Voltaje del variador vs. voltaje de fase de un motor BLDC

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Este video sobre el uso de un osciloscopio para ver los voltajes de fase línea a línea de los motores BLDC demuestra la tierra "virtual" necesaria para tales mediciones. Entiendo esta idea: necesita crear una base virtual para las sondas porque los canales del osciloscopio están conectados a tierra en el mismo punto (tierra).

Sin embargo, no entiendo los resultados del video en el contexto de un modelo de motor eléctrico: $$ v_ {aplicado} (t) = 2i_ {fase} (t) R + e_ {l-l} (t) = 2i_ {fase} (t) R_ {fase} + k_ {e} \ omega $$ Donde las unidades de \ $ k_e \ $ tienen sentido (creo que debería definirse en E-RMS / (rad / s), pero he visto tantas definiciones diferentes). Basta con decir, back-EMF = func (velocidad).

Preguntas

¿Los voltajes de fase que se ven en el video (instantáneas a continuación) son iguales al voltaje aplicado por el ESC (\ $ v_ {ac} (t) \ $)? ¿O son los voltajes medidos iguales a la diferencia en el voltaje aplicado menos el EMF de retorno (\ $ 2i_ {a} (t) R_ {fase} \ $)? A menos que el terreno virtual de alguna manera niegue el EMF posterior, no veo cómo estas mediciones de voltaje no incluyen el EMF posterior.

Caramba,ahoraestoyaúnmásconfundidoacercadelosprogramasdecontroldevelocidadsinsensoresqueseutilizanenlasESCdehobby:¿cómohacenlosESCdehobbylamedicióndeEMF?sisoloesunESCenergiza2fasesalavez(porejemplo,AesHI,BesLO)ymideEMFenlatercerafase(C),entonces¿porquéelEMFposteriorenlafaseCesimportantesinoafectaaVab?

    
pregunta techSultan

2 respuestas

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No veo que estas mediciones de voltaje no incluyan también el EMF de retorno.

Ellos hacen incluyen back-emf. El ESC se estaba ejecutando a un nivel bajo de aceleración, por lo que aplicaba PWM, y el alcance se configuró en el modo "punto" para que el PWM de alta frecuencia pareciera puntos aleatorios.

Cuando se aplica PWM, la forma de onda alterna entre la tensión aplicada por el ESC cuando el pulso de PWM está activado y la emulación inversa durante la parte "apagada" del período de PWM. Aquí hay una huella tomada de un alcance analógico que muestra el efecto más claramente. Puede ver el PWM de onda cuadrada de alta frecuencia y un emf posterior sinusoidal durante los tiempos de apagado de PWM.

Durantecadapasodeconmutaciónseactivandosfases,dejandolatercerafaseflotante.Elalcanceseconectaendosfases,porloquelaformadeondamuestra1pasoconambasfasesactivadas,2pasosconunafaseflotante,luego1pasoconambasfasesactivadasenladirecciónopuesta(negativa).Elvoltajeenlafaseflotanteaumentaydisminuyeamedidaquepasadeunrieldesuministroaotro,creandounaformadeondadeunidadtrapezoidal.AmáximavelocidadnohayPWM,porloqueestaformadeondaesmásclara:-

ElESCmideelvalordeback-emfcreandoun'centrovirtual'querepresentaelpuntomedioentrelas2fasesactivadas.Lafaseflotantegeneraunatensiónrelativaaestepunto.CuandoseaplicaPWM,elvoltajedelpuntomediocambiaamedidaqueelpulsoPWMseactivaydesactiva,conalgoderuidodurantelastransiciones.ElruidoPWMsepuedefiltrar,oelESCsolopuedebuscarcrucesceroentrelastransicionescuandolaseñalesmássilenciosa.

Elsiguientecircuitomuestraelprincipiobásicodeladeteccióndecruceporcero.LasfasesAyBestánactivadas,conPWMdeladobajoaplicadoalafaseB.LafaseCestáflotando,porloquesuparteposterior-fem(generadaenrelaciónconeltoquecentral)estádisponible,peroeltoquecentralnoloestá.R1-R3sumalosvoltajesde3fasespararecrearlatomacentral.COMP1comparalatensiónenlafaseCconlatensióndelatomadelcentrovirtual,cambiandolosestadosdesalidadurantecadacruceporcero.Paradetectarcerocrucesenlas3fasesnecesitas3comparadores.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

En la práctica, el comparador suele ser alimentado por un voltaje más bajo, por lo que los divisores de voltaje de la resistencia se utilizan para estar dentro de su rango de voltaje de entrada de modo común. Los condensadores también se pueden colocar a través de las salidas del divisor de voltaje para filtrar el ruido PWM.

Algunas MCU tienen un comparador interno conectado a un multiplexor analógico con varias entradas, lo que permite que el comparador único controle las 3 fases. Para filtrar el ruido, la salida del comparador se puede leer varias veces seguidas. Esto elimina varios componentes analógicos externos, lo que hace que el ESC sea más compacto y más barato de producir.

    
respondido por el Bruce Abbott
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A !: El voltaje medido es el voltaje aplicado por ESC. Si la corriente es cero, entonces este voltaje es igual al voltaje BEMF. La tierra virtual no hace nada, no niega el voltaje BEMF, es solo un punto de referencia. El voltaje BEMF se incluye con la corriente. BEMF pequeño - > gran corriente, BEMF igual a la fuente - > la corriente es cero.

A2: El propósito de la información de realimentación del conjunto de medición de voltaje BEMF se utiliza para detectar cuándo los polos magnéticos del rotor cruzan la ranura del estator. Así que para saber cuándo hay que cambiar el estator. Alternativamente se utilizan sensores de sala. En el video se observa que el motor se alimenta con una tensión de onda sinusoidal trifásica, no se suministra solo 2 fases a la vez y la tercera está a la izquierda, que es el caso normal en BLDC. En este caso, los voltajes se detectan durante el período de apagado de un ciclo PWM.

P.S: se detectan voltajes: significa que los comparadores los detectan y no se miden en magnitud, ya que esta información es inútil.

    
respondido por el Marko Buršič

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