Ремонт регулятора оборотов бесколлекторного двигателя

Ремонт регулятора оборотов бесколлекторного двигателя

Летательная болезнь — О регуляторах.

Ну что, теперь нужно выгрузить из головы инфу по регуляторам.
Сами регуляторы делятся на два больших класса, для коллекторных и без коллекторных двигателей. Нас разумеется интересуют последние.
Если сильно не заморачиваться, и не пытаться разобраться в подробностях, то выбрать регулятор весьма просто. Посмотрите чтобы регулятор поддерживал то количество ячеек батареи, которую вы выбрали в прошлый раз, потом подберите тот, который по току больше, чем указано в описании двигателя. Всё. В простейшем варианте больше знать ничего не надо.

Ок. А вот теперь полезли в дебри. :)
По факту сам регулятор ESC (Electronic speed control) — довольно интересная штука. Он сам по себе представляет микроконтроллерный преобразователь входного сигнала с полётного контроллера в 3-х фазный сигнал для двигателя. То есть он как раз и обеспечивает то самое вращающееся магнитное поле в статоре движка. Так же он может содержать на борту стабилизатор напряжения на 5 вольт, для запитки того-же полётного контроллера. Называется эта часть регулятора BEC (Battery eliminator circuit) стабилизатор короче. Только будьте внимательны. Во первых он не очень мощный. Обычно около 1 Ампера. Во вторых он импульсный. А это значит, что если производитель экономил на весе, то придётся ставить ещё дополнительный фильтр. Иначе например камера может рябить. А по слухам иногда при полной нагрузке может даже глючить полётный контроллер. Так что пользуйтесь им с умом и осциллографом. Не нужно гнаться за использованием BEC в регуляторах. Обычно BEC суют во всё что не попадя. И на плате разводки питания он может быть, и на токозамеряющей для OSD, и просто отдельно. Короче выбор есть!
Самая простая схема запитки бортового оборудования как раз таки осуществляется от ESC BEC. Но не забудьте отключить остальные 3 BEC, они вместе работать на одну нагрузку не умеют. Отключение надо произвести путём удаления среднего пина (обычно красная жила) из разъёма подключения к полётному контроллеру. Там такой плоский 3-х пиновый разъем.

Ок. Самое главное теперь осознать, что не все ESC одинаково полезны :) Из существует довольно много модификаций. Не все из них вот так сразу подходят для квадрокоптеров. Например, существуют следующие функции которые может поддерживать выбранный вами ESC:
Плавный пуск — нужен для вертолётов чтобы раскрутить их массивный винт. Для квадры плохо, ибо быстрый старт не получится.
Кривые тяги — эта штука позволяет выбрать некий рабочий диапазон и растянуть его на больше управляющих значений. Короче делает характеристику оборотов двигателя от управляющего сигнала нелинейной. На мой взгляд для квадры фигово.
Контроль питания и отключение регулятора при критически малом напряжении — Для моделей машин классно, но вот жёсткое отключение регулятором на квадре — жесть. Прикиньте, летите вы над площадью, и тут бац! Ваш квадрокоптер превращается в кирпич и падает в толпу. Бр-р-р. Я предпочитаю либо вообще это отключать, либо, если есть такая функция, плавно снижать тягу. Это и батарейки сбережёт, и квадру позволит увести в сторонку.
Говорят есть Реверс на ходу — для квадры тоже не надо.
А вот реверс который жёстко программится — интересная функция. Она вам позволит не перепаивать провода к двигателям.
Угол опережения поля тоже интересная фича. Ведь сам регулятор управляет оборотами двигателя амплитудой напряжения (или скважностью импульсов если точнее) . Частоту вращения магнитного поля он подбирает по реальному вращению ротора, но чуть чуть сдвигает поле по направлению вращения, как бы затягивая ротор за собой. И вот этот угол регулируется. На маленьких движках с лёгкой вращающейся частью этот угол может быть до 30 град. Но чем больше и мощнее двигатель, тем меньше должен быть угол. Иначе может наступить срыв синхронизации. А это равносильно остановке двигателя в полёте. Так кстати и происходит . Двигатель просто останавливается и начинает дрожать на месте. В этом случае только крутость регулятора решит судьбу квадрика. Дешёвые могут даже не заметить остановки ротора. Соответственно квадра, эффектно кувыркаясь, рухнет вниз. Дорогие регуляторы произведут повторный запуск через 1/12 оборота. Ну с остальными как повезёт :)
Защита от перегрева — Наверно нужная штука, вот только на квадре надо 10 раз подумать надо ли.
Частота ключей управления — бывает 8 и 22 килогерца. Знаете, считается что 22 круче. Но я так и не смог найти внятного описания отличий. По моему опыту 22 килогерца более плавно и точно регулирует напряжение на двигателе, но при этом возрастает риск того, что ключи не успеют закрыться до открытия других, которые отвечают за другую полярность, в итоге мы получаем коротковременное Короткое Замыкание в цепи. В итоге перегрев, и выход ключей из строя. Да, и думаю не стоит использовать 22 килогерца на больших двигателях с большой индуктивностью. Греться будут. Если что на 250-ке движки мелкие и можно переключить на 22.
Ну дальше производители развлекаются как могут. Используют оптопары для развязки сигнальных линий, их же используют для развязки силовой части, но это уже дело вкуса.
Кстати схемная часть ESC по большей части очень похожа у всех.

Разные только прошивки. Это позволило развиваться альтернативным прошивками, таким как Simon K. Очень часто на Али ESC идут сразу с этой прошивкой. Сама прошивка из самых простых. Никаких наворотов не поддерживает. Подходит для квадр. Вот только не всегда хорошо совместима с железом на котором стоит. Например мои первые ESC были какие-то странные. Грелись, неадекватно реагировали на команды. Один вообще не мог запустить двигатель на малых оборотах. Из-за них я чуть не закинул все эти полёты. Слишком неадекватно всё было!
Хорошо догадался купить второй комплект регуляторов от производителя Emax. Хоть в них и была прошивка Simon K, но даже сравнивать их работу со старыми нельзя. После их установки квадра просто взяла и полетела, без выбрыков и непоняток.
Следующие буду брать Emax BLHely . Их вообще можно программировать с помощью софта. Выглядит очень удобным.

Ок. Теперь про подключение. Тут всё просто. Два толстых провода к аккумулятору. Разумеется через плату распределитель. Три толстых провода к двигателю. Если вы хотите, чтобы двигатель крутился в другую сторону, надо просто поменять местами любые 2 провода. Ну или в продвинутых регуляторах это можно сделать программно. Тройной провод подсоединяем к полётному контроллеру, разумеется не забывая при этом про провод от BEC. Соответственно или его убираем и изолируем, либо один регулятор подключаем с ним к полётному контроллеру.
Ну и последнее. Не забываем калибровать регуляторы. Это делается затем, чтобы регулятор знал значения сигналов при минимальном и максимальном положении стиков газа на аппаратуре. Ну либо крайние значения которые в последствии регулятору будет скармливать полётный контроллер. У CC3D есть спец режим этой калибровки. Там где он просит снять винты перед подключением батарейки. Настойчиво просит ! Даже заставляет галочки нажимать. Серьёзно, снимайте винты. Я часто калибровал ESC через это меню, и перестал реагировать на предупреждения. В итоге у меня на потолке теперь имеются четыре аккуратных полуокружностей от винтов :) Мда.

Калибровку можно сделать и вручную. Просто включаем ESC в приёмник на канал газа. Потом подаём питание на ESC держа стик газа в максимуме. ESC пропищит длинно (ну или как то по особому) значит максимум она запомнила, опускаем стик газа вниз. ESC пропищит дважды, значит запомнила и нижнее значение. Можно вырубать. И так все. Главное, чтобы все были откалиброванны одинаково. Иначе не будет летать адекватно.
Ну и последнее, для тех кто знает толк в извращениях! Обычно все ESC можно прошивать. Там стоит обычный микроконтроллер ATM. Да и на плате есть площадки для подключения программатора. Так что если есть желание и интерес, можно сказать свежую прошивку, прошить, и потом помучится с установочными битами для получения приемлемых характеристик регулятора. Но я этим пока не страдал. Не хочется. А то вдруг ещё потянет проги исправлять или вообще своё что-то писать. Нафиг-нафиг. Пока и так спокойно живётся. :)
Ну до скорого. В следующий раз поговорим о батареях и зарядках для них.

Схема регулятора скорости бесколлекторного двигателя (ESC)

Схема условно разделена на две части: левая — микроконтроллер с логикой, правая — силовая часть. Силовую часть можно модифицировать для работы с двигателями другой мощности или с другим питающим напряжением.

Контроллер — ATMEGA168. Гурманы могут сказать, что хватило бы и ATMEGA88, а AT90PWM3 — это было бы «вааще по феншую». Первый регулятор я как раз делал «по феншую». Если у Вас есть возможность применять AT90PWM3 — это будет наиболее подходящий выбор. Но для моих задумок решительно не хватало 8 килобайт памяти. Поэтому я применил микроконтроллер ATMEGA168.

Эта схема задумывалась как испытательный стенд. На котором предполагалось создать универсальный настраиваемый регулятор для работы с различными «калибрами» бесколлекторных двигателей: как с датчиками, так и без датчиков положения. В этой статье я опишу схему и принцип работы прошивки регулятора для управления бесколлекторными двигателями с датчиками Холла и без датчиков.

Схема регулятора

Brushless ESC

Питание

ШИМ и сигналы для ключей

Обратная связь (контроль напряжения фаз двигателя)

Датчики Холла

Измерения аналоговых сигналов

На вход ADC3(PC3) поступает аналоговый сигнал от датчика тока. Датчик тока ACS756SA. Это датчик тока на основе эффекта Холла. Преимущество этого датчика в том, что он не использует шунт, а значит, имеет внутреннее сопротивление близкое к нулю, поэтому на нем не происходит тепловыделения. Кроме того, выход датчика аналоговый в пределах 5В, поэтому без каких-либо преобразований подается на вход АЦП микроконтроллера, что упрощает схему. Если потребуется датчик с большим диапазоном измерения тока, Вы просто заменяете существующий датчик новым, абсолютно не изменяя схему.

Если Вам хочется использовать шунт с последующей схемой усиления, согласования — пожалуйста.

Задающие сигналы

Кроме того, есть вход RC сигнала, который повсеместно используется в дистанционно управляемых моделях. Выбор управляющего входа и его калибровка выполняется в программных настройках регулятора.

UART интерфейс

Прочее

Светодиод, сигнализирующий о состоянии регулятора, подключен к выводу PD4.

Силовая часть

Ключи нужно выбирать в зависимости от максимального тока и напряжения питания двигателя (выбору ключей и драйверов будет посвящена отдельная статья). На схеме обозначены IR540, в реальности использовались K3069. K3069 рассчитаны на напряжение 60В и ток 75А. Это явный перебор, но мне они достались даром в большом количестве (желаю и Вам такого счастья).

Конденсатор С19 включается параллельно питающей батареи. Чем больше его емкость — тем лучше. Этот конденсатор защищает батарею от бросков тока и ключи от значительной просадки напряжения. При отсутствии этого конденсатора Вам обеспечены как минимум проблемы с ключами. Если подключать батарею сразу к VD — может проскакивать искра. Искрогасящий резистор R32 используется в момент подключения к питающей батарее. Сразу подключаем «» батареи, затем подаем «+» на контакт Antispark. Ток течет через резистор и плавно заряжает конденсатор С19. Через несколько секунд, подключаем контакт батареи к VD. При питании 12В можно Antispark не делать.

Возможности прошивки

  • возможность управлять двигателями с датчиками и без;
  • для бездатчикового двигателя три вида старта: без определения первоначального положения; с определением первоначального положения; комбинированный;
  • настройка угла опережения фазы для бездатчикового двигателя с шагом 1 градус;
  • возможность использовать один из двух задающих входов: 1-аналоговый, 2-RC;
  • калибровка входных сигналов;
  • реверс двигателя;
  • настройка регулятора по порту UART и получение данных от регулятора во время работы (обороты, ток, напряжение батареи);
  • частота ШИМ 16, 32 КГц.
  • настройка уровня ШИМ сигнала для старта двигателя;
  • контроль напряжения батарей. Два порога: ограничение и отсечка. При снижении напряжения батареи до порога ограничения обороты двигателя понижаются. При снижении ниже порога отсечки происходит полная остановка;
  • контроль тока двигателя. Два порога: ограничение и отсечка;
  • настраиваемый демпфер задающего сигнала;
  • настройка Dead time для ключей

Работа регулятора

Включение

После включения двигатель издает 1 короткий сигнал (если звук не отключен), включается и постоянно светится светодиод. Регулятор готов к работе.

Для запуска двигателя следует увеличивать величину задающего сигнала. В случае использования задающего потенциометра, запуск двигателя начнется при достижении задающего напряжения уровня примерно 0.14 В. При необходимости можно выполнить калибровку входного сигнала, что позволяет использовать раные диапазоны управляющих напряжений. По умолчанию настроен демпфер задающего сигнала. При резком скачке задающего сигнала обороты двигателя будут расти плавно. Демпфер имеет несимметричную характеристику. Сброс оборотов происходит без задержки. При необходимости демпфер можно настроить или вовсе отключить.

Запуск

При опрокидывании двигателя или механическом заклинивании ротора срабатывает защита, и регулятор пытается перезапустить двигатель.

Запуск двигателя с датчиками Холла также выполняется с применением настроек для старта двигателя. Т.е. если для запуска двигателя с датчиками дать полный газ, то регулятор подаст напряжение, которое указано в настройках для старта. И только после того, как двигатель начнет вращаться, будет подано полное напряжение. Это несколько нестандартно для двигателя с датчиками, поскольку такие двигатели в основном применяются как тяговые, а в данном случае достичь максимального крутящего момента на старте, возможно, будет сложно. Тем не менее, в данном регуляторе присутствует такая особенность, которая защищает двигатель и регулятор от выхода со строя при механическом заклинивании двигателя.

Во время работы регулятор выдает данные об оборотах двигателя, токе, напряжении батарей через порт UART в формате:

Данные выдаются с периодичностью примерно 1 секунда. Скорость передачи по порту 9600.

Настройка регулятора

Переход регулятора в режим настройки происходит при включении регулятора, когда задающий сигнал потенциометра больше нуля. Т.е. Для перевода регулятора в режим настройки следует повернуть ручку задающего потенциометра, после чего включить регулятор. В терминале появится приглашение в виде символа «>«. После чего можно вводить команды.

Регулятор воспринимает следующие команды (в разных версиях прошивки набор настроек и команд может отличаться):

h — вывод списка команд; ? — вывод настроек; c — калибровка задающего сигнала; d — сброс настроек к заводским настройкам.

команда «?» выводит в терминал список всех доступных настроек и их значение. Например: Изменить нужную настройку можно командой следующего формата:

<настройка>=<значение>

pwm.start=15

Если команда была дана корректно, настройка будет применена и сохранена. Проверить текущие настройки после их изменения можно командой «?«.

Измерения аналоговых сигналов (напряжение, ток) выполняются с помощью АЦП микроконтроллера. АЦП работает в 8-ми битном режиме. Точность измерения занижена намеренно для обеспечения приемлемой скорости преобразования аналогового сигнала. Соответственно, все аналоговые величины регулятор выдает в виде 8-ми битного числа, т.е. от 0 до 255.

Список настроек, их описание:

ПараметрОписаниеЗначение
motor.typeТип мотора0-Sensorless; 1-Sensored
motor.magnetsКол.во магнитов в роторе двигателя. Изпользуется только для расчета оборотов двигателя.0..255, шт.
motor.angleУгол опережения фазы. Используется только для Sensorless двигателей.0..30, градусов
motor.start.typeТип старта. Используется только для Sensorless двигателей.0-без определения положения ротора; 1-с определением положения ротора; 2-комбинированный;
motor.start.timeВремя старта.0..255, мс
pwmЧастота PWM16, 32, КГц
pwm.startЗначение PWM (%) для старта двигателя.0..50 %
pwm.minЗначение минимального значения PWM (%), при котором двигатель вращается.0..30 %
voltage.limitНапряжение батареи, при котором следует ограничивать мощность, подаваемую на двигатель. Указывается в показаниях ADC.0..255*
voltage.cutoffНапряжение батареи, при котором следует выключать двигатель. Указывается в показаниях ADC.0..255*
current.limitТок, при котором следует ограничивать мощность, подаваемую на двигатель. Указывается в показаниях ADC.0..255**
current.cutoffТок, при котором следует выключать двигатель. Указывается в показаниях ADC.0..255**
system.soundВключить/выключить звуковой сигнал, издаваемый двигателем0-выключен; 1-включен;
system.inputЗадающий сигнал0-потенциометр; 1-RC сигнал;
system.damperДемпфирование входного сигнала0..255, условные единицы
system.deadtimeЗначение Dead Time для ключей в микросекундах0..2, мкс

* — числовое значение 8-ми битного аналого цифрового преобразователя. Рассчитывается по формуле: ADC = (U*R6/(R5+R6))*255/5 Где: U — напряжение в Вольтах; R5, R6 — сопротивление резисторов делителя в Омах.

** — числовое значение 8-ми битного аналого цифрового преобразователя. Рассчитывается по формуле: ADC = U*255/5 Где: U — напряжение датчика тока в Вольтах, соответствующее требуемому току.

Фьюзы микроконтроллера должны быть выставлены на работу с внешним кварцем. Строка для программирования фьюзов с помощью AVRDUDE:

Ремонт регулятора оборотов бесколлекторного двигателя

Программирование регуляторовЧто такое регулятор (контроллер) скорости и для чего он нужен можно почерпнуть из предыдущей статьи про основные элементы радиоуправляемых моделей. А сегодня речь пойдет о типичных настройках регулей и способах их изменения.

Настройки регуляторов скорости

  • Brake (тормоз) . Варианты — включен, выключен, иногда также есть «плавный тормоз». При включенном тормозе при убирании газа в ноль регулятор будет принудительно останавливать двигатель, при выключенном — двигатель некоторое время будет продолжать вращаться по инерции.
  • Batterry type (тип батареи). Варианты — Li-xx, Ni-xx, иногда Li-Fe. Выбор типа аккумулятора между литиевыми (литий-ионные, литий-полимерные) и никелевыми (никель-металлгидридные, никель-кадмиевые). Данный параметр влияет на пороговые напряжения отсечки.
  • Cut off type (тип отсечки). Варианты — Soft-cut, Cutt-off, иногда также Middle-cut. Тип срабатывания отсечки двигателя при падении напряжения питания — жесткая, когда двигатель просто отрубается сразу, либо мягкая, когда он постепенно снижает обороты.
  • Cut off voltage (напряжение отсечки). Варианты — Low, Middle, High, либо напрямую напряжение отсечки. Задает порог напряжения при котором происходит отсечка. На этот параметр также влияет выставленный тип аккумуляторов — напряжения отсчки для никелевых аккумуляторов ниже, чем для литиевых. Высокий порог отсечки наименее опасен для аккумулятора, но опасней всего для модели.
  • Start mode (режим старта). Варианты — Normal, Soft, Very soft. Режим старта мотора. В нормальном режиме мотор сразу раскручивается на полную мощность, при мягком старте — вносится искусственная задержка. Нормальный режим в основном используется для моторов с пропеллерами, мягкий режим — для моторов вертолетов, чтобы не угробить зубцы на пластиковой шестерне.

Это основные настройки. У некоторых специфичных моделей (особенно дорогих), могут быть и другие возможности настроек, которые обычно указываются в инструкции на регулятор.

Способы программирования регуляторов скорости

Вариантов программирования ESC несколько:

  1. Программирование ручкой газа. Этот вариант не требует никаких дополнительных устройств, но он кошмарно неудобен. Смысл в том, что регулятор присоединяется к приемнику, включается при задранном на 100% газе, при этом он переходит в режим программирования и начинает издавать писки. По количеству писков и по паузам между ними определяется какой параметр сейчас изменяется, а движением ручки газа производятся действия по изменению настроек. В общем, это сродни программированию некоторых древних Российских мини-АТС, которые также программировались по телефону на основе гудков и писков. Честно говоря этот способ настолько заморочен и неудобен, что я даже не стал в нем разбираться, потому что есть способ №2.
  2. Программирование контроллеров с помощью карты программирования. Это самый простой и наглядный способ, но для него понадобится приобрести специальное устройство — карту программирования. Стоит она недорого: 5-15$. Беда в том, что для разных производителей регуляторов нужны свои карты программирования. Более того, для различных линеек регуляторов от одного производителя порой нужны различные карты программирования. Для хоббикинговских регуляторов нужны соответственно хоббикинговские карты программирования, они же поддерживают регуляторы фирм H-Wing, OEMRC и Turnigy Speed. Для регуляторов фирмы Hobbywing нужна соответствующая карта, она же программирует RCtimer’овские регуляторы. Как правило, все карты программирования имеют индикаторы для показа текущих установок, несколько кнопок для перемещения между настройками и изменения их, а также кнопку для сохранения настроек. Поэтому процесс программирования в данном случае значительно более простой и удобный, чем с помощью ручки газа, поэтому задумайтесь о приобретении карты программирования, если собираетесь настраивать свои ESC.
  3. Третий способ экзотический — он доступен как правило только для дорогих регуляторов. Это программирование с помощью адаптера USB, или через ИК пульт. В этом случае вместе с устройством идет специальный адаптер (либо он приобретается отдельно), а настройки изменяются с помощью пульта, либо с помощью программы на компьютере. Некоторые регуляторы с программированием через USB имеют весьма продвинутые настройки, например, возможность задать кривую газа непосредственно для регулятора, или загрузить мелодию для проигрывания при старте.

Программирование регулятора с помощью карты программирования

Покажу как программируется регулятор на примере карты для регуляторов Hobbywing, которая также подходит и к регуляторам RCtimer. Для регуляторов со встроенным стабилизатором достаточно просто подключить управляющий шлейф регулятора к разъему «BEC» на карте программирования, затем подключить к регулятору аккумулятор. Через несколько секунд на карте загораются лампочки и показывают текущие настройки.

Читайте также  Какие двигатели на хонда аккорд 7 поколения

Программирование ESC со встроенным BEC

Программирование ESC со встроенным BEC

При программировании регуляторов без стабилизатора питания, или с отключенным проводом питания, необходимо подать на карту программирования питание со стороны. Это можно сделать, например, с приемника, или еще откуда-нибудь. Напряжение питания: 5-6 Вольт. Мне показалось удобней всего использовать для этих целей кассету под АА аккумуляторы с разъемом под приемник, вот эту. В остальном процесс ничем не отличается.

Программирование ESC без стабилизатора питания

Программирование ESC без стабилизатора питания

Ну вот, про программирование ESC написал, теперь можно со спокойной совестью программировать свои 6 регуляторов для квадрика.

Ремонт регулятора оборотов бесколлекторного двигателя

В этой теме речь пойдёт о регуляторах хода бесколлекторного двигателя применительно к радиоуправляемым самолётам.
Немного истории, примерно в 2000 — 2001 году благодаря появлению на рынке микроконтроллеров AT90S2313 появляются первые малогабаритные регуляторы хода БК моторов для самолётов, которые станут неким прорывом и позволят в будущем электрическим мотоустановкам приблизиться, а то и обогнать по многим показателям мотоустановки с ДВС. Регуляторы хода совершенствовались, качество и стабильность росли, появилось на рынке огромное множество различных его вариантов. Аналогично также совершенствуются двигатели, но о них в другой теме.

Увлечённый RC моделизмом я занялся повторением проектов Айшинглера, Конзе и на базе AT90S2313 сделал свой первый работающий регулятор хода примерно в конце 2004 года, все попытки до этого были по большей части неудачными, к тому же денег на подобное хобби уходило немерено. Зато было накоплено море информации по различным сайтам, которые в настоящий момент давно не существуют, но все архивы я сохраняю. С 2005-ого года я начал активно заниматься разводками печатных плат и изготовлением их в домашних условиях фоторезистивным методом — это дало большой опыт как в разводках печатных плат, так и в самом процессе изготовления ПП.

AT90S2313 не был таким уж удачным микроконтроллером, и к тому же не имел встроенных компараторов, зато уже в 2006 ом году на рынке появилась Атмега 8, которая произвела переворот в программной части регулятора, да и в аппаратной имела огромные преимущества. Разводки ПП упростились благодаря встроенному компаратору. Код начал совершенствоваться дальше и появились новые режимы в логике работы программы регулятора.

В настоящий момент микроконтроллеров развелось великое множество, разводки регуляторов есть как миниатюрные под напряжение 3,7В, так и гигантские на напряжение более 50В. Уже слежу за проектами на Cortex F4 на зарубежных форумах, а сам совместно с программистом активно занимаюсь проектами на базе Cortex M3 и F3. Интересно то, что даже на сегодняшний момент до сих пор микроконтроллер Атмега 8 востребован и встречается очень часто в заводских сборках регуляторов хода.

На форуме RC Дизайн существует тема по контроллеру бесколлекторного двигателя и я там проводил огромное количество времени, но форум частично пострадал из-за удаления сообщений, фотографий и вложений пользователей, которые уже не восстановить, поэтому в этой теме постараюсь выкладывать различные проекты регуляторов хода применительно для самолётов, планеров.

В 2008-ом году благодаря стараниям многих моделистов был запущен регулятор с сайта http://www.jetcontrol.de/Bastelstube/BLMC.html с пометкой 1n1p. Кто является непосредственно автором прошивки регулятора неизвестно, но исходники работы моста и обратной связи Б. Конзе.
Вот проект регулятора, который впервые позволил большему кругу электронщиков любителей построить свой собственный регулятор хода и полетать благодаря ему на электросамолёте или на мотопланере как я.

Итак 1N1P-BL-ATMEGA-SL15A
Тип: самодельный
Технические характеристики:
Питание: 2-3Li-Po, до 10 Ni-Cd
Максимальный безопасный кратковременный ток — 15А
Максимальный импульсный ток (мкс) — 60А
Тайминг (30гр. — 0гр. — автотайминг) 7 положений
ШИМ — 4кГц (возможно править в еепроме)
Тормоз (вкл. и выкл.)
BEC 5V 1A (при использовании LM2940)
BEC 5V 1.5A (при использовании L4941, 78D05)
Максимальная нагрузка: бесколлекторный двигатель постоянного тока без датчиков (9-12 полюсов 10-16 магнитов) Kv:600-1400 расчитанный на винт 9*5.
Рекомендуемая нагрузка: бесколлекторный двигатель постоянного тока 12 полюсов 14 магнитов, Kv-1000 расчитанный на нагрузку 9*5. Ток потребления такого двигателя при питании 3 Li-Po составит порядка 9-10А.
Сразу скажу, данный регулятор довольно устаревший и требует для повторения проекта небольшого шаманства.
Hex, EEprom http://wladislaw-sl.narod.ru/BLMC-SL15A/BlBoost_St_SL_1n1p.rar
Описание в PDF http://wladislaw-sl.narod.ru/BLMC-SL15A/BLMC-SL-15A.pdf
Внешний вид http://wladislaw-sl.narod.ru/BLMC-SL15A/BLMC_sborka.GIF
Видео работы http://wladislaw-sl.narod.ru/BLMC-SL15A/BLMCSL15Aavi.rar

Все ссылки с моего старого сайта, который пока почему то не удалили. сделать новый лень.

Регулятор хода 1N1P-BL-ATMEGA8-SL30A
Тип: самодельный
Технические характеристики:
Питание: 2-3Li-Po, до 10 Ni-Cd
Максимальный безопасный кратковременный ток — 20А
Максимальный импульсный ток (мкс) — 140А
Тайминг (30гр. — 0гр. — автотайминг) 7 положений
ШИМ — 4кГц (возможно править в еепроме)
Тормоз (вкл. и выкл.)
BEC 5V 1A (при использовании LM2940)
BEC 5V 1.5A (при использовании L4941, 78D05), дополнительно можно установить ещё один стабилизатор, идея как это сделать есть в описании.
Максимальная нагрузка: бесколлекторный двигатель постоянного тока без датчиков (9-12 полюсов 10-16 магнитов) Kv:600-1000 расчитанный на винт 11*6.
Рекомендуемая нагрузка: бесколлекторный двигатель постоянного тока 12 полюсов 10 магнитов, Kv-750 расчитанный на нагрузку 11*6. Ток потребления такого двигателя при питании 3 Li-Po составит порядка 16-18А.

Регулятор хода 1N1P-BL-ATMEGA8-SL40A + OPTO + BEC 3A 5V
На этом регуляторе впервые занялся проблемами сквозных токов при переключении транзисторов. и даже удалось впервые что-то изменить в лучшую сторону не переделывая код.

Тип: самодельный
Технические характеристики:
Питание: 2-3Li-Po, до 10 Ni-Cd
Максимальный безопасный кратковременный ток — 40А
Максимальный импульсный ток (мкс) — 140-150А
Тайминг (30гр. — 0гр. — автотайминг) 7 положений
ШИМ — 4кГц (возможно править в еепроме)
Тормоз (вкл. и выкл.)
Дополнительный внешний BEC 5V 3A
Предусмотрена опторазвязка

Максимальная нагрузка: бесколлекторный двигатель постоянного тока без датчиков (9-12 полюсов 10-16 магнитов) Kv:600-1400 расчитанный на винт 12*6 — 12*7.
Рекомендуемая нагрузка: бесколлекторный двигатель постоянного тока 12 полюсов 10 магнитов, 12 полюсов 14 магнитов, 12 полюсов 16 магнитов Kv-750-800 расчитанный на нагрузку 11*7. Ток потребления такого двигателя при питании 3 Li-Po составит порядка 16-18А. Тяга достаточна для взлёта под 45гр. с руки модели планера весом до 1,5 кг (размахом под 2 метра).
Схема тут. http://wladislaw-sl.narod.ru/BLMC-SL40A/Cxema.jpg
Директория для прошивки (hex и eeprom) тут. http://wladislaw-sl.narod.ru/BLMC-SL40A/BlBoost_St_SL_1n1p.rar
Осциллограммы (57Kb) тут. http://wladislaw-sl.narod.ru/BLMC-SL40A/Oscillogramm.rar
Описание в pdf (3,5Mb) тут. http://wladislaw-sl.narod.ru/BLMC-SL40A/BLMC-SL-40.pdf
Фотооригиналы печатных плат из dip trace 1.4 (лицевая зеркальная, обратная прямая) смотрим сюда. http://wladislaw-sl.narod.ru/BLMC-SL40A/fotoschablon-blmc-sl40.rar
Сборочные чертежи лицевой и обратной стороны здесь. http://wladislaw-sl.narod.ru/BLMC-SL40A/Sborki-blmc-sl40.rar
Оригинал схемы и платы в dip trace 1.4 тут. http://wladislaw-sl.narod.ru/BLMC-SL40A/cxema-DipTrace1.4.rar
Видео работы можно скачать отсюда. (5.0Mb avi)http://wladislaw-sl.narod.ru/BLMC-SL40A/BLMCSL40Aavi.rar
Видео пусков на разных моторах можно скачать тут. (5.0Mb avi, формат 16:9)http://wladislaw-sl.narod.ru/BLMC-SL40A/puskblmcsl40avi.rar
На видео по второй ссылке пуски следующих двигателей: 9 полюсов 10 магнитов (винт 10*6), 12 полюсов 10 магнитов (винт 11*7), 12 полюсов 16 магнитов (винт 11*6), 12 полюсов 14 магнитов (винт 9*5).

Регулятор 1N1P-BLUE-BLMC-SL10A
Особенностью этого регулятора являются малые габаритные и весовые характеристики, великолепный софт Фабиана Феслера Blue v7.9. Регулятор BL-BLMC-SL10A расcчитан для работы на бесколлекторные двигатели класса 8А максимум и кратковременно. Плата легко воспроизводима в домашних условиях. Низкая себестоимость.

Технические характеристики:
Питание: 2-3Li-Po, до 10 Ni-Cd, программируемое (по умолчанию 12V/4Li-Po)
BEC: 5V 2A
Тайминг (30гр. — 0гр. — автотайминг) 7 положений
Выбор АКБ по умолчанию (Li-Po, NiCd, Ni-Mh или то что можно установить по спец-проге)
Выбор регулировки частоты вращения: отключено, установка программно
Тормоз вкл. и выкл., при этом возможна предустановка режима торможения
ШИМ — 8-16кГц (возможно править в спец-проге с компа)
Пусковой момент: мягкий и жёсткий
Схему моего регулятора берём тут http://wladislaw-sl.narod.ru/BL-BLMC-SL10A/CxemaBLBLMCSL10A.rar

Директория для прошивки — дам ссылку через личное сообщение.

Осциллограммы работы регулятора на базе макета 1N-1N BLMC-SL70A (все подписаны) (архив от 25.03.09 250Kb) http://wladislaw-sl.narod.ru/BL-BLMC-SL10A/OscillblueSL.rar

Описание в pdf (русский вариант, более подробное описание, пояснения по настройке 400kb) http://wladislaw-sl.narod.ru/BL-BLMC-SL10A/BlueSoftSL.pdf

p.s Так как на сборочнике не все позиционные обозначения видны, внимательно изучите проект в Diptrace. Вместо IRF7425 рекомендуется применить IRF7424, вместо L4941B можно применить KIA78D05.
Есть вероятность что данный регулятор может быть настроен с помощью специальной программы через UART, но к сожалению программы этой у меня нет. А так все параметры можно установить с помощью стика передатчика.

Этот регулятор хода является дальнейшим развитием линейки регуляторов под софт F.Fessler и выполнен в Dpak исполнении с возможностью установки радиатора на одну сторону для уменьшения толщины. Этот регулятор более надёжен по сравнению с 1N1P-BL-BLMC-SL10A, не очень сложен для самостоятельного изготовления в домашних условиях.

Питание: 2-3Li-Po, до 10 Ni-Cd, программируемое (по умолчанию 12V/4Li-Po).
BEC: 5V 2A.
Тайминг (30гр. — 0гр. — автотайминг) 7 положений.
Выбор АКБ по умолчанию (Li-Po, NiCd, Ni-Mh или то что можно установить по спец-проге).
Выбор регулировки частоты вращения: отключено, установка программно.
Тормоз вкл. и выкл., при этом возможна предустановка режима торможения.
ШИМ — 8-16кГц (возможно править в спец-проге с компа).
Пусковой момент: мягкий и жёсткий.

Рекомендуемая нагрузка — это бесколлекторный двигатель 30-ой серии (2212) расчитанный на винт 9*5. Скажем на примере двигателя Dualsky XM30 Kv1000 с винтом 9*5 средний ток в нормальных условиях от 3-ёх Li-Po равен порядка 9А. При экстримальных режимах допускается кратковременно 25А.

Описание в pdf регулятора 1N-1P BL-BLMC-SL15A со сборочными чертежами здесь http://wladislaw-sl.narod.ru/BL-BLMC-SL15A/1N1P-BL-BLMC-SL15A.pdf

Директория для прошивки — пишите в личку.

Осциллограммы работы регулятора на базе макета 1N-1N BLMC-SL70A (все подписаны) (архив от 25.03.09 250Kb) тут http://wladislaw-sl.narod.ru/BL-BLMC-SL15A/OscillblueSL.rar

Описание в pdf (русский вариант, более подробное описание, пояснения по настройке 400kb) тут http://wladislaw-sl.narod.ru/BL-BLMC-SL15A/BlueSoftSL.pdf

p.s Так как на сборочнике не все позиционные обозначения видны, внимательно изучите проект в Diptrace. Регулятор этот кстати довольно удачным получился. по массагабаритным характеристикам в точности сопоставим с Dualsky XP25A, а по мощности даже превосходящим его.

Регулятор хода 1N1N-BLUE-BLMC-SL30A
Этот регулятор аналогично 15А версии сделан по схеме 1N1P. Разрабатывался для небольших самолётов и из доступной элементной базы. Легко воспроизводим в домашних условиях.

Питание: 2-3Li-Po, до 10 Ni-Cd, программируемое (по умолчанию 12V/4Li-Po)
BEC: 5V 2,5A (3А)*
Тайминг (30гр. — 0гр. — автотайминг) 7 положений
Выбор АКБ по умолчанию (Li-Po, NiCd, Ni-Mh или то что можно установить по спец-проге).
Выбор регулировки частоты вращения: отключено, установка программно.
Тормоз вкл. и выкл., при этом возможна предустановка режима торможения.
ШИМ — 8-16кГц (возможно править в спец-проге с компа)
Пусковой момент: мягкий и жёсткий

Рекомендуемая нагрузка — на момент разработки особо моторов не было, но после на планере использовал AXI2814/22 с винтом 12″ на 7 и вполне прилично всё работало. Недостаток регулятора — P канальный транзистор, но на сегодняшний день есть уже и более мощные P канальные полевики.

Ремонт регулятора оборотов бесколлекторного двигателя

Текущее время: Пт дек 10, 2021 19:22:58

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Вопрос по бесколлекторным двигателям и их управлении

Страница 1 из 3[ Сообщений: 59 ]На страницу 1 , 2 , 3 След.

Бе С коллекторный двигатель — это двигатель постоянного тока с электронной коммутацией обмоток (беЗ коллектора). В коллекторном двигателе постоянного тока обмотки коммутируются механическим способом, а в бесколлекторном — электронным, на основе данных от датчика положения ротора. Положение ротора чаще всего определяют с использованием противо-ЭДС некоммутируемой обмотки, датчиков Холла, синусно-косинусных вращающихся трансформаторов и магнитных датчиков положения.
Отсюда: ведёт он себя как коллекторный двигатель постоянного тока.
Шаговый режим управления для вентильного двигателя — скорее аварийный (или наладочный в некоторых случаях), чем основной.

Регуляторы «для моделизма» (для воздушного винта) реализуют метод коммутации по противо-ЭДС и от «0» по скорости управляться не могут в принципе.
Похожая тема: Схема управления вентильным двигателем.

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

правильно писать безколлекторный, потому что науке неизвестны бесы с коллекторами или без оных

а вращать двигатель такой можно, но не нужно
на промышленных частотниках минимальные обороты ограничены из-за падения эффективности двигателя и его нагрева

сразу говори, для чего тебе что нужно

_________________
тематические ответы только в форуме, в приват не пишите

Построение источников бесперебойного питания с двойным преобразованием, широко используемых в современных хранилищах данных, на базе карбид-кремниевых MOSFETs производства Wolfspeed позволяет уменьшить мощность потерь в них до 40%, а также значительно снизить занимаемый ими объем и стоимость комплектующих.

Компэл объявляет о значительном расширении складского ассортимента продукции Connfly. Универсальные коммутирующие компоненты, соединители и держатели Connfly сочетают соответствие стандарту ISO9001:2008, высокую доступность и простоту использования. На текущий момент на складе Компэл – более 300 востребованных на рынке товарных наименований с гибкой ценовой политикой.

У асинхронника коллектора нет, а к бесколлекторным он (с точки зрения терминологии) не относится.
Если сравнить все перечисленные выше двигатели, а именно:
ДПТ (двигатель постоянного тока, DC motor),
Вентильный двигатель (бесколлекторный, бесщёточный, BLDC motor),
Шаговый двигатель (Stepper motor),
Асинхронный двигатель (AC motor).
То: механическая характеристика идентична только у ДПТ и вентильного . Именно поэтому вентильный — это ДПТ без коллектора.

Управляется вентильный двигатель:
1. Как и задумано, коммутацией по датчику положения ротора. Чаще всего ДПР — это 3 (три) датчика Холла с цифровым выходом. Пример микросхем управления: UC2625, MC33035(33).
2. Векторным способом (да, асинхронники могут управляться таким же методом). Метод требует хорошего знания теории и применения микроконтроллеров типа motor control. Такие микроконтроллеры должны (кроме всего прочего) за период такта ШИМ (например, 20кГц) измерить ток в фазах во время открытого активного ключа и обсчитать контуры управления (ток, скорость, положение), а уже в следующем такте выдать скорректированное воздействие. Как должно быть понятно, микроконтроллеры системы «atmega8a» на такое не способны.
3. Бездатчиковым методом (по противо-ЭДС, sensorless, BEMF). Может быть разновидностью как 1-го, так и 2-го указанных выше вариантов. Это всякие воздушные винты, приводы винчестеров и т.п.
4. Шаговым способом управления. Так как метод управления по-противо-ЭДС не работает на малых оборотах, разгон производится шаговым методом, далее — по противо-ЭДС. По сравнению с ШД — шаг у ВД бОльший, пульсации момента тоже бОльшие. По сравнению с остальными режимами управления — жрёт как сволочь. Если подумать — понятно почему.
Шаговый режим ВД может быть использован для юстировки датчика положения ротора. Совместили датчик абсолютного отсчёта с моторчиком, шагнули раз, шагнули два, пересчитали и поехали.
Ещё можно использовать для проверки силовой части или для аварийного движения. ДПР может и не работать, а ехать (хоть и через Ж) можно!

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector