Детекция ЭДС в регуляторе бесколлекторного двигателя. Опции

[murmur]

Не стартует.
К слову, ШИМ у меня сейчас пока нет, обмотки коммутируются максимальным током.

[jcxz]

Не стартует.

Попробуйте сначала коммутировать ключи с фиксированной частотой. 1 Гц например. Без всяких ADC.

[murmur]

Попробуйте сначала коммутировать ключи с фиксированной частотой. 1 Гц например

Этот этап пройден. Работает, пыхтит, греется, но крутит.

[jcxz]

Этот этап пройден. Работает, пыхтит, греется, но крутит.

значит теперь смещайте угол пока не закрутится.

[murmur]

Поигралась с настройками - увеличила таймаут, по которому обычный режим переключается в режим с контролем ЭДС. Программа не дожидалась и сбрасывала сччетчик в ноль. И доходило до этого, в том числе, из-за отсутсвия ШИМ и инерции мотора. Сейчас заработало. Дергается, но через некоторое время раскручивается. Попробую реализовать программный ШИМ.

Мда... с ШИМом он почему-то вообще не стартует, только дергается.
Будем искать...

значит теперь смещайте угол пока не закрутится.

Это что-то вроде угла опережения зажигания?

Где-то здесь задержку ставить надо?

Код

switch (commutation_step)
    {
        case (0):
            if(!SENSE_UVW || startup)
            {
                UH_ON; // На фазе U - ШИМ
                WH_OFF; // Фаза W отключена
                SENSE_W; // Активируем вход фазы W
                commutation_step = 1; // Следующий шаг
                TCNT0 = 0; // Обнуляем счетчик T0
            }
            break;

        case (1):
            if(SENSE_UVW || startup)
            {
                VL_OFF; // На фазе V - лог. 0
                WL_ON;  // На Фазе W - лог. 1
                SENSE_V; // Активируем вход фазы V
                commutation_step = 2;
                TCNT0 = 0; // Обнуляем счетчик T0
            }
            break;

        case (2):
            if(!SENSE_UVW || startup)
            {
                UH_OFF; // Фаза U отключена
                VH_ON;  // На фазе V - ШИМ    
                SENSE_U; // Активируем вход фазы U
                commutation_step = 3;
                TCNT0 = 0; // Обнуляем счетчик T0
            }
            break;
    
        case (3):
            if(SENSE_UVW || startup)
            {
                UL_ON;  // На фазе U - лог. 1
                WL_OFF; // На Фаза W - лог. 0
                SENSE_W; // Активируем вход фазы W
                commutation_step = 4;
                TCNT0 = 0; // Обнуляем счетчик T0
            }
            break;

         case (4):
            if(!SENSE_UVW || startup)
            {
                VH_OFF;  // Фаза V отключена
                WH_ON;   // На фазе W - ШИМ
                SENSE_V; // Активируем вход фазы V
                commutation_step = 5;
                TCNT0 = 0; // Обнуляем счетчик T0
            }
            break;

        case (5):
            if(SENSE_UVW || startup)
            {
                UL_OFF; // На фазе U - лог. 0
                VL_ON;  // На Фазе V - лог. 1
                SENSE_U; // Активируем вход фазы U
                commutation_step = 0;
                TCNT0 = 0; // Обнуляем счетчик T0
            }
            break;
    }

Сообщение отредактировал murmur - Jun 10 2018, 18:09

[murmur]

Все пока хорошо, но вот почему то запускается двигатель с дерганьем. Непредсказуемым по времени. Поможешь рукой - крутится.

Посмотрела на управляющие импульсы на фазах - они какие-то неодинаковые по ширине.
Что-то мне подсказывает, что сигнал обратной ЭДС кривой.
Посмотрите на эту ЭКГ - что с ней не так?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Herz]

С ней всё не так. Вообще непонятно, что это: может, и вправду ЭКГ подопытного мышонка из ближайшей биолаборатории? Ни шкал, ни легенды, ни пояснений... Ток? ЭДС? Где снято, при каких условиях?

[варп]

.... но вот почему то запускается двигатель с дерганьем. Непредсказуемым по времени.

...именно в этом главный недостаток работы по сигналу ЭДС (в отличие от Холлов)... Ведь вот что происходит - при старте, вращение отсутствует, и сигнала ЭДС нет ВООБЩЕ..., а для уверенного старта, контроллер должен точно знать в каком положении ротор в ДАННЫЙ момент, чтобы подключить нужные фазы... А информации о положении ротора у контроллера нет... Вот контроллер и подключает СЛУЧАЙНЫМ образом фазы (или перебирает по очереди все шесть возможных комбинаций..., не знаю, как там реально программно организовано...), чтобы хоть как то заставить ротор вращаться и выдать сигнал ЭДС (очень слабый при старте, надо отметить...) и только потом станет ясно, в каком положении ротор, и в нужную ли сторону вращается...

Сообщение отредактировал варп - Jun 11 2018, 03:15

[jcxz]

Это что-то вроде угла опережения зажигания?

Управление вашим двигателем сводится к одной простой вещи: "держать магнитное поле статора к магнитному полю ротора под 90 градусов!" И всё будет ок.
Под +90 или под -90 - в зависимости от требуемого направления вращения.
А значит: нужно знать угловое положение м.поля статора и м.поля ротора.
Для формирования поля статора у Вас есть ключи (грубое задание углового положения поля, с большой дискретностью - просто коммутацией; и более точное - с помощью ШИМ).
А для того, чтобы определить положение ротора (и его магнитного поля), используют датчики угла разных типов (д.Холла, ресольверы, синус-косинусные датчики, энкодеры и т.п.).
Также в самых дешёвых случаях используют бездатчиковое определение: по ЭДС на неиспользуемых обмотках. Естественно это и самый плохой случай. О недостатках полно инфы в инете.
Например хотя-бы то, что не завращав ротор (а без вращения не получить эту самую ЭДС) не получить и показаний угла. Да и на малых скоростях ЭДС мала и определять угол по ней сложно.
Наилучшие варианты: ресольвер или синус-косинусный датчик. Но дорого и громоздко.
Вот измерили Вы угловое положение поля ротора и можете задать угловое положение поля статора, но остаётся вопрос: каков угол между началом координат (точкой 0 градусов) статора и началом координат ротора? А они естественно обычно не совпадают. А чтобы выставить поле под 90 градусов эту угловую разницу нужно знать. Обычно её измеряют. Или задают конструктивно. Ну или в крайнем случае грубо можно определить методом тыка.
Вот про этот угол (угловую разницу) я и говорю. Обычно, когда я неверно выставлю этот угол, то у меня как раз такая картина и наблюдается: моторчик гудит, свистит, но не едет. Это если заданная угловая разница далека от истинной. Если ошибка не очень большая, то едет, но с гораздо бОльшим током по обмоткам (греется).
Примерно так.

в отличие от Холлов

Не вводите в заблуждение! д.Холла - это всего лишь частный случай датчиков положения ротора. Не самый лучший кстати. Их много разных бывает.

[AlexandrY]

Примерно так.

Вообще-то есть способы определения угла поворота ротора с помощью измерения напряжений даже в статическом состоянии.
Они описаны в апнотах у TI, Microchip, ST и прочих
Обратная ЭДС достаточная для синхронизации в модельных моторчиках возникает уже со второго импульса.
Надо только применять не компаратор, а АЦП этак на сотню килогерц.

[Lagman]

Вообще-то есть способы определения угла поворота ротора с помощью измерения напряжений даже в статическом состоянии.
Они описаны в апнотах у TI, Microchip, ST и прочих
Обратная ЭДС достаточная для синхронизации в модельных моторчиках возникает уже со второго импульса.
Надо только применять не компаратор, а АЦП этак на сотню килогерц.

Речь про это документ?
SENSORLESS BLDC MOTOR CONTROL AND BEMF SAMPLING METHODS WITH ST7MC

[AlexandrY]

Речь про это документ?
SENSORLESS BLDC MOTOR CONTROL AND BEMF SAMPLING METHODS WITH ST7MC

Нет не это.
Что-то вроде этого - https://www.researchgate.net/publication/43...hless_DC_Drives

[khach]

Что-то вроде этого - https://www.researchgate.net/publication/43...hless_DC_Drives

Измерять индуктивность обмоток в зависимости от углового положений ротора конечно можно, но только если нет никаких других возможностей определить начальное положение ротора. Да и калибровать надо под каждый двигатель. А в многополюсном двигателе угловая зависимость индуктивности вообще слабая очень.
Гораздо проше использовать датчики холла в аналоговом режиме. Кстати, нет ли где примеров такого кода, чтобы на удержании и низких оборотах использовались холлы аналогово, а на больших оборотах- через таймера. Интересует вопрос плавного перехода из первого режима во второй и отратно.

[AlexandrY]

Измерять индуктивность обмоток в зависимости от углового положений ротора конечно можно, но только если нет никаких других возможностей определить начальное положение ротора. Да и калибровать надо под каждый двигатель. А в многополюсном двигателе угловая зависимость индуктивности вообще слабая очень.
Гораздо проше использовать датчики холла в аналоговом режиме. Кстати, нет ли где примеров такого кода, чтобы на удержании и низких оборотах использовались холлы аналогово, а на больших оборотах- через таймера. Интересует вопрос плавного перехода из первого режима во второй и отратно.

Бьюсь над похожей задачей.

В моторе стоят цифровые холлы, на плате управления цифровой магнитометр, который ловит поле от дверной петли.
Задача максимально плавно, бесшумно и с максимальным моментом закрывать и открывать дверь.
Пока ничего лучше чем слияние Калмана не придумал, но еще не реализовал.

Кстати в этом моторе 8-мь полюсов, но определение позиции ротора по индуктивности вполне четкое.
Калибровка не требуется ибо определение идет по разнице.

[alexvu]

Не касаясь особенностей ШИМ (я в этом не профи),
1) AlexandrY про дверь (извините, если не для этой темы) - лучше переделать систему рычагов так, чтобы в начале и в конце открывания двери тоже было максимальное передаточное число, т.е. медленный поворот двери при одинаковой скорости двигателя. А в середине открывания чтоб было побыстрее.
2) про вентиляторный момент: это когда нагрузка пропорциональна квадрату скорости. В частности, при 0 скорости и нагрузка почти 0. Поэтому авиа-мотор стартует как-нибудь без нагрузки, а потом уже и ЭДС появляется.
В автомобиле при 0 скорости момент максимальный, а при разгоне уменьшается. А также возможна длительная работа с низкими оборотами и большим моментом. Т.е. кое-как старт и низкие обороты нельзя реализовывать, а скорее всего, и двигатели нужны разные. И, например, может понадобиться отдельный вентилятор для охлаждения мотора на низких оборотах, когда собственная крыльчатка не вентилирует.