Geçiş dalga biçimleri fırçasız bir motor için neye benziyor?

Fırçasız bir motoru sürmek için dalga formları gördüm.

Sanırım bu daha basit blok geçişi için kullanılan dalga formu. Fakat sinüzoidal dalga formları yapmak istersem, PWM sinyali şimdi neye benziyor? Üç fazdaki kenarları dikkatlice senkronize etmeye ihtiyaç var mı?

Gösterdiğiniz şema oldukça kaba bir yamuk Geri-EMF üretecek gibi görünüyor. % 100 olan kapıların motor tahrik köprüsünün alt bacakları olduğunu varsayıyorum. Bunu yapmak isteyeceğiniz bir sebep düşünemiyorum. Genel olarak dönüş bacağının geçit voltajının, besleme bacağının geçit voltajının tamamlayıcısı olmasını istiyorsunuz.

Altı aşamalı trapezoidal geçişte, PWM'yi% 100'e kadar yükseltir, bir süre orada bırakırsınız (~ 30 elektriksel dönüş derecesi) ve sonra tekrar geriye doğru rampa yaparsınız.

Sinüsoidal komütasyonda, PWM görev döngüsü sürekli olarak sinüzoidal değerlerde değişir. İşte sinüzoidal sürücü ve trapez sürücü PWM ve faz sinyalleri arasındaki farkı gösteren iyi bir diyagram:

Bu Fairchild uygulama notu PWM'yi tam 360 ° döndürme ile gösterir:

Sinyalde neler olup bittiğine yakından bakmak faydalıdır. Gerçekten yaptığınız şey yavaş yavaş üçgen bir dalgadaki akımı değiştirmek, böylece motorun statorunda yavaşça birikmesi. Alt bacağı açık tutmak yerine, besleme ve dönüş kapılarını tamamlayıcı bir şekilde sürüyorsanız, bu birikme üzerinde daha fazla kontrole sahipsiniz.

Bir sinüs dalgası hesaplamak, basit bir rampa yukarı, tutun, rampadan daha hesaplama açısından daha fazladır (bir arama tablosu kullanmıyorsanız). Ancak daha akıcı bir sürüş sağlar.

Uzay-vektör değişimi daha hesaplama açısından daha yoğundur. Sinüzoidal bir sürücüden daha fazla tork dalgalanmasına rağmen, bus voltajından daha fazla yararlanır ve bu nedenle güç açısından daha verimlidir.

Uzay vektörü sürücüsündeki faz gerilimi şöyle görünür:

Bu, aynı anda her üç fazda da PWM görev döngüsünü değiştirerek yapılır. Bu, iki kadranlı tahrikte olduğu gibi sadece tek bir faza veya dört kadranlı tahrikte olduğu gibi tamamlayıcı çiftlerde tahrik edilen iki faza sahip olmakla karşı karşıyadır.

Fırçasız motor kontrolünün uygulanması hakkında adil bir literatür var, ancak burada bir genel bakış.

Geçiş dalga şekilleri arasındaki farkları anlamak için fırçasız motorların nasıl çalıştığını anlamak önemlidir.

Üç fazlı (iki kutuplu) bir motorun ortasında tek bir mıknatıs etrafında üç bobin olacaktır. Amaç, bobinleri sırayla enerjilendirmek, böylece motorun mili (ve mıknatısı) dönecektir.

Burada önemli olan iki manyetik alan vardır: rotorun alanı (dönen mıknatıs) ve statorun alanı (statik bobinler):

Manyetik alanın yönünü "akı vektörü" olarak adlandırıyoruz çünkü çok havalı geliyor. Bu görüntüden öğrenilmesi gereken en önemli şey, iki manyetik alanın birbirine dik açıda olmasını istediğinizdir. Bu, verimliliği ve torku en üst düzeye çıkarır.

En aptal komütasyon şeması yamuktur. Motordan ya salon sensörlerini ya da arka EMF'yi kullanarak, motorun ayrı sayıda konumdan birinde olup olmadığını belirlemek ve motorun etrafındaki manyetik alanı yönlendirmek için bir veya iki bobin üzerinde açma / kapama kontrolü yapmak mümkündür:

Stator alanı için sadece altı ayrı yönlendirme olabileceğinden, motorun akı vektörü 60-120 dereceden (istenen 90 yerine) herhangi bir yerde olabilir ve bu nedenle tork dalgalanması ve düşük verimlilik elde edersiniz.

Burada bariz bir çözüm sinüzoidal değişime geçmek ve sadece dalga formunu düzeltmektir:

Rotorun tam yönünü biliyorsanız, akı vektörünü 90 derecede tutmak için PWM görev döngüsünü tam olarak hesaplamak için biraz trig yapabilirsiniz ve bam 90 derece akı vektörüne sahip olursunuz. (Rotor oryantasyonu kodlayıcı, enterpolasyon veya bir kalman filtresi gibi daha gelişmiş tahmin yoluyla belirlenebilir).

Şu anda sinüzoidal komütasyondan daha iyisini nasıl yapabileceğinizi merak ediyor olabilirsiniz. Sinüsoidal komütasyonun temel kusuru, çıktıların doğrudan PWM'ye gönderilmesidir. Bobin endüktansı nedeniyle, akım (ve dolayısıyla akı vektörü) komut verilen değerlerin gerisinde kalır ve motor en yüksek hızına yaklaştıkça akı vektörü 90 yerine 80 veya 70 derece olacaktır.

Bu nedenle sinüzoidal geçişin yüksek hız performansı düşüktür.

Bu, sonunda manyetik akının yüksek hızlarda bile 90 derecede kalmasını sağlamaya çalışan (genellikle tescilli) kontrol algoritmalarına verilen bir isim olan akı-vektör kontrolüne getiriyor. Bunu yapmanın en basit yolu, gerçek manyetik akının gecikeceğini bilerek, ne kadar hızlı gittiğinize bağlı olarak alanı 90-120 derece yönlendirmek olacaktır.

Daha sağlam çözümler, her aşamadan geçen akımı doğru bir şekilde kontrol etmek için PID / ileri beslemeyi içerir. Her servo üreticisinin kendi şirket içi algoritması vardır, bu yüzden kanama kenarında oldukça karmaşık şeyler olduğundan eminim.

En basit ifadeyle, akı vektör kontrolü her bir faza giden akımın sinüzoidal kontrolüdür (sadece PWM görev döngüsü yerine).

Sinüzoidal / akı vektörü arasındaki çizgi oldukça belirsizdir, çünkü bazı şirketler "sinüzoidal" sürücülerinde (aslında onları akı vektörü yapan) gelişmiş kontrol gerçekleştirmektedir. Ayrıca, teknik olarak neredeyse her şeyi çağırabildiğiniz için akı vektör kontrolü uygulamaların kalitesi değişebilir.