Драйвер Безколлекторного Двигателя

Схема регулятора скорости бесколлекторного двигателя (ESC)Схема регулятора. Схема условно разделена на две части: левая – микроконтроллер с логикой, правая – силовая часть. Силовую часть можно модифицировать для работы с двигателями другой мощности или с другим питающим напряжением. Контроллер – ATMEGA1. Гурманы могут сказать, что хватило бы и ATMEGA8. AT9. 0PWM3 – это было бы “вааще по феншую”.

Первый регулятор я как раз делал “по феншую”. Если у Вас есть возможность применять AT9. PWM3 – это будет наиболее подходящий выбор.

Но для моих задумок решительно не хватало 8 килобайт памяти. Поэтому я применил микроконтроллер ATMEGA1. Эта схема задумывалась как испытательный стенд. На котором предполагалось создать универсальный настраиваемый регулятор для работы с различными “калибрами” бесколлекторных двигателей: как с датчиками, так и без датчиков положения. В этой статье я опишу схему и принцип работы прошивки регулятора для управления бесколлекторными двигателями с датчиками Холла и без датчиков. Питание. Питание схемы раздельное.

Похожие запросы: оптом 24 В скутер контроллер оптом rc контроллер двигателя оптом двигатель переменного тока драйвера оптом 48 В. Схема регулятора скорости бесколлекторного двигателя (ESC) Поскольку драйверы ключей требуют питание от 10В до 20В. Для проверки использован самодельный сервотестер, о работе которого вы можете на сайте http://www.customelectronics.ru/simpl.

Поскольку драйверы ключей требуют питание от 1. В до 2. 0В, используется питание 1. В. Питание микроконтроллера осуществляется через DC- DC преобразователь, собранный на микросхеме MC3. Можете применять линейный стабилизатор с выходным напряжением 5.

В. Предполагается, что напряжение VD может быть от 1. В и выше и ограничивается возможностями драйвера ключей и самими ключами. ШИМ и сигналы для ключей.

На выходе OC0. B(PD5) микроконтроллера U1 генерируется ШИМ сигнал. Он поступает на переключатели JP2, JP3. Этими переключателями можно выбрать вариант подачи ШИМ на ключи (на верхние, нижние или на все ключи). На схеме переключатель JP2 установлен в положение для подачи ШИМ сигнала на верхние ключи.

• Что же такое бесколлекторный двигатель, я не буду долго. Были закуплены 2 комплекта двигатель + регулятор, ждал около месяца, пришли.
• Я начинал изучение схемотехники драйвера бесколлекторного двигателя по апноте Atmel 'AVR492: Управление бесколлекторным электродвигателем постоянного тока с помощью.
• Конструкция бесколлекторного двигателя схожа с конструкцией синхронного двигателя, если. Тогда не было дешёвых китайских драйверов, а из документации только аппнота от TI.
• Драйверы TI для бесколлекторных двигателей, или BLDC, могут включать интегрированный силовой мост или использовать внешние силовые транзисторы.
• Схема регулятора скорости бесколлекторного двигателя (ESC). Поскольку драйверы ключей требуют питание от 10В до 20В, .
• Контроллер бесколлекторного двигателя. Здравствуйте, Уважаемые! Видел ссылки на проекты по контроллерам бесколекторных.
• Интегрированный драйвер формирует управляющие сигналы для силового трехфазного моста. Характеристики микросхемы контроллера бесколлекторного двигателя TMCC160.

Не трудно догадаться, что если отключить ШИМ на верхних и нижних ключах, мы получим на выходе перманентный “полный вперед”, что может разорвать двигатель или регулятор в хлам. Поэтому, не забываем включать голову, переключая их. Если Вам не потребуется такие эксперименты – и Вы знаете, на какие ключи Вы будите подавать ШИМ, а на какие нет, просто не делайте переключателей. После переключателей ШИМ сигнал поступает на входы элементы логики “& ” (U2, U3). На эту же логику поступают 6 сигналов с выводов микроконтроллера PB0. PB5, которые являются управляющими сигналами для 6 ключей. Таким образом, логические элементы (U2, U3) накладывают ШИМ сигнал на управляющие сигналы.

Если Вы уверены, что будете подавать ШИМ, скажем, только на нижние ключи, тогда ненужные элементы (U2) можно исключить из схемы, а соответствующие сигналы с микроконтроллера подавать на драйверы ключей. Эти выводы используются как входы компараторов. Я отказался от этого метода, поскольку время преобразования ADC не позволяло управлять скоростными двигателями). Резистивные делители выбираются таким образом, чтобы напряжение, подаваемое на вход микроконтроллера, не превышало допустимое. В данном случае, резисторами 1. К и 5. К делится на 3.

При питании двигателя 1. В. Опорное напряжение для компаратора (вход AIN1) подается от половинного напряжения питания двигателя через делитель (R5, R6, R7, R8). Обратите внимание, резисторы (R5, R6) по номиналу такие же, как и (R1.

R2. 5), (R1. 8, R2. R1. 9, R2. 3). Далее напряжение уменьшается вдвое делителем R7, R8, после чего поступает на ногу AIN1 внутреннего компаратора микроконтроллера. Переключатель JP1 позволяет переключить опорное напряжение на напряжение “средней точки” формируемое резисторами (R2. R2. 1, R2. 2). Это делалось для экспериментов и себя не оправдало. Если нет в необходимости, JP1, R2. R2. 1, R2. 2 можно исключить из схемы. Датчики Холла. Поскольку регулятор универсальный, он должен принимать сигналы от датчиков Холла в том случае, если используется двигатель с датчиками.

Предполагается, что датчики Холла дискретные, тип SS4. Допускается применение и других типов датчиков с дискретным выходом. Сигналы от трех датчиков поступают через резисторы R1. R1. 2, R1. 3 на переключатели JP4, JP5, JP6.

Резисторы R1. 6, R1. R1. 4 выступают в качестве подтягивающих резисторов. C7, С8, С9 – фильтрующие конденсаторы. Переключателями JP4, JP5, JP6 выбирается тип обратной связи с двигателем. Кроме изменения положения переключателей в программных настройках регулятора следует указать соответствующий тип двигателя (Sensorless или Sensored).

Измерения аналоговых сигналов. На вход ADC5(PC5) через делитель R5, R6 подается напряжения питания двигателя. Это напряжение контролируется микроконтроллером. На вход ADC3(PC3) поступает аналоговый сигнал от датчика тока. Датчик тока ACS7.

SA. Это датчик тока на основе эффекта Холла. Преимущество этого датчика в том, что он не использует шунт, а значит, имеет внутреннее сопротивление близкое к нулю, поэтому на нем не происходит тепловыделения. Кроме того, выход датчика аналоговый в пределах 5.

В, поэтому без каких- либо преобразований подается на вход АЦП микроконтроллера, что упрощает схему. Если потребуется датчик с большим диапазоном измерения тока, Вы просто заменяете существующий датчик новым, абсолютно не изменяя схему. Если Вам хочется использовать шунт с последующей схемой усиления, согласования – пожалуйста.

Задающие сигналы. Сигнал, задающий обороты двигателя, с потенциометра RV1 поступает на вход ADC4(PC4). Обратите внимание на резистор R9 – он шунтирует сигнал в случае обрыва провода к потенциометру.

Кроме того, есть вход RC сигнала, который повсеместно используется в дистанционно управляемых моделях. Выбор управляющего входа и его калибровка выполняется в программных настройках регулятора.

UART интерфейс. Сигналы TX, RX используются для настройки регулятора и выдачи информации о состоянии регулятора – обороты двигателя, ток, напряжение питания и т. Для настройки регулятора его можно подключить к USB порту компьютера, используя FT2. Настройка выполняется через любую программу терминала.

Например: Hyperterminal или Putty. Прочее. Также имеются контакты реверса – вывод микроконтроллера PD3. Если замкнуть эти контакты перед стартом двигателя, двигатель будет вращаться в обратном направлении. Светодиод, сигнализирующий о состоянии регулятора, подключен к выводу PD4. Силовая часть. Драйвера ключей использовались IR2.

У этого драйвера одно преимущество – низкая цена. Для слаботочных систем подойдет, для мощных ключей IR2. Один драйвер управляет двумя “N” канальными MOSFET транзисторами (верхним и нижним). Нам понадобиться три таких микросхемы.

Ключи нужно выбирать в зависимости от максимального тока и напряжения питания двигателя (выбору ключей и драйверов будет посвящена отдельная статья). На схеме обозначены IR5. K3. 06. 9. K3. 06. В и ток 7. 5А. Это явный перебор, но мне они достались даром в большом количестве (желаю и Вам такого счастья). Конденсатор С1. 9 включается параллельно питающей батареи. Чем больше его емкость – тем лучше.

Этот конденсатор защищает батарею от бросков тока и ключи от значительной просадки напряжения. При отсутствии этого конденсатора Вам обеспечены как минимум проблемы с ключами. Если подключать батарею сразу к VD – может проскакивать искра. Искрогасящий резистор R3.

Сразу подключаем “–” батареи, затем подаем “+” на контакт Antispark. Ток течет через резистор и плавно заряжает конденсатор С1.

Через несколько секунд, подключаем контакт батареи к VD. При питании 1. 2В можно Antispark не делать. Возможности прошивкивозможность управлять двигателями с датчиками и без; для бездатчикового двигателя три вида старта: без определения первоначального положения; с определением первоначального положения; комбинированный; настройка угла опережения фазы для бездатчикового двигателя с шагом 1 градус; возможность использовать один из двух задающих входов: 1- аналоговый, 2- RC; калибровка входных сигналов; реверс двигателя; настройка регулятора по порту UART и получение данных от регулятора во время работы (обороты, ток, напряжение батареи); частота ШИМ 1. КГц. настройка уровня ШИМ сигнала для старта двигателя; контроль напряжения батарей. Два порога: ограничение и отсечка. При снижении напряжения батареи до порога ограничения обороты двигателя понижаются. При снижении ниже порога отсечки происходит полная остановка; контроль тока двигателя.

Два порога: ограничение и отсечка; настраиваемый демпфер задающего сигнала; настройка Dead time для ключей. Работа регулятора. Включение. Напряжение питания регулятора и двигателя раздельное, поэтому может возникнуть вопрос: в какой последовательности подавать напряжение.

Я рекомендую подавать напряжение на схему регулятора. А затем подключать напряжение питания двигателя. Хотя при другой последовательности проблем не возникало. Регулятор готов к работе. Для запуска двигателя следует увеличивать величину задающего сигнала. В случае использования задающего потенциометра, запуск двигателя начнется при достижении задающего напряжения уровня примерно  0.

В. При необходимости можно выполнить калибровку входного сигнала, что позволяет использовать раные диапазоны управляющих напряжений. По умолчанию настроен демпфер задающего сигнала. При резком скачке задающего сигнала обороты двигателя будут расти плавно. Демпфер имеет несимметричную характеристику. Сброс оборотов происходит без задержки.

При необходимости демпфер можно настроить или вовсе отключить. Запуск. Запуск бездатчикового двигателя выполняется с установленным в настройках уровнем стартового напряжения. В момент старта положение ручки газа роли значения не имеет. При неудачной попытке старта попытка запуска повторяется, пока двигатель не начнет нормально вращаться.

Если двигатель не может запуститься в течение 2- 3 секунд попытки следует прекратить, убрать газ и перейти к настройке регулятора. При опрокидывании двигателя или механическом заклинивании ротора срабатывает защита, и регулятор пытается перезапустить двигатель. Запуск двигателя с датчиками Холла также выполняется с применением настроек для старта двигателя. И только после того, как двигатель начнет вращаться, будет подано полное напряжение.