Драйвер синхронного (вентильного) двигателя Опции

[ARMag]

Была поставлена задача спроектировать и изготовить драйвер синхронного двигателя мощностью (пиковой, момент старта) до 2 кВт.
Почитал интернеты, нарисовал схему, выбрал элементы и решил выложить на форум, чтобы знающие люди указали на недостатки и ошибки. Пока только схема, будет печатка - выложу и её.
В схеме силовые элементы взяты с приличным запасом по току и напряжению (требование заказчика). Пару слов по структуре. Силовая часть состоит с трехфазного моста на MOSFETах и драйвера IR21365. IGBT и IPM были откинуты по причине недостаточного быстродействия (есть, конечно и быстрые, но там уже цена демотивирует). Я принял решение питать выходные каскады драйвера от отдельных гальванически развязанных источников, а не от бутстрэпных конденсаторов, так как при низких оборотах время, когда верхний ключ находится в открытом состоянии достаточно велико. Вся силовая часть (красный пунктирный квадрат на схеме) гальванически отвязана от схемы управления - требование заказчика по безопасности. Напряжение питания силового тракта - от 48 до 150В.
Теперь по управлению. Имеем двигатель трехфазного вентильного типа - синхронный двигатель с тремя датчиками Холла, для определения положения ротора. Первоначальная задача - получить простой драйвер (контроллер участвует только в генерации ШИМ и отображает информацию по потребляемому току на дисплее). Для этого сигналы с датчиков Холла, через пороговые компараторы, поступают на простую логическую схему, которая формирует шесть (три пары противофазных) сигналов для управления транзисторами. Режим реверса реализован на элементах XOR, заполнение ШИМ - на стробируемом буфере. Частота ШИМ - 5-20 кГц (будет выбираться экспериментально). В дальнейшем управление на себя возьмет контроллер - для этого предусмотрены джамперы. Ток в каждой фазе будет измеряться с помощью токовых трансформаторов.

Буду благодарен любой помощи - совету, замечанию, указанию на ошибку или недостаток в схеме.
Схема в приложении.

Прикрепленные файлы

 MotorDriver_v1.pdf ( 83.8 килобайт ) Кол-во скачиваний: 350

 

[ARMag]

И надо вернуться к терминологии.

Для того, чтобы компетентно ответить на Ваш вопрос по поводу типа двигателя приведу выдержку с книги Г.Б.Онищенка "Электрический привод", Глава 7.1 Вентильно-индукторные электроприводы, стр. 176-177:

На статоре такой машины находятся электромагниты - индукторы, по обмоткам которых поочередно пропускается постоянный ток. Ротор двигателя обмоток не имеет и содержит ряд зубцов, чисто которых не совпадает с числом зубцов магнитопровода статора. ... Основная особенность вентильно-индукторных проводов заключается в том, что переключение обмоток индукторов осуществляется в соответствии с положением ротора с помощью датчиков положения.
Принцип работы вентильно-индукторного привода состоит в последовательном включении индукторов (а-а, в-в, с-с), поток которых замыкается через зубцы ротора.
...
Значение электромагнитного момента определяется средним значением тока, подаваемого в обмотки индукторов. Поэтому регулирование момента двигателя выполняется изменением напряжения, подводимого к обмоткам индуктора. В схеме (на рис. ...) изменение напряжения проводится методом широтно-импульсного регулирования.

Конец цитаты. Так что это как раз таки самый обычный вентильный двигатель в классическом его понимании. Датчики Холла определяют положение ротора и метод управления самый стандартный - ШИМ. Как его называют в англоязычной литературе - это вопрос уже третий.

По поводу схемы - она будет серьезно переработана и исправлена. Всем спасибо за помощь и советы. Отдельные спасибо AlexandrY, _Pasha, HEX.

Сообщение отредактировал ARMag - Jul 5 2013, 05:59