Нужно изготовить 3-х фазный драйвер bldc моторов универсальный, подходящий для моторов от RC моделей, от электротранспорта, самодельные и перемотанные, звездой или треугольником. Датчики холла и энкодеры возможны, но это не относится к драйверу и задача для микроконтроллера. Это не обычный bldc контроллер, а скорее как драйвер трехфазного шагового или сервомотора. Видел на ютюбе нечто подобное для робототехники. Набросал пожелания к устройству ниже. А после них сочинение на тему моих мытарств и разные мысли.
Требования Тихий, без заметных писка/треска/гула мотора днем в комнате. Плавное вращение (особенно на низких скоростях), так что синусы на выходах (ШИМом или фильтрованные LC как у D класса усилителей). Скорость вращения от еле-еле около 0.5 до 300 Гц (количество полюсов статора разное, поэтому не rpm). Реверс. Мощности моторов 10 - 250 Вт. Напряжение питания 5.5 - 30 В (повышающий dc-dc где необходимо, но не на силовой части), с запасом по напряжению для надежности. Ток обмоток среднеквадратичный 1 - 15 А (лучше чтоб был запас для надежности). Сопротивление обмоток 0.02 - 10 Ом. Индуктивность обмоток 0.2 - 100 мГн. Управление током, дабы повышать момент на валу если надо (только чтоб к шуму не приводило повышение тока). Защита по току, на случай КЗ или другой ситуации. Защита от обрыва обмоток (видимо супрессоры, rc снабберы и флайбэк шоттки). Защита от статики. Нагрев умеренный, чтоб часами нагружать для тестирования без обдува. В случае выхода чего-то из строя, замена должна быть легкой (типа dip панелек для драйверов мосфетов, минимум smd, без редких компонентов).
Начну с того, что замучился решать задачу управления движками ленивыми и бомжовыми вариантами, типа esc регулятор, китайские bldc контроллеры (даже купил драйвер трехфазного шаговика leadshine, но он гад шипит немного и отказывается работать с диким свистом на модельных моторах, хоть мелкий на десятки ватт, хоть на полтора квт) куча денег впустую, а тишины, плавности и мощности 3 в 1 не получил. Теперь даже задумываюсь, а не заказать ли тут кому-нибудь, кто разбирается и не устроит сквозняков по схемотехнике, разводке и шимы правильные выберет. Проверял через усилитель d-класса с синусами по входу, врашение прекрасное и тихое, поэтому подумал, может по такому же принципу сделать, с дросселем. Заодно меньше мусора в эфир по проводам до мотора и с ардуинки легче и надежнее аналоговый синус создать для управления, нежели шим (в том числе софтовый) на сотни кГц непосредственно на входы драйверов мосфетов. Еще позитивный момент, что шаги будут интерполированы конденсатором для каждой фазы, если конечно шим микросхемы позволяют довольно точно скважность менять по напряжению на входе. Недостаток, что без дросселя на каждой фазе не будет работать, т.к. не будет синхронизации открытия противоположных мосфетов мостов. Не знаю, возможно глупость полная и опять лень берет, но увидел понижающие китайские синхронные преобразователи на LM25116 где-то по 700р штука (из Китая заказывать долго, не хочу), заявлено до 20 ампер. Взять три штуки, заменить выходные конденсаторы, в цепи обратной связи конденсаторы и резисторы поменять, разорвать все стоки верхних плечей (чтоб подключить к источнику тока) и зашунтировать конденсаторами на минус, возможно чуть понизить частоту шим, перемотать дроссель. Авось из этого получится усилитель d класса. Надо еще будет один dc-dc как регулируемый источник тока. Внешний источник тока считаю лучше тем, что RC моторы с их очень низким сопротивлением лучше питать от низкого напряжения на мосфетах, чтоб заполнение шим было в разумных пределах не заходя в звуковой диапазон и сохраняя форму синуса на тех 300 Гц импульсах вращения (чем кривее сигнал, тем больше шум). Подходят ли обычные шим питания для подобного - без понятия, там может быть ЧИМ, ШИМ управление или некая комбинация, точность низкая или еще чего, хз. Я могу конечно заказать один модуль, но с этим чертовым вирусом лишний раз топать на улицу не вариант и боюсь пока дойдет для первого теста, потом опять будет карантин, так что надо что-то решить в ближайшее время. Можно конечно пойти нормальным путем, заказать драйверы и шимки, в которых я не разбираюсь, развести плату неверно, все попалить сквозняками, ибо практический опыт в мощных импульсных схемах почти отсутствует, а значит перепаивать разные варианты придется. Не говоря уж о стоимости экспериментов, я плохо планирую закупки, как не захожу в магазин деталей - 3000р испаряются, а потом лежит крохотная кучка компонент не использованных. Несколько месяцев пытаюсь решить данную проблему с драйвером в свободное время, надо все таки добить. Буду благодарен за любые пинки в нужном направлении, желательно поскорее, пока еще не перемерли все.
