำความเข้าใจก่อนว่ามอเตอร์แบบไม่มีแปรงทำงานอย่างไร จากหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียน เราจำได้ว่าสนามแม่เหล็กกระทำการอย่างไรบนเฟรมที่มีกระแสไหลผ่าน กรอบที่มีกระแสหมุนในสนามแม่เหล็ก อย่างไรก็ตามมันไม่ได้หมุนตลอดเวลา แต่หมุนไปยังตำแหน่งที่แน่นอน เพื่อให้เกิดการหมุนอย่างต่อเนื่อง จำเป็นต้องเปลี่ยนทิศทางของกระแสในลูปขึ้นอยู่กับตำแหน่งของลูป ในกรณีของเรา เฟรมที่มีกระแสคือขดลวดของมอเตอร์ และตัวสับเปลี่ยนกำลังเปลี่ยน - อุปกรณ์ที่มีแปรงและหน้าสัมผัส อุปกรณ์ของเอ็นจิ้นที่ง่ายที่สุดดูรูป

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมมอเตอร์แบบไม่มีแปรงทำเช่นเดียวกัน - ในเวลาที่เหมาะสม จะเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าโดยตรงกับขดลวดสเตเตอร์ที่จำเป็น

ตัวเข้ารหัส มอเตอร์ที่ไม่มีตัวเข้ารหัส

จากที่กล่าวมา สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าจำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้ากับขดลวดของมอเตอร์โดยขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโรเตอร์ ดังนั้นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะต้องสามารถกำหนดตำแหน่งของโรเตอร์มอเตอร์ได้ . ด้วยเหตุนี้จึงใช้เซ็นเซอร์ตำแหน่ง พวกเขาสามารถเป็น หลากหลายชนิด, ออปติคัล, แม่เหล็ก ฯลฯ ในปัจจุบัน เซ็นเซอร์แบบแยกตามเอฟเฟกต์ฮอลล์ (เช่น SS41) เป็นเรื่องธรรมดามาก มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน 3 เฟสใช้เซ็นเซอร์ 3 ตัว ด้วยเซ็นเซอร์ดังกล่าว หน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์จึงรู้อยู่เสมอว่าโรเตอร์อยู่ในตำแหน่งใด และขดลวดใดที่จะใช้แรงดันไฟฟ้าในเวลาใดก็ตาม ต่อมาจะพิจารณาอัลกอริธึมการควบคุมสำหรับมอเตอร์ไร้แปรงถ่านสามเฟส

มีมอเตอร์แบบไม่มีแปรงที่ไม่มีเซ็นเซอร์ ในมอเตอร์ดังกล่าว ตำแหน่งของโรเตอร์จะถูกกำหนดโดยการวัดแรงดันไฟฟ้าบน in . ที่ไม่ได้ใช้ ช่วงเวลานี้เวลาที่คดเคี้ยว วิธีการเหล่านี้จะกล่าวถึงในภายหลัง คุณควรให้ความสนใจกับจุดสำคัญ: วิธีนี้เกี่ยวข้องเฉพาะเมื่อเครื่องยนต์หมุนเท่านั้น เมื่อมอเตอร์ไม่หมุนหรือหมุนช้ามาก วิธีนี้ใช้ไม่ได้ผล

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านที่มีเซ็นเซอร์ใช้ในกรณีใดบ้าง และในกรณีใดบ้างที่ไม่มีเซ็นเซอร์ ความแตกต่างของพวกเขาคืออะไร?

มอเตอร์ที่มีตัวเข้ารหัสเป็นที่ต้องการจากมุมมองทางเทคนิค อัลกอริธึมการควบคุมสำหรับเอ็นจิ้นดังกล่าวง่ายกว่ามาก อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อเสียอยู่ด้วย: จำเป็นต้องให้พลังงานแก่เซ็นเซอร์และวางสายไฟจากเซ็นเซอร์ในเครื่องยนต์ไปยังอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม ในกรณีที่เซ็นเซอร์ตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลวเครื่องยนต์จะหยุดทำงานและการเปลี่ยนเซ็นเซอร์ตามกฎแล้วจำเป็นต้องถอดชิ้นส่วนของเครื่องยนต์

ในกรณีที่ไม่สามารถวางเซ็นเซอร์ในโครงสร้างมอเตอร์ได้ จะใช้มอเตอร์ที่ไม่มีเซ็นเซอร์ โครงสร้างมอเตอร์ดังกล่าวแทบไม่แตกต่างจากมอเตอร์ที่มีเซ็นเซอร์ แต่หน่วยอิเล็กทรอนิกส์ต้องสามารถควบคุมเครื่องยนต์ได้โดยไม่ต้องใช้เซ็นเซอร์ ในกรณีนี้ ชุดควบคุมจะต้องสอดคล้องกับลักษณะของเครื่องยนต์รุ่นใดรุ่นหนึ่ง

หากเครื่องยนต์ต้องสตาร์ทด้วยภาระที่มากบนเพลามอเตอร์ (การขนส่งด้วยไฟฟ้า กลไกการยก ฯลฯ) จะใช้มอเตอร์ที่มีเซ็นเซอร์
หากเครื่องยนต์สตาร์ทโดยไม่มีภาระบนเพลา (ใช้การระบายอากาศ ใบพัด คลัตช์แบบแรงเหวี่ยง ฯลฯ) สามารถใช้เครื่องยนต์ที่ไม่มีเซ็นเซอร์ได้ ข้อควรจำ: มอเตอร์ที่ไม่มีตัวเข้ารหัสต้องสตาร์ทโดยไม่มีโหลดบนเพลา หากไม่เป็นไปตามเงื่อนไขนี้ ควรใช้มอเตอร์ที่มีตัวเข้ารหัส นอกจากนี้ในขณะที่สตาร์ทเครื่องยนต์โดยไม่มีเซ็นเซอร์อาจเกิดการสั่นของแกนเครื่องยนต์ในทิศทางต่างๆ หากสิ่งนี้สำคัญต่อระบบของคุณ ให้ใช้มอเตอร์ที่มีเซ็นเซอร์

สามเฟส

ซื้อมอเตอร์ไร้แปรงถ่านสามเฟส แพร่หลายที่สุด. แต่อาจเป็นระยะหนึ่ง สอง สามหรือมากกว่าก็ได้ ยิ่งเฟสมากเท่าไหร่การหมุนของสนามแม่เหล็กก็จะยิ่งราบรื่นขึ้น แต่ระบบควบคุมมอเตอร์ยิ่งซับซ้อนมากขึ้นเท่านั้น ระบบ 3 เฟสเหมาะสมที่สุดในแง่ของอัตราส่วนประสิทธิภาพ/ความซับซ้อน ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ระบบดังกล่าวแพร่หลายอย่างมาก นอกจากนี้จะพิจารณาเฉพาะวงจรสามเฟสเท่านั้นซึ่งเป็นวงจรทั่วไป อันที่จริง เฟสคือขดลวดของมอเตอร์ ดังนั้นถ้าคุณพูดว่า "สามกริ่ง" ฉันคิดว่านี่จะถูกต้องเช่นกัน ขดลวดสามเส้นเชื่อมต่อกันตามรูปแบบ "ดาว" หรือ "สามเหลี่ยม" มอเตอร์ไร้แปรงถ่านสามเฟสมีสายไฟสามเส้น - ขดลวด ดูรูป

มอเตอร์ที่มีตัวเข้ารหัสมีสายไฟเพิ่มอีก 5 เส้น (2 สำหรับกำลังของตัวเข้ารหัสตำแหน่ง และสัญญาณตัวเข้ารหัส 3 ตัว)

ในระบบสามเฟส แรงดันไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้กับสองในสามขดลวดในเวลาใดก็ตาม ดังนั้นจึงมีตัวเลือกการส่ง 6 แบบ แรงดันคงที่บนขดลวดของมอเตอร์ดังแสดงในรูปด้านล่าง

คุณสมบัติที่โดดเด่น:

• ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับ BKEPT
• ใช้ตัวควบคุมเวทีกำลัง
• ตัวอย่างรหัสโปรแกรม

บทนำ

บันทึกการใช้งานนี้อธิบายวิธีการใช้อุปกรณ์ควบคุม มอเตอร์ไร้แปรงถ่านกระแสตรง (BKEPT) โดยใช้เซ็นเซอร์ตำแหน่งตามไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR AT90PWM3

แกน AVR ประสิทธิภาพสูงของไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งประกอบด้วยตัวควบคุมระยะกำลัง ช่วยให้คุณติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมมอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงถ่านความเร็วสูงได้

เอกสารนี้ให้คำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับหลักการทำงานของมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน และอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับการควบคุม BECPT ในโหมดสัมผัส และยังมีคำอธิบาย แผนภูมิวงจรรวมการพัฒนาอ้างอิง ATAVRMC100 ซึ่งใช้บันทึกการใช้งานเหล่านี้

มีการกล่าวถึงการใช้งานซอฟต์แวร์ด้วยลูปควบคุมที่ใช้ซอฟต์แวร์ตามตัวควบคุม PID เพื่อควบคุมกระบวนการเปลี่ยน ส่อให้เห็นถึงการใช้เซ็นเซอร์ตำแหน่งตามเอฟเฟกต์ฮอลล์เท่านั้น

หลักการทำงาน

ขอบเขตของการใช้ BKEPT นั้นเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องซึ่งเกิดจากข้อดีหลายประการ:

1. ไม่มีชุดประกอบที่หลากหลายซึ่งทำให้การบำรุงรักษาง่ายขึ้นหรือลดลง
2. รุ่นมากกว่า ระดับต่ำเสียงอะคูสติกและไฟฟ้าเมื่อเทียบกับสากล เครื่องยนต์สะสมกระแสตรง.
3. ความสามารถในการทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย (กับผลิตภัณฑ์ที่ติดไฟได้)
4. สมดุลที่ดีระหว่างน้ำหนักและกำลัง...

มอเตอร์ประเภทนี้มีความเฉื่อยเล็กน้อยของโรเตอร์ tk ขดลวดตั้งอยู่บนสเตเตอร์ สวิตช์ถูกควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ โมเมนต์สวิตชิ่งถูกกำหนดโดยข้อมูลจากเซ็นเซอร์ตำแหน่ง หรือโดยการวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลังที่เกิดจากขดลวด

เมื่อควบคุมโดยใช้เซ็นเซอร์ BKEPT จะประกอบด้วยสามส่วนหลัก: สเตเตอร์ โรเตอร์ และเซ็นเซอร์ฮอลล์

สเตเตอร์ของ BKEPT แบบสามเฟสแบบคลาสสิกประกอบด้วยสามขดลวด ในมอเตอร์จำนวนมาก ขดลวดจะถูกแบ่งออกเป็นหลายส่วนเพื่อลดการกระเพื่อมของแรงบิด

รูปที่ 1 แสดง แผนภูมิวงจรรวมการเปลี่ยนสเตเตอร์ ประกอบด้วยขดลวดสามเส้น แต่ละขดลวดประกอบด้วยสามองค์ประกอบที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรม: การเหนี่ยวนำ ความต้านทาน และแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ

รูปที่ 1 วงจรไฟฟ้าเทียบเท่าสเตเตอร์ (สามเฟส, สามขดลวด)

โรเตอร์ BKEPT ประกอบด้วยแม่เหล็กถาวรจำนวนเท่ากัน จำนวนขั้วแม่เหล็กในโรเตอร์ยังส่งผลต่อขนาดพิทช์และแรงบิดกระเพื่อม ยิ่งจำนวนเสามาก ขนาดขั้นตอนการหมุนจะเล็กลงและแรงบิดกระเพื่อมน้อยลง สามารถใช้ได้ แม่เหล็กถาวรด้วยเสา 1..5 คู่ ในบางกรณี จำนวนคู่ขั้วจะเพิ่มขึ้นเป็น 8 (รูปที่ 2)

รูปที่ 2 สเตเตอร์และโรเตอร์ของ BKEPT . สามเฟส สามขดลวด

ขดลวดถูกติดตั้งอย่างถาวรและแม่เหล็กจะหมุน โรเตอร์ BKEPT มีลักษณะเฉพาะด้วยน้ำหนักที่เบากว่าเมื่อเทียบกับโรเตอร์ทั่วไป มอเตอร์สากลกระแสตรงซึ่งขดลวดอยู่บนโรเตอร์

