TechShape.ru

Информационные технологии

Основные разделы

Управление трехфазным бесколлекторным электродвигателем постоянного тока с использованием датчиков

Области применения бесколлекторных электродвигателей постоянного тока (БКЭПТ) непрерывно увеличиваются. Причинами для этого являются превосходное соотношение массогабаритных характеристик и мощности БКЭПТ, их превосходные характеристики разгона, минимум затрат на техническое обслуживание и генерация малых акустических и электрических шумов относительно универсальных (коллекторных) электродвигателей постоянного тока (ЭПТ).

В универсальных ЭПТ коллекторный узел управляет коммутацией обмоток в нужный момент времени. В БКЭПТ коммутацией управляет электроника. Для определения момента коммутации электроника может использовать или датчики положения или обратную э.д.с., генерируемую обмотками. Датчики положения наиболее часто используются в приложениях, где пусковой момент существенно варьируется или где требуется его высокое значение. Датчики положения обычно используются в приложениях, где двигатель используется для позиционирования. Управление БКЭПТ без датчиков используется в тех случаях, когда пусковой момент существенно не изменяется и когда отсутствует необходимость в управлении позиционированием, как, например, в вентиляторах.

В данных рекомендациях по применению описывается управление БКЭПТ с использованием датчиков положения на эффекте Холла (для простоты далее упоминаются как датчики Холла). В рассматриваемой реализации учитывается, как управление направлением, так и управление частотой вращения с разомкнутым контуром.

Рисунок 3. ATmega48 управляет БКЭПТ с использованием датчиков Холла

Принцип действия.

Управление БКЭПТ с использованием датчиков положение можно реализовать путем использования микроконтроллерных встроенных аппаратных ресурсов, в т.ч. аналогово-цифровой преобразователь и таймер с ШИМ-выходом. Микроконтроллер Atmel ATmega48 охватывает в достаточной мере требования управления БКЭПТ, при этом оставляя ресурсы и для решения других задач. К числу прочих задач можно, например, отнести связь посредством протоколов УАПП, SPI или TWI.

Трехфазный БКЭПТ состоит из статора с определенным количеством обмоток. Фундаментальный трехфазный БКЭПТ использует три обмотки (см. рисунок 3). Обычно эти обмотки обозначаются, как U, V и W. У многих двигателей фундаментальное число обмоток размножается в целях уменьшения шага вращения и снижения пульсаций вращающего момента.

Ротор БКЭПТ состоит из четного числа постоянных магнитов. Количество полюсов магнитов в роторе также определяет размер шага вращения и пульсации вращающего момента. Большее число полюсов дает меньшие шаги вращения и меньшие пульсации вращающего момента. На рисунке 4 показаны различные конфигурации двигателей с более чем одним фундаментальным наборов обмоток и несколькими полюсами.

Рисунок 4. БКЭПТ различных типов (двигатель (a) содержит два фундаментальных набора обмоток и четыре полюса, двигатель (b) использует три набора обмоток и восемь полюсов, а двигатель (c) построен на четырех наборах обмоток и восьми полюсах)

Тот факт, что обмотки установлены стационарно, а магниты вращаются, делает БКЭПТ более легкими относительно ротора обычного универсального ЭПТ, в котором обмотки располагаются на роторе.

Еще статьи

Реализация мостовой схемы подключения термодатчика
Реализовать мостовую схему подключения термодатчика. Определять напряжение на каждом элементе моста. При повышении температуры (порог задается программно) включается сигнализирующий красный светодиод. Частота регистрации температуры задается программно. Данные заносятся в *.log файл. Реализация ...

Все права защищены! 2019 - www.techshape.ru