Dinámica del motor sin escobillas (función de transferencia BLDC)?

La imagen de abajo representa una función de transferencia de bloque de un motor. Puede ser de cualquier tipo, supongamos que se trata de un motor de CC con un imán permanente. Cualquier otro tipo se transformará en el sistema de coordenadas d, q. Para PMSM o BLDC esto se hace con la transformación de Park y Clarke. El componente d es la excitación, un imán permanente. El componente q está relacionado con el par de torsión, en el motor del cepillo de CC es el componente de armadura.

Por lo tanto, \ $ u_q \ $ es el voltaje de la armadura, \ $ R_q, L_q \ $ es la resistencia e inductividad de la armadura, \ $ k_ \ Phi \ $ es la constante de flujo (kv en su caso, pero con diferentes unidades), \ $ M, M_L \ $ es el par motor y el par de carga, \ $ J \ $ es el momento de inercia, \ $ F \ $ es la constante de fricción, \ $ \ Omega \ $ es la velocidad angular, \ $ \ Theta \ $ es el ángulo del motor, \ $ U_i \ $ es el voltaje EMF de retorno.

Para una mejor comprensión, debe buscar el control orientado en el campo, donde encontrará cómo una máquina multifase se transforma en un modelo q de anuncios (motor de CC con escobillas con excitación separada), luego toda la coputación es la misma que la del motor de CC.

EDITAR:
El diagrama de bloques se reordena en una ecuación usando la propiedad de reajuste de bucle cerrado. Deje que el bucle abierto bloquee \ $ G_1 (s) \ $ y la ruta de retroalimentación \ $ H (s) \ $, que en nuestro caso es \ $ k_ \ Phi \ $. La función de transferencia equivalente del bucle cerrado es: $$ G (s) = \ dfrac {G1 (s)} {1 + G1 (s) \ cdot H (s)} $$

Esto produce la función de transferencia de velocidad contra voltaje:

$$ \ dfrac {\ Omega (s)} {u_q (s)} = \ dfrac {\ dfrac {k_ \ Phi} {L_qJ}} {s ^ 2 + s \ dfrac {R_qJ + L_qF} {L_qJ } + \ dfrac {R_qF + k_ \ Phi ^ 2} {L_qJ}} $$

Puede ver que es un sistema de segundo orden.

EDITAR: de las notas de Anton Skuric: Fórmula corregida con F faltante. La fórmula es válida para el motor de CC. Para BLDC y PMSM, \ $ k_v \ $ y \ $ k_i \ $ no son iguales, por lo que \ $ k _ {\ Phi} \ $ se debe dividir en \ $ k_v \ $ y \ $ k_i \ $.

• La respuesta simple es que un motor Dc tiene un RPM que es proporcional a V hasta que una carga aerodinámica no lineal, como su prop., altera la función de transferencia con una reducción no lineal de la velocidad vs V,
• entonces se convierte en una función más lineal de la elevación proporcional a la corriente (o el par transferido a la elevación frente a la corriente,
  • con algunas pérdidas por corrientes de Foucault debido a las pérdidas por acoplamiento de aire y la elección del puntal.
  • así como la adaptación de impedancia es crítica en las líneas de transmisión de RF, usted desea elegir la Proposición para que coincida con la impedancia mecánica de la propulsión a la impedancia mecánica del par motor a las RPM ideales para obtener el máximo de HP o elevación. Más detalles están fuera del alcance de esta pregunta.

Entonces, la corriente promedio diferencial entre los motores propulsores determina la fuerza de inclinación. La corriente del motor se traduce en par mientras que la tensión se traduce en RPM "sin carga". La función de transferencia real requiere monitoreo de V, I y RPM para conocer la elevación. que se puede calibrar en el banco, entonces puede elegir prop para peso de carga útil alta o alta velocidad. La pérdida de calor del motor aumenta con V e I y el motor T acelera el desgaste, mientras que el desgaste de los rodamientos aumenta exponencialmente con las RPM

• RPM / V: 2480KV. significa sin apoyo, 2480 RPM por voltio

  

Aquí hay un tipo inteligente que usa la báscula de cocina de su esposa para medir el empuje que se correlaciona con la corriente del motor que usa el acelerador para controlar la velocidad.

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Aquí hay algunas especificaciones para un motor similar

AquíhayalgunasespecificacionesdeProp,dondeLapotenciaylacorrientedelmotorsonlosindicadoresclaveparaelempujemáximoparalasaproximacionesdeprimerordenparaestemotoryvariosaccesorios