ฮอลล์เซนเซอร์

ในการประเมินตำแหน่งของโรเตอร์ เซ็นเซอร์ Hall สามตัวจะถูกสร้างขึ้นในตัวเรือนมอเตอร์ เซ็นเซอร์ถูกติดตั้งที่มุม 120 องศาซึ่งกันและกัน ด้วยความช่วยเหลือของเซ็นเซอร์เหล่านี้ จึงสามารถดำเนินการสวิตช์ต่างๆ ได้ 6 แบบ

การสลับเฟสขึ้นอยู่กับสถานะของเซ็นเซอร์ Hall

แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับขดลวดจะเปลี่ยนไปหลังจากเปลี่ยนสถานะเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ Hall ที่ การดำเนินการที่ถูกต้องการสลับแบบซิงโครไนซ์ แรงบิดยังคงประมาณคงที่และสูง

รูปที่ 3 สัญญาณเซ็นเซอร์ฮอลล์ระหว่างการหมุน

การสลับเฟส

เพื่อจุดประสงค์ในการอธิบายอย่างง่ายของการทำงานของ BKEPT สามเฟส เราจะพิจารณาเฉพาะรุ่นที่มีสามขดลวดเท่านั้น ดังที่แสดงไว้ก่อนหน้านี้ การสลับเฟสขึ้นอยู่กับค่าเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ Hall ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องที่ใช้กับขดลวดของมอเตอร์ สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นและเริ่มการหมุน ที่พบมากที่สุดและ ด้วยวิธีง่ายๆตัวควบคุมสวิตชิ่งที่ใช้ในการควบคุม BKEPT เป็นวงจรเปิด-ปิด โดยที่ขดลวดจะนำกระแสไฟฟ้าหรือไม่ใช้ ในคราวเดียวสามารถจ่ายไฟได้เพียงสองขดลวดและขดลวดที่สามยังคงปิดอยู่ การต่อขดลวดเข้ากับรางไฟฟ้าทำให้เกิดกระแสไฟไหล วิธีนี้เรียกว่าการสลับคีย์สโตนหรือการเปลี่ยนบล็อก

ในการควบคุม BKEPT จะใช้สเตจกำลังซึ่งประกอบด้วยฮาล์ฟบริดจ์ 3 อัน ไดอะแกรมสเตจกำลังแสดงในรูปที่ 4

รูปที่ 4 เวทีพลังงาน

ตามค่าที่อ่านได้ของเซ็นเซอร์ Hall จะกำหนดว่าควรปิดปุ่มใด

ตารางที่ 1. การสลับปุ่มตามเข็มนาฬิกา

สำหรับมอเตอร์แบบหลายสนาม การหมุนด้วยไฟฟ้าไม่ตรงกับการหมุนทางกล ตัวอย่างเช่น BKEPT สี่ขั้วของการหมุนด้วยไฟฟ้าสี่รอบสอดคล้องกับการหมุนทางกลหนึ่งครั้ง

กำลังและความเร็วของเครื่องยนต์ขึ้นอยู่กับความแรงของสนามแม่เหล็ก ความเร็วและแรงบิดของมอเตอร์สามารถควบคุมได้โดยการเปลี่ยนกระแสผ่านขดลวด วิธีที่ใช้กันมากที่สุดในการควบคุมกระแสผ่านขดลวดคือการควบคุมกระแสเฉลี่ย ด้วยเหตุนี้จึงใช้การมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM) รอบการทำงานซึ่งกำหนดค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้าข้ามขดลวด และด้วยเหตุนี้ ค่ากระแสเฉลี่ยและเป็นผลให้ความเร็วในการหมุน สามารถปรับความเร็วได้ที่ความถี่ตั้งแต่ 20 ถึง 60 kHz

สนามหมุนของ BKEPT สามเฟสสามขดลวดแสดงในรูปที่ 5

รูปที่ 5. ขั้นตอนการสับเปลี่ยนและสนามหมุน

กระบวนการสลับสร้างสนามหมุน ในขั้นตอนที่ 1 เฟส A เชื่อมต่อกับ บัสบวกแหล่งจ่ายไฟพร้อมสวิตช์ SW1 เฟส B เชื่อมต่อกับสวิตช์ทั่วไปโดยใช้สวิตช์ SW4 และเฟส C ยังคงไม่ได้เชื่อมต่อ เฟส A และ B สร้างเวกเตอร์ฟลักซ์แม่เหล็กสองตัว (แสดงโดยลูกศรสีแดงและสีน้ำเงินตามลำดับ) และผลรวมของเวกเตอร์ทั้งสองนี้จะให้เวกเตอร์ฟลักซ์ของสเตเตอร์ (ลูกศรสีเขียว) หลังจากนั้นโรเตอร์จะพยายามติดตามฟลักซ์แม่เหล็ก ทันทีที่โรเตอร์ไปถึงตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง ซึ่งสถานะของเซ็นเซอร์ฮอลล์เปลี่ยนจากค่า "010" เป็น "011" ขดลวดของมอเตอร์จะเปลี่ยนตามนั้น: เฟส B ยังคงไม่มีกำลัง และเฟส C เชื่อมต่อกับส่วนกลาง สิ่งนี้นำไปสู่การสร้างเวกเตอร์ฟลักซ์แม่เหล็กสเตเตอร์ใหม่ (ระยะที่ 2)

หากเราทำตามรูปแบบการสลับที่แสดงในรูปที่ 3 และตารางที่ 1 เราจะได้รับเวกเตอร์ฟลักซ์แม่เหล็กที่แตกต่างกันหกแบบซึ่งสอดคล้องกับระยะการสลับหกขั้นตอน หกขั้นตอนสอดคล้องกับการหมุนรอบเดียวของโรเตอร์

ชุดสตาร์ท ATAVRMC100

แผนภาพวงจรแสดงในรูปที่ 21, 22, 23 และ 24 ที่ส่วนท้ายของเอกสาร

โปรแกรมมีลูปควบคุมความเร็วโดยใช้ตัวควบคุม PID ตัวควบคุมดังกล่าวประกอบด้วยสามลิงก์ซึ่งแต่ละอันมีลักษณะเป็นค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของตัวเอง: Kp, Ki และ Kd

