¿Qué hace realmente cambiar el acelerador a un ESC BLDC?

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Antecedentes : entiendo cómo funciona el protocolo PWM estándar de 50 Hz para la electrónica de pasatiempos: variar el tiempo de funcionamiento de aproximadamente 0,5 ms a 2,5 ms acelerará un actuador de aproximadamente 0% a 100% gracias a controladores integrados dentro de los servos o controladores de velocidad electrónicos (ESC) conectados en serie a un motor.

En el contexto de un motor BLDC, entiendo que el ESC genera un voltaje trapezoidal a 2/3 fases del motor. El ESC busca el punto de cruce por cero de la parte posterior de EMF en la tercera fase para energizar el siguiente par de fases con un cable incorporado (30 grados IIRC).

No no entiendo cómo el controlador electrónico de velocidad (ESC) actúa en estos comandos de aceleración.

Mis preguntas :

  1. ¿Cambiar el acelerador cambia la duración de los trapezoides? Utilizando un multímetro estándar, medí el voltaje RMS y la corriente entre un ESC / motor en funcionamiento en ~ 50% y ~ 75% acelerador. Sé que el medidor probablemente no está clasificado para frecuencias tan altas, pero confío en el hecho de que las lecturas de RMS aumentaron del 50% al 75% de aceleración. Esto sugiere que el ESC está modulando la duración del trapezoide de voltaje de entrada al motor, ya que el valor del voltaje máximo está fijado por la batería (a menos que el ESC también module eso de alguna manera). Nota , me acabo de dar cuenta de que puedo realizar una prueba con un osciloscopio. ¡Haré esto mañana!

  2. ¿Cómo mantiene el ESC el factor de potencia de la unidad? ¿Controla la corriente? ¿Cómo controla la corriente? Supongo que apunta a PF = 1 ya que esto maximiza el torque.

  3. ¿Cambiar la configuración del acelerador por debajo de un cierto punto cambia el \ $ k_ {t} \ $ de un motor? El segundo gráfico vinculado a continuación compara el cambio de voltaje de entrada al 100% del acelerador con Cambio del acelerador a tensión constante. Entiendo que disminuir el voltaje de entrada (el voltaje de entrada RMS sería correcto, ¿sí?) Desplaza la curva de velocidad de torsión hacia abajo y hacia la izquierda, pero ¿por qué la respuesta de velocidad de torsión también comienza a "caer" en ajustes de aceleración más bajos? Reorganizar el modelo DC equivalente para el par en función de la velocidad, \ $ T = [Vk_ {t} - {k_ {t}} ^ 2 \ omega] / R \ $, la única forma en que la pendiente puede cambiar es si \ $ k_ {t} \ $ o R cambio.

  4. Poco relacionado con los motores BLDC de hobby, pero ¿los BLAC similares sinusoidales (alias PMSM?) energizan las 3 fases a la vez? Si es así, entonces no se puede maneja sinusoidalmente un motor BLAC con control sin sensor basado en mediciones de EMF posterior, ¿correcto?

Trazadesde Informe técnico ARL 6389 .

    
pregunta techSultan

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¿Cambiar el acelerador cambia la duración de los trapezoides?

No directamente. La duración de los 'trapezoides' está determinada por la conmutación, que está sincronizada con la posición del rotor. El motor girará a la velocidad que quiere , determinada por el voltaje aplicado y la carga de torsión. El controlador debe responder a esto conmutando a la misma velocidad y fase.

El acelerador controla el voltaje efectivo del motor aplicando PWM de alta frecuencia del 0-100%, por lo que podría decir que indirectamente afecta la temporización de conmutación porque la velocidad del motor es proporcional al voltaje aplicado. Sin embargo, la velocidad del motor también se ve afectada por la carga, que puede variar independientemente del nivel del acelerador.

  

¿Cómo mantiene el ESC el factor de poder unitario?

El ESC puede ajustar el tiempo de conmutación para compensar la corriente de retraso causada por la inductancia del devanado. Algunos ESC lo hacen automáticamente, otros tienen ajustes de avance de tiempo fijos. Con el tiempo fijo, el factor de potencia de la unidad rara vez se alcanza, y la mejor configuración suele ser un compromiso entre potencia y eficiencia.

  

Al cambiar la configuración del acelerador por debajo de un cierto punto, cambie el kt   de un motor?

El controlador se basa en la inductancia del bobinado para suavizar la corriente. Sin embargo, en la mayoría de los ESC, la frecuencia PWM es lo suficientemente alta como para mantener el flujo de corriente continuo. A medida que se baja el acelerador (y se reduce la relación PWM), la ondulación actual aumenta hasta que la forma de onda actual se convierte en un diente de sierra discontinuo. Dado que el par es proporcional a la corriente promedio, esto disminuye la constante de par efectivo. A mayor carga, la corriente se vuelve más suave, por lo que la constante de par efectivo aumenta, lo que hace que la curva de par / rpm se vuelva no lineal.

  

¿los BLACs sinusoidales similares (también conocidos como PMSM?) energizan a los 3   fases a la vez?

Sí, o no, dependiendo del controlador. No hay una diferencia fundamental entre BLDC y PMSM. Es posible alimentar un motor BLDC con 3 fases de CA, pero con las 3 fases continuamente alimentadas, no se puede extraer la emulación trasera para la detección de cruce por cero. Sin embargo, el PWM se puede modular para que las formas de onda trapezoidales se conviertan en un perfil de "silla de montar", que se convierte en una onda sinusoidal cuando se combinan las dos fases controladas.

Cómo controlar sinusoidalmente motores de CC sin escobillas trifásicos

    
respondido por el Bruce Abbott
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En un ESC sin sensor estándar, al cambiar el comando del acelerador cambia su ciclo de trabajo PWM de salida y, por lo tanto, la tensión media, entregada al motor. Por lo general, 1 ms corresponde al 0% o voltaje cero y 2 ms corresponde al 100% o voltaje total.

El ESC continúa conmutando automáticamente el motor a medida que gira, utilizando la detección de voltaje cero en la fase sin energía. Obviamente, detectar esto mientras PWM'ing las otras dos fases requiere cuidado, para evitar estar molesto por los transitorios de conmutación.

A medida que la tensión media varía, la velocidad varía. El motor toma tanta corriente como necesita del ESC para mantener su velocidad.

    
respondido por el Neil_UK
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Separación de funciones.
1) El ESC ve los pulsos de servo entrantes y decodifica su ancho a un valor que describe la velocidad deseada (generalmente de 0 a 100%).

2) Esto se traduce a un ciclo de trabajo PWM deseado (0 a 100%) a la velocidad PWM, que no está relacionada con las formas de onda del motor trapezoidal y, por lo general, mucho más rápido.

3) Los detalles variarán entre el modo de arranque suave y el sensor, y cómo funciona el arranque suave, pero cuando se ejecuta, el ESC controla la posición del rotor (ya sea a través de sensores o EMF posterior) y genera los impulsos trapezoidales siguiendo esa indicación de posición NO el ancho de pulso PWM .

Por lo tanto, a medida que aumenta la aceleración, la tensión media entregada al motor aumenta (al aumentar el PWM%) pero los impulsos trapezoidales no cambian. Si esa tensión permite que el motor y su carga se aceleren, solo entonces la detección de posición cambiará los tiempos de los pulsos trapezoidales.

Entonces, la respuesta es: sí, los pulsos trapezoidales cambiarán, pero no directamente ni inmediatamente después de un cambio de entrada.

    
respondido por el Brian Drummond

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