Контроллер двигателей PMC rev1

9 фото
image
Сделал все таки, что-то похожее на контроллер двигателя а не большую кучу проводов между разными платами которые требуют несколько разных напряжений питания. Не все сделано так как хочется, будет вторая ревизия. Коплю идеи для нее, принимаю предложения, замечания.


Некоторые подробности и все исходники (схемы, платы, код) в репозиториях. Сейчас уже накопились такие изменения к следующей ревизии:

1. Исправление багов, выведен не тот USART, забыл подать питание на один датчик.
2. Больше интерфейсов на плате, квадратурный энкодер, датчики Холла, аналоговые входы/выходы.
3. Повторители на ОУ после делителей напряжения.
4. Возможно другие транзисторы, и драйверы с термопадом.
5. Добавить места для 0805 конденсаторов по шине питания на верхней стороне.
6. Решить делать переходные отверстия в площадках или нет.
7. Рассмотреть возможность применения вот таких интересных датчиков CQ-2233.

При работе на показанный мотор наблюдаются безобразные формы тока. Аппроксимация формы ЭДС таблицей и компенсация этой формы при работе уже назревает.

9 изображений

  • +8
  • 06 марта 2016, 16:57
  • amaora

Комментарии (20)

RSS свернуть / развернуть
Поздравляю с релизом, коллега! Ну, что, пора переходить к разработке полетного контроллера на фильтре Калмана? :)
0
Нет, та стадия когда уже нечего улучшать еще не достигнута, далеко.
0
А можно узнать потребительские характеристики: какой получилась масса контроллера в сборе и какую мощность способна выдать на двигатель?
Заметил, что силовые транзисторы расположены между платами — не будет ли это представлять проблемы для охлаждения? (лучше обдув/конвекция и можно поставить радиатор)
0
80г если провода не взвешивать. Испытания на максимальную мощность не проводил. Нет источника такого и достойной нагрузки, или второго контроллера чтобы стенд из двух двигателей сделать. Прежде надо избавиться от пульсации тока, и другие улучшения в софт внести. Дальше можно будет проверять предельные режимы. Транзисторы отдают тепло в плату, радиатор ставить некуда. Переходные отверстия под транзисторами помогли бы.
0
Как-то ты обделил полигонами верхние транзисторы.
Испытания на максимальную мощность не проводил.
А какого порядка расчетная мощность? А, в описании по ссылке есть.

Advanced PWM scheme to reduce switching losses and fully utilise DC bus.
Это та, которая «векторный ШИМ»?
Some simple motor failures as open circuit or winding short can be detected.
У тебя же мониторинг тока только по двум фазам. Как определяешь замыкание в третьей? Или есть еще датчик общего тока?
0
  • avatar
  • Vga
  • 07 марта 2016, 02:50
Как-то ты обделил полигонами верхние транзисторы.
Верхние имеют рядом переходные отверстия на слои питания, а вот нижние нет, там соединять не с чем.

Это та, которая «векторный ШИМ»?
Один полумост в пределах 60 градусного сектора не переключается, верхний транзистор закрыт нижний открыт. На управление это не влияет, все тот же векторный ШИМ. Можно еще увеличить коэффициент использования напряжения, с 1/sqrt(3) до 2/3, но ценой пульсации тока.

У тебя же мониторинг тока только по двум фазам. Как определяешь замыкание в третьей? Или есть еще датчик общего тока?
winding short это межвитковое замыкание, не реализовано, но я думаю можно оценивать по частотной характеристике, низкой индуктивности. Сейчас только обрыв определяется, без указания конкретного места.

Есть еще замер сопротивления обмоток по фазам, можно установить лимит их разбалансировки, считать, что замкнутая при слишком низком сопротивлении. Двух датчиков тока для этого достаточно.
0
потрясно. хочу повторить, но не нашёл схемы и pcbшки в репах.
0
Есть KiCad проект в phobia-pcb, два, по одному на каждую плату. Но он еще не готов для повторения, сейчас там недоделанная вторая ревизия.
0
Только начал вникать в тему управления такими двигателями. Из-за отсутствия знаний назрел вопрос. Можно ли данным контроллером управлять двигателем, который сделан для удержания положения ротора? Такие используются в стабилизаторах положения платформы типа gimbal.
0
в видеодемке автор как раз показывает удержание (как серва)
аналог есть у китайцев на али — клон ESC32. но там cortex M3. Серву тоже поддерживает, но пишут, что серва должна быть высокоомной. Есть тоже открытая прошивка.
0
Да есть такое, можно с обратной связью по HFI, или без обратной связи подобно микрошагу. Но я не пробовал эти gimbal моторы, их же перематывают под низкий ток, чтобы упростить схему управления. Так что применение этого контроллера будет излишним, особенно если достаточно варианта без обратной связи.
0
кстати, почему выбор пал на MF4 а не на M3? Совсем нереально в целых числах реализовать? Или просто чтоб не заморачиваться?
0
Начинал с фильтра Калмана, там да, нереально в целых. Сейчас как-то можно, но тяжело, много умножений переменных между собой, есть деления и квадратные корни. Диапазоны сложно будет выбрать, я же делаю не под конкретный мотор, многое можно изменять в широких пределах.
0
Что такое HFI?
0
High Frequency Injection, метод определения положения ротора способный дать оценки на низкой и нулевой скорости.
0
А можно добавить работу с внешним инкрементальным энкодером? Я как раз ищу подобное решение для своего проекта.
0
Можно, но есть варианты как именно. В самом простом случае выбрасывается весь бездатчиковый наблюдатель, остается SVPWM и контур тока. На старте ротор выравнивается током по прямой оси, фиксируются показания энкодера. Дальше положение берем с энкодера, скорость если надо оцениваем или еще датчик скорости добавить.

Если хорошо делать, то надо всю информацию объединять, использовать все.
0
А HFI метод будет работать для двигателей без железа в статоре?
0
А в роторе железо есть? Главное чтобы индуктивность обмоток зависела от положения ротора, хотя бы на ~10% менялась, меньше уже неразличимо.

Видел статьи на тему HFI с использованием другой анизотропии, не по индуктивности а по активной части импеданса, то есть по вихревым потерям. Но мне показалось это был proof of concept, нужна слишком высокая точность и/или особый мотор.
0
Ротор по сути сплошной цилиндрический редкоземельный магнит с отверстием под ось. Так что видимо работать не будет.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.