Kp คือสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนของลิงก์ตามสัดส่วน Ki คือสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนของลิงก์การรวมและ Kd คือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนของลิงก์การแยกความแตกต่าง ความเบี่ยงเบนของความเร็วที่กำหนดจากความเร็วจริง (ในรูปที่ 6 เรียกว่า "สัญญาณไม่ตรงกัน") จะถูกประมวลผลโดยแต่ละลิงก์ ผลลัพธ์ของการดำเนินการเหล่านี้จะถูกเพิ่มและป้อนให้กับเครื่องยนต์เพื่อให้ได้ความเร็วที่ต้องการ (ดูรูปที่ 6)

รูปที่ 6 แบบแผนโครงสร้างตัวควบคุม PID

ค่าสัมประสิทธิ์ Kp ส่งผลต่อระยะเวลาของกระบวนการชั่วคราว ค่าสัมประสิทธิ์ Ki ช่วยให้คุณสามารถระงับข้อผิดพลาดแบบคงที่ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง Kd ถูกใช้เพื่อทำให้ตำแหน่งมีเสถียรภาพ (ดูคำอธิบายของลูปควบคุมในไฟล์เก็บถาวรด้วยซอฟต์แวร์สำหรับเปลี่ยน ค่าสัมประสิทธิ์)

คำอธิบายฮาร์ดแวร์

ดังแสดงในรูปที่ 7 ไมโครคอนโทรลเลอร์ประกอบด้วย 3 Power Stage Controllers (PSCs) PSC แต่ละตัวสามารถคิดได้ว่าเป็นโมดูเลเตอร์ความกว้างพัลส์ (PWM) ที่มีสัญญาณเอาท์พุตสองสัญญาณ PSC รองรับความสามารถในการควบคุมการหน่วงเวลาที่ไม่ทับซ้อนกันของสวิตช์ไฟ (ดูเอกสารประกอบของ AT90PWM3 สำหรับคำอธิบายโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของ PSC รวมถึงรูปที่ 9) เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดกระแสไฟฟ้า

อินพุตสัญญาณเตือน (Over_Current, กระแสเกิน) เชื่อมโยงกับ PSCIN อินพุตสัญญาณเตือนช่วยให้ไมโครคอนโทรลเลอร์ปิดเอาต์พุต PSC ทั้งหมดได้

รูปที่ 7 การใช้ฮาร์ดแวร์

ในการวัดกระแส คุณสามารถใช้ช่องสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลสองช่องที่มีสเตจขยายสัญญาณที่ตั้งโปรแกรมได้ (Ku=5, 10, 20 หรือ 40) หลังจากเลือกเกนแล้ว จำเป็นต้องเลือกค่าของตัวต้านทาน shunt เพื่อให้ครอบคลุมช่วงการแปลงที่สมบูรณ์ที่สุด

สัญญาณ Over_Current ถูกสร้างขึ้นโดยตัวเปรียบเทียบภายนอก แรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ของเครื่องเปรียบเทียบสามารถปรับได้โดยใช้ DAC ภายใน

การสลับเฟสจะต้องดำเนินการตามค่าที่เอาต์พุตของเซ็นเซอร์ Hall DC_A, DC_B และ DC_C เชื่อมต่อกับอินพุตของแหล่งอินเตอร์รัปต์ภายนอกหรือกับตัวเปรียบเทียบภายในสามตัว ตัวเปรียบเทียบสร้างการขัดจังหวะประเภทเดียวกันกับการขัดจังหวะภายนอก รูปที่ 8 แสดงวิธีการใช้พอร์ต I/O ในชุดสตาร์ท

รูปที่ 8 การใช้พอร์ตไมโครคอนโทรลเลอร์ I/O (แพ็คเกจ SO32)

มีการใช้งาน VMOT (Vmot) และ VMOT_Half (1/2 Vmot) แต่ไม่ได้ใช้ สามารถใช้เพื่อรับข้อมูลเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์

เอาต์พุต H_x และ L_x ใช้เพื่อควบคุมพาวเวอร์บริดจ์ ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ขึ้นอยู่กับตัวควบคุมระยะกำลัง (PSC) ที่สร้างสัญญาณ PWM ในแอปพลิเคชันดังกล่าว ขอแนะนำให้ใช้โหมดจัดกึ่งกลาง (ดูรูปที่ 9) ซึ่งใช้รีจิสเตอร์ OCR0RA เพื่อจับเวลาการเริ่มต้นการแปลง ADC สำหรับการวัดปัจจุบัน

รูปที่ 9 ออสซิลโลแกรมของสัญญาณ PSCn0 และ PSCn1 ในโหมดจัดกึ่งกลาง

• ตรงเวลา 0 = 2 * OCRnSA * 1/FClkpsc
• ตรงเวลา 1 = 2* (OCRnRB - OCRnSB + 1) * 1/Fclkpsc
• ระยะเวลา PSC = 2 * (OCRnRB + 1) * 1/Fclkpsc

หยุดไม่ทับซ้อนกันระหว่าง PSCn0 และ PSCn1:

• |OCRnSB - OCRnSA| *1/FClkpsc

บล็อก PSC ถูกโอเวอร์คล็อกโดยสัญญาณ CLKPSC

สามารถใช้หนึ่งในสองวิธีในการจ่ายสัญญาณ PWM ไปยังสเตจกำลัง อย่างแรกคือใช้สัญญาณ PWM กับส่วนบนและส่วนล่างของสเตจกำลัง และอย่างที่สองคือใช้สัญญาณ PWM กับส่วนบนเท่านั้น

คำอธิบาย ซอฟต์แวร์

Atmel ได้พัฒนาห้องสมุดเพื่อจัดการ CKET ขั้นตอนแรกในการใช้งานคือการกำหนดค่าและเริ่มต้นไมโครคอนโทรลเลอร์

การกำหนดค่าและการเริ่มต้นของไมโครคอนโทรลเลอร์

เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ใช้ฟังก์ชัน mc_init_motor() มันเรียกฟังก์ชันการเริ่มต้นของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ และยังเริ่มต้นพารามิเตอร์มอเตอร์ทั้งหมด (ทิศทางของการหมุน ความเร็ว และการหยุดมอเตอร์)

โครงสร้างการใช้งานซอฟต์แวร์

หลังจากการกำหนดค่าและการเริ่มต้นของไมโครคอนโทรลเลอร์แล้ว ก็สามารถสตาร์ทเครื่องยนต์ได้ จำเป็นต้องมีฟังก์ชันเพียงไม่กี่อย่างในการควบคุมมอเตอร์ ฟังก์ชั่นทั้งหมดถูกกำหนดไว้ใน mc_lib.h:

Void mc_motor_run(void) - ใช้เพื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ ฟังก์ชันลูปรักษาเสถียรภาพถูกเรียกเพื่อตั้งค่ารอบการทำงานของ PWM หลังจากนั้นจะทำการเปลี่ยนเฟสแรก Bool mc_motor_is_running(void) - กำหนดสถานะของเครื่องยนต์ หาก "1" แสดงว่าเครื่องยนต์กำลังทำงาน หาก "0" แสดงว่าเครื่องยนต์หยุดทำงาน void mc_motor_stop(void) - ใช้เพื่อหยุดมอเตอร์ เป็นโมฆะ mc_set_motor_speed (ความเร็ว U8) - ตั้งค่าความเร็วที่ผู้ใช้ระบุ U8 mc_get_motor_speed(void) - ส่งกลับความเร็วที่ผู้ใช้ระบุ โมฆะ mc_set_motor_direction (ทิศทาง U8) - ตั้งค่าทิศทางการหมุนเป็น "CW" (ตามเข็มนาฬิกา) หรือ "CCW" (ทวนเข็มนาฬิกา) U8 mc_get_motor_direction(void) - ส่งกลับทิศทางปัจจุบันของการหมุนของมอเตอร์ U8 mc_set_motor_measured_speed(U8 วัด_speed) - จัดเก็บความเร็วที่วัดได้ในตัวแปรที่วัดได้_ความเร็ว U8 mc_get_motor_measured_speed(void) - ส่งกลับความเร็วที่วัดได้ void mc_set_Close_Loop(void) void mc_set_Open_Loop(void) - การกำหนดค่าวงเสถียรภาพ: วงปิดหรือวงเปิด (ดูรูปที่ 13)

รูปที่ 10. การกำหนดค่า AT90PWM3

รูปที่ 11 โครงสร้างซอฟต์แวร์

รูปที่ 11 แสดงตัวแปรสี่ตัว mc_run_stop (เริ่ม/หยุด), mc_direction (ทิศทาง), mc_cmd_speed (ความเร็วที่ตั้งไว้) และ mc_measured_speed (ความเร็วที่วัดได้) เป็นตัวแปรโปรแกรมพื้นฐานที่สามารถเข้าถึงได้ผ่านฟังก์ชันที่ผู้ใช้กำหนดเองที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้

การใช้งานซอฟต์แวร์สามารถดูเป็นกล่องดำที่มีชื่อว่า "การควบคุมมอเตอร์" (รูปที่ 12) และอินพุตหลายตัว (mc_run_stop, mc_direction, mc_cmd_speed, mc_measured_speed) และเอาต์พุต (สัญญาณควบคุมบริดจ์กำลังทั้งหมด)

รูปที่ 12. ตัวแปรโปรแกรมหลัก

ฟังก์ชันส่วนใหญ่มีอยู่ใน mc_drv.h มีเพียงบางส่วนเท่านั้นที่ขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องยนต์ ฟังก์ชั่นสามารถแบ่งออกเป็นสี่คลาสหลัก:

• การเริ่มต้นฮาร์ดแวร์
เป็นโมฆะ mc_init_HW(โมฆะ); การเริ่มต้นฮาร์ดแวร์เสร็จสมบูรณ์ในฟังก์ชันนี้ นี่คือจุดเริ่มต้นของพอร์ต อินเตอร์รัปต์ ตัวจับเวลา และตัวควบคุมพาวเวอร์สเตจ

เป็นโมฆะ mc_init_SW(เป็นโมฆะ); ใช้เพื่อเริ่มต้นซอฟต์แวร์ เปิดใช้งานการขัดจังหวะทั้งหมด

เป็นโมฆะ mc_init_port (เป็นโมฆะ); เริ่มต้นพอร์ต I/O โดยระบุผ่านรีจิสเตอร์ DDRx ว่าพินใดทำหน้าที่เป็นอินพุตและเป็นเอาต์พุต รวมทั้งระบุอินพุตที่จะเปิดใช้งานตัวต้านทานแบบดึงขึ้น (ผ่านรีจิสเตอร์ PORTx)

เป็นโมฆะ mc_init_pwm (เป็นโมฆะ); ฟังก์ชันนี้เริ่มต้น PLL และรีเซ็ตการลงทะเบียน PSC ทั้งหมด

เป็นโมฆะ mc_init_IT (เป็นโมฆะ); แก้ไขฟังก์ชันนี้เพื่อเปิดหรือปิดใช้งานประเภทการขัดจังหวะ

เป็นโมฆะ PSC0_Init (int ที่ไม่ได้ลงชื่อ dt0, int ที่ไม่ได้ลงชื่อ ot0, int ที่ไม่ได้ลงชื่อ dt1, int ที่ไม่ได้ลงชื่อ ot1); เป็นโมฆะ PSC1_Init (int ที่ไม่ได้ลงชื่อ dt0, int ที่ไม่ได้ลงชื่อ ot0, int ที่ไม่ได้ลงชื่อ dt1, int ที่ไม่ได้ลงชื่อ ot1); เป็นโมฆะ PSC2_Init (int ที่ไม่ได้ลงชื่อ dt0, int ที่ไม่ได้ลงชื่อ ot0, int ที่ไม่ได้ลงชื่อ dt1, int ที่ไม่ได้ลงชื่อ ot1); PSCx_Init อนุญาตให้ผู้ใช้เลือกการกำหนดค่าตัวควบคุมขั้นตอนพลังงาน (PSC) ของไมโครคอนโทรลเลอร์

• ฟังก์ชั่นการสลับเฟส U8 mc_get_hall(เป็นโมฆะ); การอ่านสถานะของเซ็นเซอร์ Hall ที่สอดคล้องกับระดับการสลับหกระดับ (HS_001, HS_010, HS_011, HS_100, HS_101, HS_110)

  ขัดจังหวะเป็นโมฆะ mc_hall_a (เป็นโมฆะ); _interrupt เป็นโมฆะ mc_hall_b(เป็นโมฆะ); _interrupt เป็นโมฆะ mc_hall_c (เป็นโมฆะ); ฟังก์ชันเหล่านี้จะดำเนินการหากตรวจพบการขัดจังหวะภายนอก (การเปลี่ยนแปลงในเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ Hall) ช่วยให้คุณสามารถทำการสลับเฟสและคำนวณความเร็วได้

  โมฆะ mc_duty_cycle (ระดับ U8); ฟังก์ชันนี้จะตั้งค่ารอบการทำงานของ PWM ตามการกำหนดค่า PSC

  โมฆะ mc_switch_commutation (ตำแหน่ง U8); การสลับเฟสจะดำเนินการตามค่าที่เอาต์พุตของเซ็นเซอร์ Hall และเฉพาะเมื่อผู้ใช้สตาร์ทเครื่องยนต์เท่านั้น

• การกำหนดค่าเวลาในการแปลงเป็นโมฆะ mc_config_sampling_period (เป็นโมฆะ); เริ่มต้นตัวจับเวลา 1 เพื่อสร้างการขัดจังหวะทุกๆ 250 µs _interrupt เป็นโมฆะ launch_sampling_period(เป็นโมฆะ); หลังจากเปิดใช้งานอินเตอร์รัปต์ 250 µs แฟล็กจะถูกตั้งค่า สามารถใช้ควบคุมเวลาในการแปลงได้
• การประเมินความเร็วเป็นโมฆะ mc_config_time_estimation_speed(เป็นโมฆะ); การกำหนดค่าตัวจับเวลา 0 เพื่อดำเนินการฟังก์ชันการคำนวณความเร็ว

  เป็นโมฆะ mc_estimation_speed(โมฆะ); ฟังก์ชันนี้จะคำนวณความเร็วของเครื่องยนต์ตามหลักการวัดระยะเวลาพัลส์ของเซ็นเซอร์ Hall Effect

  ขัดจังหวะโมฆะ ovfl_timer(โมฆะ); เมื่ออินเตอร์รัปต์เกิดขึ้น ตัวแปร 8 บิตจะเพิ่มขึ้นเพื่อใช้ตัวจับเวลา 16 บิตโดยใช้ตัวจับเวลา 8 บิต

• การวัดปัจจุบัน _interrupt void ADC_EOC(void); ฟังก์ชัน ADC_EOC จะทำงานทันทีหลังจากการแปลงเครื่องขยายเสียงเสร็จสิ้นเพื่อตั้งค่าสถานะที่ผู้ใช้สามารถใช้ได้

  เป็นโมฆะ mc_init_current_measure (เป็นโมฆะ); ฟังก์ชันนี้เริ่มต้นแอมพลิฟายเออร์ 1 สำหรับการวัดกระแส

  U8 mc_get_current(เป็นโมฆะ); การอ่านค่าปัจจุบันหากการแปลงเสร็จสิ้น

  บูล mc_conversion_is_finished (เป็นโมฆะ); บ่งชี้ความสมบูรณ์ของการแปลง

  เป็นโมฆะ mc_ack_EOC(เป็นโมฆะ); รีเซ็ตการตั้งค่าสถานะเสร็จสิ้นการแปลง

• การตรวจจับโอเวอร์โหลดปัจจุบันเป็นโมฆะ mc_set_Over_Current (ระดับ U8); ตั้งค่าเกณฑ์สำหรับการตรวจจับกระแสเกิน เกณฑ์คือเอาต์พุต DAC ที่เชื่อมต่อกับตัวเปรียบเทียบภายนอก

เลือกลูปการรักษาเสถียรภาพโดยใช้สองฟังก์ชัน: open (mc_set_Open_Loop()) หรือลูปปิด (mc_set_Close_Loop()) รูปที่ 13 แสดงลูปการรักษาเสถียรภาพที่ใช้ซอฟต์แวร์

รูปที่ 13 วงเสถียรภาพ

วงปิดคือลูปการรักษาเสถียรภาพความเร็วตามตัวควบคุม PID

ดังที่แสดงไว้ก่อนหน้านี้ ปัจจัย Kp ถูกใช้เพื่อทำให้เวลาตอบสนองของมอเตอร์คงที่ ชุดแรก Ki และ Kd เท่ากับ 0 เพื่อให้ได้เวลาตอบสนองที่ต้องการของมอเตอร์ จำเป็นต้องเลือกค่า Kp

• หากเวลาตอบสนองสั้นเกินไป ให้เพิ่ม Kp
• หากเวลาตอบสนองเร็ว แต่ไม่เสถียร ให้ลด Kp

รูปที่ 14. การตั้งค่า Kp

พารามิเตอร์ Ki ใช้เพื่อระงับข้อผิดพลาดแบบคงที่ ปล่อยให้สัมประสิทธิ์ Kp ไม่เปลี่ยนแปลงและตั้งค่าพารามิเตอร์ Ki

• หากข้อผิดพลาดแตกต่างจากศูนย์ ให้เพิ่ม Ki
• หากการระงับข้อผิดพลาดนำหน้าด้วยกระบวนการออสซิลเลเตอร์ ให้ลด Ki

รูปที่ 15. การตั้งค่า Ki

รูปที่ 14 และ 15 แสดงตัวอย่างการเลือกพารามิเตอร์คอนโทรลเลอร์ที่ถูกต้อง Kp = 1, Ki = 0.5 และ Kd = 0

การตั้งค่าพารามิเตอร์ Kd:

• ถ้าประสิทธิภาพต่ำก็เพิ่มซีดี
• ด้วยความไม่เสถียร Kd จะต้องลดลง

พารามิเตอร์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือเวลาในการแปลง ต้องเลือกให้สัมพันธ์กับเวลาตอบสนองของระบบ เวลาในการแปลงต้องอย่างน้อยครึ่งหนึ่งของเวลาตอบสนองของระบบ (ตามกฎของ Kotelnikov)

มีฟังก์ชันสองแบบสำหรับการกำหนดค่าเวลาในการแปลง (ที่กล่าวถึงข้างต้น)

ผลลัพธ์จะแสดงในตัวแปรส่วนกลาง g_tick ซึ่งตั้งค่าทุกๆ 250 µs ด้วยตัวแปรนี้ คุณจะสามารถปรับเวลาในการแปลงได้

การใช้ CPU และหน่วยความจำ

การวัดทั้งหมดดำเนินการที่ความถี่ออสซิลเลเตอร์ 8 MHz นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับประเภทของมอเตอร์ (จำนวนคู่ขั้ว) เมื่อใช้มอเตอร์ที่มี 5 ขั้วคู่ ความถี่สัญญาณที่เอาต์พุตของเซ็นเซอร์ Hall จะต่ำกว่าความเร็วมอเตอร์ 5 เท่า

ผลลัพธ์ทั้งหมดที่แสดงในรูปที่ 16 ได้มาจากการใช้ UCFC 5 คู่แบบสามเฟสที่มีความเร็วสูงสุด 14,000 รอบต่อนาที

รูปที่ 16. การใช้ความเร็วของไมโครคอนโทรลเลอร์

ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด ระดับโหลดของไมโครคอนโทรลเลอร์อยู่ที่ประมาณ 18% โดยมีเวลาในการแปลง 80 ms และความเร็วในการหมุน 14000 rpm

การประมาณค่าแรกสามารถทำได้ด้วยมอเตอร์ที่เร็วกว่าและด้วยการเพิ่มฟังก์ชันลดการสั่นไหวของกระแสไฟ เวลาดำเนินการของฟังก์ชัน mc_regulation_loop() อยู่ระหว่าง 45 ถึง 55 µs (คุณต้องคำนึงถึงเวลาในการแปลง ADC ประมาณ 7 µs) BKEPT ที่มีเวลาตอบสนองปัจจุบันประมาณ 2-3 มิลลิวินาที มีการเลือกขั้วห้าคู่และความเร็วในการหมุนสูงสุดประมาณ 2-3 มิลลิวินาทีสำหรับการประเมิน

ความเร็วรอบเครื่องยนต์สูงสุดประมาณ 50,000 รอบต่อนาที หากโรเตอร์ใช้เสา 5 คู่ ความถี่เอาต์พุตที่ได้ของเซ็นเซอร์ Hall จะเท่ากับ (50000 รอบต่อนาที/60)*5 = 4167 Hz ฟังก์ชัน mc_estimation_speed() ทำงานบนทุกขอบที่เพิ่มขึ้นของเซ็นเซอร์ Hall A เช่น ทุกๆ 240 µs สำหรับเวลารัน 31 µs

ฟังก์ชัน mc_switch_commutation() ขึ้นอยู่กับการทำงานของเซ็นเซอร์ Hall จะดำเนินการเมื่อขอบเกิดขึ้นที่เอาต์พุตของเซ็นเซอร์ Hall หนึ่งในสามตัว (ขอบที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง) ดังนั้นจึงสร้างการขัดจังหวะหกครั้งที่เอาต์พุตของเซ็นเซอร์ Hall ในระยะเวลาหนึ่งพัลส์ และความถี่ในการเรียกใช้ฟังก์ชันที่ได้คือ 240/6 µs = 40 µs

สุดท้าย เวลาในการแปลงของลูปการรักษาเสถียรภาพต้องเป็นเวลาตอบสนองของเครื่องยนต์อย่างน้อยครึ่งหนึ่ง (ประมาณ 1 มิลลิวินาที)

ผลลัพธ์แสดงในรูปที่ 17

รูปที่ 17. การประเมินโหลดไมโครคอนโทรลเลอร์

ในกรณีนี้ ระดับโหลดของไมโครคอนโทรลเลอร์จะอยู่ที่ประมาณ 61%

การวัดทั้งหมดดำเนินการโดยใช้ซอฟต์แวร์เดียวกัน ไม่ใช้ทรัพยากรการสื่อสาร (UART, LIN...)

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ จำนวนหน่วยความจำต่อไปนี้จะถูกใช้:

• หน่วยความจำโปรแกรม 3175 ไบต์ (38.7% ของหน่วยความจำแฟลชทั้งหมด)
• หน่วยความจำข้อมูล 285 ไบต์ (55.7% ของ RAM สแตติกทั้งหมด)

ATAVRMC100 การกำหนดค่าและการใช้งาน

รูปที่ 18 แสดง โครงการเต็มรูปแบบโหมดการทำงานต่างๆ ของชุดสตาร์ท ATAVRMC100

รูปที่ 18. วัตถุประสงค์ของพอร์ต I/O ของไมโครคอนโทรลเลอร์และโหมดการสื่อสาร

โหมดการทำงาน

รองรับโหมดการทำงานที่แตกต่างกันสองโหมด ตั้งค่าจัมเปอร์ JP1, JP2 และ JP3 ตามรูปที่ 19 เพื่อเลือกโหมดใดโหมดหนึ่งเหล่านี้ บันทึกแอปพลิเคชันนี้ใช้โหมดเซ็นเซอร์เท่านั้น คำอธิบายแบบเต็มส่วนฮาร์ดแวร์มีอยู่ในคู่มือผู้ใช้ ATAVRMC100

รูปที่ 19. การเลือกโหมดควบคุมโดยใช้เซ็นเซอร์

รูปที่ 19 แสดงการตั้งค่าจัมเปอร์เริ่มต้นที่สอดคล้องกับการใช้ซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องกับบันทึกแอปพลิเคชันนี้

โปรแกรมที่มาพร้อมกับบอร์ด ATAVRMC100 รองรับการทำงานสองโหมด:

• สตาร์ทเครื่องยนต์ ความเร็วสูงสุดโดยไม่มีส่วนประกอบภายนอก
• การควบคุมความเร็วมอเตอร์ด้วยโพเทนชิออมิเตอร์ภายนอกหนึ่งตัว

รูปที่ 20 การเชื่อมต่อโพเทนชิออมิเตอร์

บทสรุป

บันทึกการใช้งานนี้มีโซลูชันฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์สำหรับตัวควบคุมมอเตอร์ DC แบบไม่มีแปรงที่ใช้เซ็นเซอร์ นอกจากเอกสารนี้แล้ว คุณสามารถดาวน์โหลดซอร์สโค้ดแบบเต็มได้

ไลบรารีซอฟต์แวร์มีฟังก์ชันในการเริ่มต้นและควบคุมความเร็วของ BKEPT ด้วยเซ็นเซอร์ในตัว

แผนภาพวงจรประกอบด้วยส่วนประกอบภายนอกขั้นต่ำที่จำเป็นในการควบคุม BKEPT ด้วยเซ็นเซอร์ในตัว

ความสามารถของ CPU และหน่วยความจำของไมโครคอนโทรลเลอร์ AT90PWM3 จะช่วยให้นักพัฒนาสามารถขยายฟังก์ชันการทำงานของโซลูชันนี้ได้

รูปที่ 21 แผนผังไดอะแกรม (ตอนที่ 1)

รูปที่ 22 แผนผังไดอะแกรม (ตอนที่ 2)

รูปที่ 23. แผนผัง (ตอนที่ 3)

รูปที่ 24. แผนผัง (ตอนที่ 4)

เอกสารประกอบ:

การปรับปรุงอพาร์ทเมนท์ที่ยอดเยี่ยมและการปรับปรุงกระท่อมด้วยเงินจำนวนมาก

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านมีกำลังที่ดีขึ้นต่อน้ำหนักหนึ่งกิโลกรัม (ของตัวเอง) และความเร็วในการหมุนที่หลากหลาย ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าแห่งนี้ก็น่าประทับใจเช่นกัน เป็นสิ่งสำคัญที่สัญญาณรบกวนวิทยุจะไม่ถูกปล่อยออกมาจากการติดตั้ง วิธีนี้ทำให้คุณสามารถวางอุปกรณ์ที่ไวต่อสัญญาณรบกวนข้างๆ ได้ โดยไม่ต้องกลัวว่าระบบทั้งหมดจะทำงานอย่างถูกต้อง

คุณสามารถวางและใช้มอเตอร์ไร้แปรงถ่านได้แม้ในน้ำ ซึ่งจะไม่ส่งผลกระทบในทางลบ นอกจากนี้ การออกแบบยังให้ตำแหน่งในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ควรพิจารณาตำแหน่งของชุดควบคุมล่วงหน้า โปรดจำไว้ว่าด้วยการทำงานอย่างระมัดระวังของโรงไฟฟ้าเท่านั้น เครื่องจักรจะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพและราบรื่นในการผลิตของคุณเป็นเวลาหลายปี

โหมดการทำงานระยะยาวและระยะสั้นเป็นโหมดหลักสำหรับฐานข้อมูล ตัวอย่างเช่น สำหรับบันไดเลื่อนหรือสายพานลำเลียง รอบการทำงานที่ยาวนานนั้นเหมาะสม ซึ่งมอเตอร์จะทำงานแบบคงที่เป็นเวลานานหลายชั่วโมง สำหรับการใช้งานระยะยาว มีการถ่ายเทความร้อนภายนอกเพิ่มขึ้น: การปล่อยความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมจะต้องมากกว่าการปล่อยความร้อนภายในของโรงไฟฟ้า

ในโหมดการทำงานระยะสั้น เครื่องยนต์ไม่ควรมีเวลาให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงสุดระหว่างการทำงาน กล่าวคือ ต้องปิดก่อนเวลานี้ ในช่วงพักระหว่างการเปิดเครื่องและการทำงานของเครื่องยนต์ จะต้องมีเวลาทำให้เย็นลง นี่คือการทำงานของมอเตอร์ไร้แปรงถ่านในกลไกการยก เครื่องโกนหนวดไฟฟ้า ไดร์เป่า ไดร์เป่าผม และอุปกรณ์ไฟฟ้าสมัยใหม่อื่นๆ

ความต้านทานของขดลวดมอเตอร์สัมพันธ์กับค่าสัมประสิทธิ์ การกระทำที่เป็นประโยชน์โรงไฟฟ้า. ประสิทธิภาพสูงสุดสามารถทำได้ด้วยความต้านทานขดลวดต่ำสุด

ขีดสุด แรงดันใช้งาน- นี่คือแรงดันไฟฟ้าจำกัดที่สามารถนำไปใช้กับขดลวดสเตเตอร์ของโรงไฟฟ้าได้ แรงดันใช้งานสูงสุดเกี่ยวข้องโดยตรงกับ ความเร็วสูงสุดมอเตอร์และค่าสูงสุดของกระแสไฟที่คดเคี้ยว ค่าสูงสุดของกระแสที่คดเคี้ยวถูกจำกัดโดยความเป็นไปได้ของการเกิดความร้อนสูงเกินไปของขดลวด ด้วยเหตุผลนี้เองที่เงื่อนไขทางเลือกแต่แนะนำสำหรับการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าคืออุณหภูมิติดลบ สิ่งแวดล้อม. ช่วยให้คุณชดเชยความร้อนสูงเกินไปของโรงไฟฟ้าได้อย่างมากและเพิ่มระยะเวลาในการทำงาน

กำลังเครื่องยนต์สูงสุดคือกำลังสูงสุดที่ระบบสามารถทำได้ภายในไม่กี่วินาที เป็นมูลค่าการพิจารณาว่า งานยาวเปิดมอเตอร์ไฟฟ้า พลังสูงสุดจะนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปของระบบและความล้มเหลวในการทำงานอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

พิกัดกำลังคือพลังที่สามารถพัฒนาได้ จุดไฟในช่วงเวลาที่ได้รับอนุญาตตามระยะเวลาของการดำเนินการที่ประกาศโดยผู้ผลิต (หนึ่งรายการ)

มุมเลื่อนเฟสมีให้ในมอเตอร์เนื่องจากจำเป็นต้องชดเชยความล่าช้าในการเปลี่ยนเฟส

บ้าน » ล้อ » การควบคุมมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านสามเฟส อะไรคือความแตกต่างระหว่างมอเตอร์แบบมีแปรงและแบบไม่มีแปรง? วิธีการสตาร์ทมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน