Есть вентильный двигатель серии ДБМ маломощный ( не помню точно маркировку ), знаю что у него 2 фазы и 4 пары полюсов. Управляется микроконтроллером с помощью PWM ( от МК идут 4 линии PWM к драйверу двигателя ).
Собсно я запутался в принципе работы. У меня есть следующие вопросы:
- как расположены в двигателе "пары" полюсов? Откуда это можно узнать? Нужно ли это вообще знать? Я просто пытался изобразить как меняются знаки у полюсов чтобы пошагово посмотреть поворот вала, но не смог.
- число полюсов это на роторе или на статоре? Я так понял что число полюсов на статоре, а ротор из постоянных магнитов, но ведь тоже количество полюсов должен иметь? Или когда говорим "четыре пары полюсов" то это значит что на статоре 4 полюса и на роторе 4 полюса?
- я накидал в пейнте как логически подключены выводы четырех ШИМов к обмоткам ( ну естессно там через драйвер идут, но факт в том что вот так подключено ), соответсвенно вопрос как нужно подавать ШИМ на эти ЧЕТЫРЕ входа? И отсюда вытекают еще пара вопросов
- здесь используем именно ШИМ, значит мы должны регулировать скорость.. и положение.. возможно ли просто крутить этот BLDC поградусно а потом запустить его на постоянное вращение с определенной скоростью? Или он может только постоянно вращаться? или наоборот? "поградусно" это я имею ввиду что поставил угол и этот вентильный двигатель удерживает положение. Я хочу понять какие осциллограммы я должен получить для управления.
Спасибо зараннее тем гуру, которые откликнутся! Просто обычно попадается теория на эту тему, расчитанная на гуру

Можно смотреть на осциллографе или на звуковой карте ПК ЭДС обмоток и все прояснится, можно смотртеь взаимное расположение сигналов и затем добавить отметчик на вал мотора и записать сигнал одной из фаз относительно отметчика - тогда можно подлучить полную картиину.


Для BLDC обычно для ротора указывается. Т.е. число пар полюсов - это сколько периодов колебаний ЭДС будет на обмотке за 1 оборот вала мотора.


Удерживать он может лишь некоторые положения обычно - 6 положений на пару полюсов. У вас будет шаг 360/6/4 градусов.

Двухфазные обычно для режима шагового мотора (на вашем рисунке обычный шаговый мотор нарисован по сути) и в компьютерных вентиляторах 2-х фазные BLDC,

режим вентильного мотора это 3-х фазное питание и соединение обмоток звездой и реже треугольником.

Если магнитоов нет и нет возбуждения - т.е. ротор простая железяка с "полюсами" - то такой мотор называют SRM

Подробно и хорошо теория моторов описана в апноутах Microchip.com - на сайте раздел Motor Control и у freescale.com

Там же и правктика. Макетки с моторами в PROTEUS в примерах.

Не получица так посмотреть, двигатель встроен в устройство и тем более я имею к нему ограниченный доступ.


То есть если 4 пары то 4 периода колебаний? То есть на 4 электрических оборота, вал совершает 1 оборот?


Откуда такая математика? Распишите пжл как это вычисляеца для данного типа двигателя.
Просто если мы формируем синосуидальные токи на двух обмотках, со смещением 90 градусов, то как мы шагать будет и как деражать угол?


Почему нет магнитов? Ведь ротор то из магнитов, на нем 4 пары полюсов


Кстати, да, похоже это SRM, только двухфазного не могу найти в matlab, там только от 3-х фаз. И чото гайдов по двухфазным совсем не нашел

Ау? Где все гуру?

эх... во первых ДБМ это не BLDC, а PMSM и имеет синусоидальную эдс.. но это так.. к слову...
итак по порядку:
у данного двигателя, как правило выведено наружу 6 концов фаз(2 средние точки каждой фазы и по 2 края обмоток каждой фазы) + датчики - их два. В зависимости от того как мы собираемся двигатель включать и что от него получить, мы по разному используем эти 6 концов и имем разные законы коммутации.
В вашем случае видимо средние точки не используются. Вряд ли у вас векторное управление с синусоидальными напряжениями на фазах, бездатчиковоое тем более врядли. Рассмотрим самый простой случай:

В вашем случае надо плюнуть на количество пар полюсов, т.к. с точки зрения управления этим двигателем всё сводится к 1ой паре полюсов(количество пар полюсов - это как редуктор - ничего больше, "количество оборотов вектора магнитного поля"="число пар полюсов"*"количество оборотов вала двигателя"). я вам нарисовал картинку - разберитесь.(стрелачками указано направление магнитного поля статора) НО уточните расположение датчиков для вашего исполнения двигателя - от этого может меняться закон коммутации!!! Ну и откорректируйте правила принятые для моего рисунка(обведены в рамку) - они меняются в зависимости от подключения обмоток и работы датчиков. Условно принято: вектор направления магнитного поля совпадает с током в фазе - A - начало фаза A' - конец.... магнитные поля от А и B складваются векторно. для правильной работы необходимо чтобы средний угол рассогласовани магнитного поля статора и ротора был 90эл.градусов(средний - т.к. вектор поля статора мы перемещаем скачками и в зависимости от положения ротора угол рассогласования будет меняться).

каждая фаза подключается к своему транзисторному мосту, и управление каждой фазой сводится к подаче на неё напряжения питания с нужным знаком(см табличку на фотке). Напряжение питания - вы задаёте с помощью скважности ШИМ, в данном случае шим на обоих фазах одинаковый. Скорость в таком случае будет пропорциональна скважности.

Если вы хотите синусоидальные токи - то соответственно всё тоже самое, только на каждом мосту надо менять напряжение питания с помощью шим по синусоидальному закону.
в этом случае будет два шима - для каждой обмотки свой. только оно для вашей задачи надо? как вы замеряете угол положения ротора? или вы вообше в шаговом режиме его бедного мучаете?

задавайте вопросы если что) завтра буду ДБМ-70 как раз для лебёдки на Ми-8 запускать))




если сильно интересно могу дать детальную мат модель двигателя, но для scilab/scicos....точнее скрины наделать.. но это в личку уже..

ниже результат моделирования - сверху датчики снизу напряжения в фазах(даже в модели несколько другой закон коммутации в связи с иной расстановой датчиков, но суть работы осталась прежней) третья фотка - при синусоидальном напряжении на фазах(сверху напряжения, снизу токи в фазах)

Я сейчас пока осознаю то, что Вы сказали.
А положение ротора определяется с помощью СКВТ ( вращающегося трансформатора ). Я с СКВТ получаю скорость и угол.

В плате управления имеется 4 полумоста. Соответсвенно к ним подведены 4 канала ШИМ от микроконтроллера. Плату делал не я, я ее только программирую. Мне нужны синусоидальные токи, так что последняя осциллограмма подходит, я так и представлял. И я понимаю, раз у меня 4 ПОЛУмоста, то мне нужно для "положительной" фазы генерировать синусоидальный ШИМ на один полумост, а для "отрицательной" фазы - на другой полумост?

Да, средние точки не используются.

видимо это не шимы... на один мост два шима подавать не имеет смысла. это видимо сигналы управления стойками моста.
шим-источников достаточно двух.

Я конечно извиняюсь, но совершенно не понимаю почему там 4 полумоста а не 3. Тем более, когда надо генерить синус и косинус. Почему низзя соединить концы двух обмоток? Просветите плз. 

Я понятия не имею почему так сделана плата, не я ее делал. Мне только нужно этим управлять.
Там ТОЧНО нужно подавать ШИМ по синусоидальному закону. Скорее всего именно так, как я и предполагаю. Подаем на один полумост ШИМ чтобы ток был положительный, отключаем этот ШИМ, включаем ШИМ второго полумоста, отключаем и тд

потому что две фазы. напряжения на которых сдвинуты на 90градусов. каждая фаза должна управляться незаваисимо от другой.



управление одной фазой: это управление мостом, в простом случае без изврата:
для того чтоб пустить по обмотке ток в обну сторону - на начало через 1ый полумост подаём шим, конец обмотки через другой полумост притягиваем к земле.
для того чтоб пустить по обмотке ток в другую сторону - на конец через 2ой полумост подаём шим, начало обмотки через другой полумост притягиваем к земле.
ВСЁ.
управление каждым мостом через несложную логическую формулу надо свести на контроллере к двум сигналам: "шим" и "направление тока".
далее управлять по требуемомым законам: синус(фи) и синус(фи+/-пи/2)(+/- в зависимости от направления вращения, фи - желаемый угол направления магнитного моля)

Во таким образом ты управляеш одной обмоткой. так для управления втророй обмоткой и нужны оставшиеся два полумоста. следовательно нужны 4 шим канала. на каздую обмотку по два канала. попрные шимы работают в противофазе. Проще бы схему силовую с платы выставил на обзор и все проблемы. первые два полумоста управляют первой обмоткой (на них нужно два шима, на один шим два транзистора ), вторые два полумоста управляют второй обмоткой (еще два шим выхода) Тут нечего гадать. Не забудть тока прописать dead-band(мертвое время), а то кз устроишь.
Аналогичным образом управляется вентильный привод, здесь уже три обмотки и 3 стойки.

частотой шим задаешь скорость вращения вала, а вообще такие системы давно уже строятся бездатчиковыми, без всяких вращающихся трансформаторов, на базе вентильных машин(3-х фазные) их прокетировали уже в конце 80-х на аналоговых схемах, где нет никаких датчиков, поскольку цифра еще не была развита в приводах. А седня это решается еще проще, цифрой и математикой. Читайте больше привода и знать надо принципы работы электрических машин. плюс изучайте силовую электронику. Это еще простые схемы управления. Вот матричники это вешь, там процессы посложнее будут! Последнее к чему, рисуйте все в пространственных векторах и все будет понятно, поскольку в вектрном изображении с суть задачи лучьше понимается , особенно при работе с машинами и переменным током

Дык это один-в-один шаговик получился.

в шаговике ты никогда не получишь хорошую равномерность вращения вала двигателя на низких оборотах, посолкьу у тя сигнал тупо подается широким импульсом, т.е не формируется синусоидальный ток в обмотке. А здесь ты шимиом можешь сформировать хороший ток, тем самым получить лучьшую равномерность. в шаговике это решается количеством обмоток, но это в в конче концов приводит к удорожанию поскольку слишком много обмоток надо мотать и более сложная система управления, это уже старье.

Я не очень понял насчет "частотой шим задаешь скорость вращения вала" - так нужно формировать синусоидальный ШИМ или мы просто ШИМ прямой подаем?

вот у тя полярность в обмотке меняется с определенной частотой(с + на - и т.д.), вот смена этой полярности и задает частоту вращения вала двигателя , т.к. у тя кол-во полюсов на якоре равно кол-ву полюсов об-ки статора, пол-ся какую ты частоту смены этой полярности задаешь, такую скоротсь вращения получаешь, задал 50Гц получил, 50 гц на валу.
ну как типа синусоида, но получается она эта синусоида теперь таки ШИМом. т.е. формируешь ток по синусоиде шимуя транзистором напряжение. посольку около нуля тока угол наклона мгновенной составляеющей большой то у тя там частота шимы будет выше, потом по мере нарастания тока и приближения к макушке синусоиды частота снижается. Это простой релейный регулятор. Или это в принципе скользящий режим с заданой трубкой тока

шаговый и вентильный двигатели, это так сказать, способы управления куском железа под названием синхронная машина с постоянными магнитами. В режиме вентильного двигателя есть обратная связь по положению ротора(вентильный двигатель имеет характеристику эквивалентную обычной щёточной машины постоянного тока - скорость пропорциональна напряжению). В шаговом - система по возмущению, без обратной связи(скорость зависит от частоты вращения магнитного моля, момент от тока в обмотке). Управление напряжением в обмотке от этого не меняется. "Мухи отдельно катлеты отдельно"(с). Да и вообще шим управление нагрузкой(обмоткой, теном и пр) - это банальная задача, это основа основ, двигатель у нас или не двигатель - здесь всё равно, данный вопрос рассмотрен тыщу раз.


igorek
учите мат часть. речь идёт о вентильном двигателе с абсолютным датчиком положения ротора на СКВТ. Не путайте человека. Частота шима постоянная и не меняется, меняется только скважность.

С учетом всего вышесказанного, получается, что управлять надо чисто синусом, а не как в шаговике. Тогда я опять не понимаю, почему низзя управлять этим тремя полумостами, соединив  концы обмоток и пустимши это на третий полумост. На третий полюс можно подавать сигнал, равный (-1)*сумма двух остальных. 

Вы имеете ввиду частоту переключения мостов? Скважность где меняется? На рисунке покажите пжл, а то запутанно выходит. Вот можно показать на третьем рисунке который вы приводили

Сега
Уважаемый, я вам дал мат модель с реального устройства на основе дбм в личке. моглибы уже 10 раз разобраться) логика управления обмотками там отражена целиком и полностью.

на рисунке - я уже приводил как это выгляжит.могу ещё раз. шим постоянный, меняется только скважность. если вы не знаете как управлять напряжением нагрузки с помощью шим то это тяжёлый случай...



разберитесь, если сделаьт как вы предлагаете третий полумост не позволит направлять токи в обмотках в разные стороны
если сможете подать на две последовательно соединённые обмотки независимо синусы сдвинутые на 90градусов. Поставлю памятник вам у себя на даче.

Закупайте материалы!  Нажмите для просмотра прикрепленного файла

У Вас какие-то явно устаревшие представления о ШД и способах управления ими...

А если нужно будет крутить движок со скорость пол оборота в секунду, то для установки конденсаторов(которые Вы нарисовали) прийдётся погрузчик вызывать. А если понадобится остановится в нужной точке (и держать положение по углу с датчика несмотря на тянущую нагрузку) Вы наверно сами встанете между кондюрами и будете телом коротить в нужную сторону. При таком раскладе Вам точно памятник постаят. Как герою - посмертно.
Там нужен третий полумост(как минимум).

Совершенно сапоги! И вот третий полумост берет себе и выдает самый круглый ноль, т.е. ШИМ 50/50

Кондюки последовательно не нужны, подвиг связиста делать не хочу.

И Ваши предыдущие замечания - в низачоте, а мои - прогрессируют от закидывания тапками в начале до "в этом что-то есть" теперь ;)

Вы меня с кем-то путаете, это был мой первый пост в этой теме.
А то что вместо ШИМ 50/50 нужно подавать по Вашим словам "(-1)*сумма двух остальных", так я согласен. Только не забыть поделить эту сумму на корень из двух, а то из диапазона вылетим.

Пардон.Я поторопился соглашатся с тем что можно в точку соединеия обмоток подавать "(-1)*сумма двух остальных".
Тут есть неочевидная засада, приведу картинку для пояснения.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Белым цветом нарисованы векторы электрического поля в обмотках, если среднюю точку соединения обмоток ШИМить меандром, а концы обмотокШИМить синусоидами сдвинутыми на 90 градусов. В этом ваианте всё прекрасно, и никаких засад. Но амплитуда синусоид маловата, всего половина от возможной на 4х полумостах. Чобы её увеличить _Pasha предложил "На третий полюс можно подавать сигнал, равный (-1)*сумма двух остальных". Результат векторов этого можно увидеть на рисунке зелёным цветом. Угол между фазами в катушках уменьшился, причём заметно. Причём относительно постоянки этот угол так и остался 90градусов. А угол при управлении двухфазным двигателем должен быть строго 90градусов. Что делать? Просто расширить этот угол относительно постоянки до 180градусов. В итоге имеем в точке соединения синусоиду с максимальой амплитудой, а в концы обеих катушек подаём сдвинутую синусоиду на 90 градусов влево и вправо соответственно. Векторы этого варианта на рисунке синим цветом, угол между ними 90градусов.
Т.е . надо ШИМить всего 3 синусоды сдвинутые на 90гр. каждая.

Воде всё правильно. Или есть возражения?

Мои извинения. Желание подкузьмить в ответ не позволило внимательно прочесть, от кого пост



Вроде правильно. Тут еще вот: не спешите хоронить вариант с меандром. Он вполне хорош для 110 вольтовых двигателей.

_Pasha
матерьялы закупать как минимум рано...
Ваша схема даже если будет работать на практике, то кпд будет отсутствовать и нелинейность рабочей характериститики будет явно выражена)))) в статике так она вообще гарантированно неработоспособна.

должно обеспечиваться одновременно u1=sin(fi) и u2=sin(fi+pi/2) в диапазоне fi от 0 до 360, dfi/dt - практически неограничено может быть как 0 так и +/- "много".

если вы хотите доказать что это работает привидите мат модеь, результаты моделирования и снятую мех. характеристику в придачу, или АЧХ.
а пока это разговор не о чём.

Берём драйвер высоковольтного полумоста (в виде одного корпуса DIP8 плюс рассыпухи 4 детальки), со встроенным генератором, там по умолчанию меандр, добавляем 2 соответствующих полевика, и ставим эту автономную штуку в точку соединения обмоток(вместо конденсаторов). А на края обмоток подаём совршенно НЕЗАВИСИМО два синуса сдвинутых на 90градусов.

Памятник мне пажалуста.

с памятником облом. потому что в самом лучшем случае это приведёт:
а) видимо про режим прерывистых токов никто не в курсе? будут провалы на краях синуса - там где малая скаважность.
б) при номинальном напряжении(27В) вся эта ерунда мощности не выдаст. ибо каждые пол периода обмотка будет простаивать, т.е. максимальное напряжение - половина от напряжения питания.
в) сдвиг 90 гарнтирует нессиметрию напряжений в обмотках в каждый момент времени, т.е. наверняка при такой схеме приведёт к нелинейности в управлении.
г) ну и потери...


ну и как всегда модель с результатом в студию. если вы хотите просто языком потрепать - да это беда российских форумов, нельзя быть голословными - подтверждайте свои мысли доказательствами. Вам лень модель в матлабе сделать? Не заставляйте делать это меня))))

Пока чисто потрепаться: 

а) Можно убрать добавлением некоторой постоянной составляющей 
Неправильно выразился. Поскольку у нас идет гармонический сигнал, то закон управления U/f = const еще никто не отменял. Т.е. я имею ввиду не постоянку, а начальную амплитуду тока при f=0.


б) В случае просто меандра номинальное напряжение, ессно будет 27*1,4=37,8 В

в) Там как раз это и соблюдается

г) Потери - такие же как и при 4-х полумостах

Моделька в пути

А кроме того - всегда есть рояль в кустах - трехфазник на IRAMS06UP60A. Совершенно не лень поэкспериментировать натурно.  

При 4полумостах размах синусоид будет максимальный , примем го за 100%.
При 3полумостах со сдвигом сиусоиды на каждом полумосте на 90гадусов напряжение синусоид упадёт на корень из двух, а мощность вдвое.
При 3полумостах, где в точке соединения катушек меандр, а на концах сдвинутые на 90градусов синусы, то напряжение синусоид упадёт вдвое, а мощность вчетверо.
Это всё надо учитывать при проэктировании, и компенсировать поднятием питающего напряжения, а не считать недостатком.

И потом, в ТЗ на соискание памятника про амплитуду синусов ни слова. Так что предьява в низачот.
Пункт а) Актуален и при 4х полумостах. Тоже низачот.
Пункт б) Смотреть строку 4.
Пункт в) Чисто маразм. Простите но сдвиг в 90 радусов это требование для нормальной двигателя, и тут всё тип том.
Пункт г) _Pasha уже ответил.

Еще раз песню про кондеры из рисунка:




Ведь нет же! Емкость кондюка (эквивалентная последовательному соед двух) считается как C=(2*P)/((Umax^2 - Umin^2)*f), где Umax,Umin-напряжения с учетом допустимых пульсаций f - частота пульсаций выпрямленного питания P-мощность. Это так считают для приводов-трехфазников. Мощность благодаря вменяемому закону U/f у нас тоже будет расти вовсе не в разы на медленных оборотах. Естественно, там потери растут, но кондюки тоже имеют право на жизнь.

Кондюки точно нельзя. Потому что при увеличении нагрузки, напряжение на них будет бегать за суммой синусоид. И если на потерю мощности при этом ещё можно как-то забить, то на увеличение угла разницы фаз между обмотками, при таком гулянии, просто так забить не получится. Стартовать кстати, тоже будет весьма напряжно.
И ещё. Напряжение на конденсаторах будет смещено ближе к запаздывающей синусоиде относительно ведущей. Т.е. ко всему вышеперечисленному на одной обмотке будет амплитуда синусоиды больше.

Понятно. Вопрос снимается. Спасибо за объяснение

Кстати о кондюках. В данном случае они подключены паралельно (по переменке), и ёмкость их складывается.

Ну, положим, емкость не складывается все равно, иначе Вам вместе с памятником еще и нобелевскую положено . А вот на резонансных свойствах цепи это сказывается, однозначно.

Ну хорошо. По переменке они паралелятся через сопротивление и ёмкость блока питания.

Так это при условии, что выходной импеданс питальника много меньше чем у девайса входной. В нашем же случае они одного порядка

Были бы они одного порядка, то наш питальник проседал бы по напруге вдвое, при выходе на номинальную нагрузку. По постоянке мпенданс сравнимый, но конденсаторы паралелятся по переменке, а тут уже другие импендансы.