PROBLEMATYKA RUTOWANIA W BEZPRZEWODOWYCH...
Transcript of PROBLEMATYKA RUTOWANIA W BEZPRZEWODOWYCH...
Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska
5-2015 2 Zygmunt Kubiak
https://www.infineon.com/.../BLDC_868_v52.ppt
Podstawy Porównanie silników prądu stałego komutatorowego i bezszczotkowego
V W
U
+
-
Silnik prądu stałego z komutatorem 3-częściowym (3-biegunowy wirnik i 2-biegunowy stator)
Silnik bezszczotkowy prądu stałego z 3-fazowym statorem (2-biegunowy wirnik i 3-biegunowy stator)
5-2015 3 Zygmunt Kubiak
https://www.infineon.com/.../BLDC_868_v52.ppt
Podstawy Uproszczony schemat sterowania bezszczotkowych silników prądu
C+
B-
11
0
A’
B’
B C
C’
A
N
S
5-2015 4 Zygmunt Kubiak
https://www.infineon.com/.../BLDC_868_v52.ppt
Podstawy Uproszczony schemat sterowania bezszczotkowych silników prądu z sensorami Hall do określenia pozycji wirnika
Hall Sensor
C868
+
-
HV
Driv
er
V+
MotorCC60
COUT60
CC61
COUT61
CC62
COUT62CT
RA
P
CC
PO
S2
CC
PO
S1
CC
PO
S0
5-2015 5 Zygmunt Kubiak
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00885a.pdf
Podstawy Sygnał wyjściowy z sensorów Hall i indukowane SEM
5-2015 6 Zygmunt Kubiak
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00885a.pdf
Podstawy Sterowanie silnika BLDC
5-2015 7 Zygmunt Kubiak
https://www.infineon.com/.../BLDC_868_v52.ppt
Podstawy Uproszczony schemat sterowania bezszczotkowych silników prądu z kontrolą SEM do określenia pozycji wirnika (bez sensorów)
C868
RC
Filter
virtual
Star-
+
-
+
-
+
+
-
HV
Driv
er
V+
MotorCC60
COUT60
CC61
COUT61
CC62
COUT62CT
RA
P
CC
PO
S2
CC
PO
S1
CC
PO
S0
5-2015 8 Zygmunt Kubiak
https://www.infineon.com/.../BLDC_868_v52.ppt
Podstawy Uproszczony schemat sterowania bezszczotkowych silników prądu z kontrolą SEM do określenia pozycji wirnika (bez sensorów) – wersja uproszczona z wykorzystaniem przetwornika ADC
C868
+
-
HV
Driv
er
V+
MotorCC60
COUT60
CC61
COUT61
CC62
COUT62CT
RA
P
AN
2
AN
1
AN
0
BEMF
Detection
5-2015 9 Zygmunt Kubiak
http://d1.amobbs.com/bbs_upload782111/files_5/armok01106906.pdf
Podstawy Przebieg fazowy i indukowanej SEM
5-2015 10 Zygmunt Kubiak
http://d1.amobbs.com/bbs_upload782111/files_5/armok01106906.pdf
Podstawy Metody pomiaru indukowanej SEM
5-2015 11 Zygmunt Kubiak
Podstawy W uzwojeniach stojana stosuje się połączenie w trójkąt lub gwiazdę
5-2015 12 Zygmunt Kubiak
Podstawy Silnik BLDC z 9-biegunowym statorem
www.tcrconline.com/.../Brushless%20Motors.ppt
5-2015 13 Zygmunt Kubiak
Podstawy Silnik BLDC z 9-biegunowym statorem – połączenie w gwiazdę
www.tcrconline.com/.../Brushless%20Motors.ppt
5-2015 14 Zygmunt Kubiak
Podstawy Silnik BLDC z 9-biegunowym statorem – połączenie w trójkąt
www.tcrconline.com/.../Brushless%20Motors.ppt
5-2015 15 Zygmunt Kubiak
Przykłady wykonania silników BLDC – z zewnętrznym wirnikiem
http://www.helishop.pl/index.php?a=opis&k=&id=2309
5-2015 16 Zygmunt Kubiak
Przykłady wykonania silników BLDC – z wewnętrznym wirnikiem
http://germanrc.pl/pl/p/TRAXXAS-silnik-VELINEON-3500/2327
5-2015 17 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
http://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_speed_control
5-2015 18 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
5-2015 19 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
http://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_speed_control
5-2015 20 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
5-2015 21 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
5-2015 22 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
5-2015 23 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
5-2015 24 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
5-2015 25 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
5-2015 26 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
5-2015 27 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
5-2015 28 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
pl _ BrushlessCtrl - Wiki_ MikroKopter.pdf
5-2015 29 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC) – przykład Atmel
http://www.atmel.com/images/atmel-2596-sensor-based-control-of-three-phase-brushless-dc-motors_application-note_avr443.pdf
5-2015 30 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC) – przykład Atmel
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf7317.pdf
5-2015 31 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=200567&page=151
5-2015 32 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
ISL6700 - sterownik półmostka H
https://www.intersil.com/content/dam/Intersil/documents/isl6/isl6700.pdf
5-2015 33 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
IR2101 - sterownik półmostka H
http://www.datasheets360.com/pdf
5-2015 34 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC)
IR2101 - sterownik półmostka H
http://www.datasheets360.com/pdf
5-2015 35 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC) – konfiguracja
Układ do konfiguracji ESC (bez programatora)
Odbiornik RC zasilany jest ESC
Do konfiguracji używany jest również nadajnik RC (aparatura RC)
5-2015 36 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC) – konfiguracja
W konfiguracji wykorzystuje się dźwięki emitowane przez silnik (poniżej przykład dla jednego z rozwiązań ESC)
W tabeli przedstawione są dostępne tryby programowania
5-2015 37 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC) – konfiguracja
Po wejściu do wybranego trybu programowania, regulator generuje opisane w tabeli serie dźwięków; wyjście z danego trybu po wybranej serii impulsów oznacza wybór opcji
Z opisu widzimy, że moduł ESC ma realizuje znacznie więcej funkcji niż bezpośrednia regulacja obrotów – co jest możliwe dzięki mikrokontrolerowi w układzie ESC
5-2015 38 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC) i Arduino - przykład
http://robotic-controls.com/learn/projects/dji-esc-and-brushless-motor
5-2015 39 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC) i Arduino - przykład
http://robotic-controls.com/learn/projects/dji-esc-and-brushless-motor
Current Voltage Battery
Compatibility Frequency Response
18 A 11.1-14.8V 3S-4S LiPo 30-450 Hz
5-2015 40 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC) i Arduino - przykład
http://robotic-controls.com/learn/projects/dji-esc-and-brushless-motor
rpm/V Shaft 3S Battery
/ Prop 4S Battery
/ Prop Current
Max Current
920 kv 8mm 11.1V / 10x4.5
14.7V / 8x4.5
15-25A 30A kv = rpm/V
5-2015 41 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC) i Arduino - przykład
http://robotic-controls.com/learn/projects/dji-esc-and-brushless-motor
#include <Servo.h>
Servo myservo; // definicja obiektu servo int val; // zmienna sterująca obrotami silnika
void setup() { Serial.begin(9600); myservo.attach(9); // wyjście sygnału (pin 9) do sterowania obiektem servo }
void loop() { val = 1050; delay(500); myservo.writeMicroseconds(val); Serial.println(val); }
5-2015 42 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC) i Arduino – przykład
Układy ESC sterowane są analogicznym sygnałem jak serwo (PWM z impulsami o szerokości 1 – 2 ms) i stąd w szkicu testowym wykorzystano bibliotekę Servo.h
Funkcja writeMicroseconds() umożliwia wygenerowanie sygnału PWM o szerokości impulsu podanej w mikrosekundach
myservo.writeMicroseconds(val); gdzie val = 1050; generuje impuls PWM o szerokości 1050 µs
W przedstawionym przykładzie wykonano całą serię badań co pozwoliło przedstawienie charakterystyki udźwigu badanego silnika w zależności od obrotów zadawanych poprzez szerokość impulsów PWM; parametrem były dwa śmigła: 1045 i 8045
Stanowisko badawcze składało się z systemu sterowania na bazie Arduino, silnika z ESC, zasilacza 12V/36A oraz wagi cyfrowej
http://robotic-controls.com/learn/projects/dji-esc-and-brushless-motor
5-2015 43 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC) i Arduino – przykład
http://robotic-controls.com/learn/projects/dji-esc-and-brushless-motor
5-2015 44 Zygmunt Kubiak
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC)
Brushless Electronic Speed Control (ESC) i Arduino – przykład
Wyniki badań
http://robotic-controls.com/learn/projects/dji-esc-and-brushless-motor
Zygmunt Kubiak 45
09-
2006