Заголовок сообщения: Re: Универсальный трехфазный драйвер мощный и тихий, как?
Добавлено: Пт окт 23, 2020 02:44:26
Нашел транзистор. Понюхал.
Зарегистрирован: Вс сен 06, 2020 16:06:10 Сообщений: 156
Рейтинг сообщения:0
Ну если вам бомж-варианты не нравятся, может http://we.easyelectronics.ru/amaora/kon ... rev4c.html понравится? При том это даже с исходниками и живым автором - но вот цена комплектующих там довольно злая. Управление навороченое (FOC). Насколько на бесшумность оптимизировано - черт знает. Просто на глаза такой монстрик в соседней вкладке попался, а тут вы...
p.s. а шаговики как раз довольно шумные при "простом" управлении. А всякое умное типа микрошагов и проч приближает их к чему-то иному, типа sine-wave управления BLDC как раз. p.p.s. там везде микроконтроллеры, даже в самом поганом ESC - а чем еще даже самые простые waveforms такого плана делать?!
iddqd Да мне как раз и надо микроконтроллер использовать для управления и генерировать микрошаги. И дабы не столкнуться с проблемой низкой производительности ардуино для генерации хотя бы 128 микрошагов (на stm переходить на данный момент не вариант), выдумывал разные варианты аля усилитель d класса управляемый ардуиной. На самом деле тут смешивается лень и опыт ошибок, который убивает энтузиазм и не хочется кидаться сразу реализовывать любую идею. Уже однозначно понятно, что модельные моторы из-за низкого сопротивления надо только лишь низким напряжением запитывать, а значит делать динамическое питание, но таких схем нет. Вроде и понятен принцип, но будет ли возбуждаться и как себя вести при резком старте или остановке, когда токи выше и источник тока не будет успевать (а если будет, во что превратиться синусоида на выходе при низких оборотах?).
Заголовок сообщения: Re: Универсальный трехфазный драйвер мощный и тихий, как?
Добавлено: Вс ноя 08, 2020 08:31:14
Нашел транзистор. Понюхал.
Зарегистрирован: Вс сен 06, 2020 16:06:10 Сообщений: 156
Рейтинг сообщения:0
В "синусных" 3-фазниках (для синхронных моторов) с как минимум 1 из сторон делают не просто открытие ключа, а PWM - при том меняемый в процессе "шага", так что ток в обмотке в среднем похож на синус, или что там хотели (иногда трапецию еще). Это не усилитель - режимы там при этом ключевые. Однако плавно нарастающий (например по синусу) ток тянет якорь без рывка, в отличие от "жесткой" коммутации. В чем и преимущество. Хоть это и сложнее - в процессе "шага" надо заполнение PWM менять.
Модельные моторы разные бывают. Обороты на вольт - смотря как мотор как намотан: проводом тоньше но витков больше низкий Kv, проводом толще но витков меньше высокий Kv. У маловиткового при прочих равных обороты больше, но момент меньше. Сопротивление там особо не при чем: мотор использует индуктивность обмоток для ограничения тока, сопротивление только мотор греет и снижет КПД. Если обороты низкие, момента столько не надо, а тока слишком много т.к. индуктивность обмоток маленькая - PWM'ом решается, опять же. Шаговики в этом смысле иногда делают неэффективно - ограничивая ток омическим сопротивлением обмотки, но это все-же греет мотор и про КПД речь при этом не идет, кое-как прокатывает для маломощных моторчиков типа тех что в флопиках, но это ради упрощения, ценой нагрева и неэффективности. И даже так приличные драйверы умеют снимать питание с обмоток когда ничего не делают, уменьшая эффект.
Тока в 3-фазном моторе обычно столько сколько PWM позволит. Меняя заполнение по ходу "шага" можно форму тока к синусу приблизить, или чему там еще. У атмеля есть например AVR 444 - http://www.gaw.ru/pdf/Atmel/app/avr/AVR444.pdf показывающий общую идею и как это можно с AVR состыковать. А так 300Гц * 128 изменений за шаг = 38400 раз в секунду величину PWM менять надо. Это значит что PWM должен быть еще быстрее, чтобы это имело смысл. Это слишком много на вид, по ряду причин. Так что на высоких оборотах наверное аппетиты вероятно урезать до более грубого варианта.
Цитата:
(а если будет, во что превратиться синусоида на выходе при низких оборотах?).
В некий PWM, с разными заполнениями по мере шага, как и на любых других оборотах. Тока при этом столько сколько позволят параметры PWM, очевидно. Насколько это на синус похоже - зависит от того сколько раз за "шаг" заполнение сменится. На низких оборотах и 128 за период реально. А чего такого 0.5 раз в секунду 128 значений PWM сменить?
Просто у вас в целом пожелания такие, что как мне кажется, проще всего заказать разработку/доработку/адаптацию тому кто "в теме" и может немного подправить какой-то свой уже существующий и работающий проект - и даже так вопрос насколько оно там так с наскока в все эти пожелания впишется.
Как вариант - может сделать чистый драйвер на спец микросхеме типа МС33035 https://www.mouser.ee/datasheet/2/308/M ... 811079.pdf И частоту ШИМ можно подобрать - найти компромисс между писком и КПД - 20 -30 кГц. Также есть возможность как использовать датчики холла, так и обойтись без них. Также можно закрутить обратную связь по типу сервоприводов = стабилизация оборотов, а также использовать в различных станках - точное перемещение. Опять же такой схеме не страшны зависания, присущие схемам на МК. Ну и для управляющего МК работы уменьшится, пусть занимается уже конкретной задачей для которой предназначен мотор.
Заголовок сообщения: Re: Универсальный трехфазный драйвер мощный и тихий, как?
Добавлено: Вс ноя 15, 2020 01:57:01
Нашел транзистор. Понюхал.
Зарегистрирован: Вс сен 06, 2020 16:06:10 Сообщений: 156
Рейтинг сообщения:0
Собственно так тоже делают. Вариантов много. С МК и ключами делают потому что в low end - дешево и сердито и без экзотики. А в hi-end фичасто и круто. И все это может быть адаптировано к чему угодно. Отдельный чип денег стоит, и его еще купить надо суметь, более экзотичный товар чем МК и ключи. А если для его согласования с вон тем интерфейсом все-равно МК требуется, возникнет вопрос "нафига отдельный чип?". Поэтому модельный ESC и состоит в основном из МК и ключей. Задача МК - посмотреть что хотят на входе и крутить мотор вот так. От чего его там разгружать?! И чем он должен заняться? Нифиганеделанием? А это не рационально, особенно если из-за этого надо вон тот чип докупить
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 267
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения