Silniki bezszczotkowe prądu stałego

Prezentacja na temat: "Silniki bezszczotkowe prądu stałego"— Zapis prezentacji:

1 Silniki bezszczotkowe prądu stałego
Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

2 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Podstawy Porównanie silników prądu stałego komutatorowego i bezszczotkowego V W U + - N S 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 Zygmunt Kubiak

3 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Podstawy Uproszczony schemat sterowania bezszczotkowych silników prądu 5-2015 Zygmunt Kubiak

4 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Podstawy Uproszczony schemat sterowania bezszczotkowych silników prądu z sensorami Hall do określenia pozycji wirnika 5-2015 Zygmunt Kubiak

5 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Podstawy Sygnał wyjściowy z sensorów Hall i indukowane SEM 5-2015 Zygmunt Kubiak

6 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Podstawy Sterowanie silnika BLDC 5-2015 Zygmunt Kubiak

7 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Podstawy Uproszczony schemat sterowania bezszczotkowych silników prądu z kontrolą SEM do określenia pozycji wirnika (bez sensorów) 5-2015 Zygmunt Kubiak

8 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Podstawy Uproszczony schemat sterowania bezszczotkowych silników prądu z kontrolą SEM do określenia pozycji wirnika (bez sensorów) – wersja uproszczona z wykorzystaniem przetwornika ADC 5-2015 Zygmunt Kubiak

9 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Podstawy Przebieg fazowy i indukowanej SEM 5-2015 Zygmunt Kubiak

10 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Podstawy Metody pomiaru indukowanej SEM 5-2015 Zygmunt Kubiak

11 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Podstawy W uzwojeniach stojana stosuje się połączenie w trójkąt lub gwiazdę 5-2015 Zygmunt Kubiak

12 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Podstawy Silnik BLDC z 9-biegunowym statorem 5-2015 Zygmunt Kubiak

13 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Podstawy Silnik BLDC z 9-biegunowym statorem – połączenie w gwiazdę 5-2015 Zygmunt Kubiak

14 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Podstawy Silnik BLDC z 9-biegunowym statorem – połączenie w trójkąt 5-2015 Zygmunt Kubiak

15 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Przykłady wykonania silników BLDC – z zewnętrznym wirnikiem 5-2015 Zygmunt Kubiak

16 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Przykłady wykonania silników BLDC – z wewnętrznym wirnikiem 5-2015 Zygmunt Kubiak

17 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) 5-2015 Zygmunt Kubiak

18 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) 5-2015 Zygmunt Kubiak

19 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) 5-2015 Zygmunt Kubiak

20 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) 5-2015 Zygmunt Kubiak

21 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) 5-2015 Zygmunt Kubiak

22 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) 5-2015 Zygmunt Kubiak

23 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) 5-2015 Zygmunt Kubiak

24 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) 5-2015 Zygmunt Kubiak

25 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) 5-2015 Zygmunt Kubiak

26 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) 5-2015 Zygmunt Kubiak

27 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) 5-2015 Zygmunt Kubiak

28 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) 5-2015 Zygmunt Kubiak pl _ BrushlessCtrl - Wiki_ MikroKopter.pdf

29 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) – przykład Atmel 5-2015 Zygmunt Kubiak

30 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) – przykład Atmel 5-2015 Zygmunt Kubiak

31 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) 5-2015 Zygmunt Kubiak

32 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) ISL sterownik półmostka H 5-2015 Zygmunt Kubiak

33 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) IR sterownik półmostka H 5-2015 Zygmunt Kubiak

34 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) IR sterownik półmostka H 5-2015 Zygmunt Kubiak

35 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
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 Zygmunt Kubiak

36 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
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 Zygmunt Kubiak

37 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
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 Zygmunt Kubiak

38 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) i Arduino - przykład 5-2015 Zygmunt Kubiak

39 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) i Arduino - przykład Current Voltage Battery Compatibility Frequency Response 18 A V 3S-4S LiPo Hz 5-2015 Zygmunt Kubiak

40 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) i Arduino - przykład 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 Zygmunt Kubiak

41 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) i Arduino - przykład #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 Zygmunt Kubiak

42 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
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 5-2015 Zygmunt Kubiak

43 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) i Arduino – przykład 5-2015 Zygmunt Kubiak

44 Silniki bezszczotkowe prądu stałego (ang. Brushless DC Motor (BLDC))
Sterowniki silników bezszczotkowych (BLDC) Brushless Electronic Speed Control (ESC) i Arduino – przykład Wyniki badań 5-2015 Zygmunt Kubiak

45 Dziękuję Zygmunt Kubiak