Limitar la corriente de ESC por software

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Estoy diseñando un monopatín eléctrico barato.

He jugado con varios parámetros durante bastante tiempo hasta que finalmente converge hacia un motor específico y una batería específica. Las baterías de litio son demasiado caras, así que voy por una batería de motocicleta AGM. El problema es que la resistencia de 0.025 ohmios del motor conduce a una gran corriente (cientos de amperios) de hasta 10 km / h, que es la mayor parte de mi rango operativo. Otros motores no me proporcionan el par de torsión suficiente, por lo tanto, debo incluir un limitador de corriente para proteger el ESC y maximizar la capacidad de la batería. Para información, la calificación continua del ESC que estoy usando es 60A.

Estoy planeando medir la corriente con un sensor de corriente de efecto Hall, como los módulos Allegro, y un Arduino. Luego, asigne la corriente a un% del ciclo de trabajo para restar al punto de ajuste, antes de enviarlo a la ESC. Por ejemplo, hasta 30A = > 0 comentarios, 60A y superiores = > 100% de retroalimentación, variando linealmente entre. Mi instinto me dice que es básicamente un controlador bang-bang que debería estar convergiendo.

¿Alguna alternativa mejor?

    
pregunta user42875

3 respuestas

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Probablemente estés pensando demasiado.

Primero, tan pronto como un motor de CC está girando, hay una fuente de voltaje interno que funciona contra el voltaje externo. Segundo, la bobina del rotor de un motor de CC recibe una tensión de CA debido al conmutador, lo que significa que su inductividad agrega mucha resistencia adicional al circuito, dependiendo de la velocidad.

Por lo tanto, la sobrecorriente es solo un problema en un punto muerto y en velocidades muy bajas. La forma habitual de manejar esto es tener termointerruptores en todos los puntos interesantes (¡batería también!) Y termofusores como medida de último recurso.

    
respondido por el Janka
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Aunque limitar la corriente mediante el control de aceleración como lo propone @Tony_Stewart debería funcionar hasta cierto punto, limitar o controlar el torque debería proporcionar un mejor rendimiento. Con un motor de CC, la corriente de control controla el par de manera bastante efectiva. En los vehículos con motor, el acelerador esencialmente controla el par al regular el flujo de combustible. Básicamente, proporciona una operación controlada por torque con un control de aceleración y velocidad del bucle externo implementado por la observación y el control del acelerador por el operador.

Propondría un control proporcional de la corriente de 0 a 150% de la corriente nominal continua segura del motor de operación con una anulación de tiempo inverso para la operación por encima de la corriente nominal del motor. El ESC debe seleccionarse para adaptarse a la corriente de operación máxima segura del motor.

    
respondido por el Charles Cowie
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El truco para resolver esto es analizar la resistencia de la bobina DCR del motor a la relación ESR de la batería y encontrará que LiPo es su mejor solución considerando el aumento de calor en la batería y los interruptores RdsON son proporcionales tanto a ESR en batería como a RdsON en MOSFET.

Luego limite la corriente controlando la aceleración del servo. F = ma y F es proporcional a la corriente, así que limite la aceleración, ay luego la corriente será limitada. Esto se aplica tanto al inicio como al final.

  

Los sistemas servo deben ser complejos para manejar una variedad de entradas y respuestas deseadas. En última instancia, el aumento de temperatura y calor debe controlarse y detectarse, no solo la corriente, la aceleración o la velocidad. Pero, en última instancia, desea una conducción suave, por lo que el mejor control es la entrada de energía y el factor limitante es el aumento de la temperatura. Pero como en cualquier motor sin enfriamiento activo, si no anticipa el aumento de temperatura, es posible que tenga que esperar a que se enfríe cuando se sobrecaliente.

     

Por lo tanto, todavía sugiero que el control de aceleración es el mejor para un funcionamiento suave y que los límites de velocidad y el aumento térmico se producirán de acuerdo con la demanda y la disipación de potencia.

     

Por lo tanto, debe contar con cierta retroalimentación térmica para limitar el tiempo actual * del producto, que son proporcionales al aumento de temperatura y no solo el límite de corriente para casos breves.

Al igual que con cualquier sistema "con poca potencia", no puede obtener la máxima potencia todo el tiempo ni querría que gire las ruedas con una corriente constante en caso de pérdida de tracción, por lo que necesita detección de carga, detección térmica, detección de velocidad y detección de aceleración para un control suave.

Por cierto, tampoco obtendrá un diseño completo aquí sin requisitos, que es su primera obligación.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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