Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Silniki elektryczne - niewidzialni, mali pomocnicy

ghost666 17 Kwi 2012 12:20 6405 3
  • Czy kiedykolwiek zastanawialiście się, ile znajduje się silników elektrycznych w nowoczesnym aucie? Pewnie nie. Na konferencji ''Halbleiter-Elektronik im Automobil'' w Niemczech jeden z producentów samochodów z tego kraju zdradził, iż w w pełni wyposażonym samochodzie znajdować się może ponad 120 silników elektrycznych, pomagających działać całej skomplikowanej maszynerii.

    Każdy silnik elektryczny ma swój wkład do wagi, zużycia energii przez pojazd, hałasu czy niezawodności. Te fakty napędzają dwa główne trendy na rynku części samochodowych: elektryfikację wielu rozwiązań oraz zastępowanie silników zwykłych silników prądu stałego przez silniki bezszczotkowe (BLDC). W samochodach silniki, które wprawiane były w ruch obrotowy mechanicznie, zastępowane są silnikami elektrycznymi, kręcącymi się tylko wtedy, gdy jest to potrzebne z dokładnie zaprogramowaną prędkością obrotową i momentem. Zastępowanie silników DC silnikami BLDC pozwala zwiększyć niezawodność urządzeń oraz pracować generując mniejszy szum. Silniki te, sterowane wyszukanymi algorytmami, osiągają optymalne parametry pracy przy zachowaniu zaprogramowanej prędkości i momentu. Przez to, iż ich sterowanie jest tak skomplikowane konieczna jest inteligentna sieć sterowania i diagnostyki, zastępująca zwykły interfejs włącz/wyłącz.

    Rozwiązania tego typu zazwyczaj składają się z pięciu elementów: warstwy fizycznej sieci (zazwyczaj CAN lub LIN), stabilizatorów napięcia, watchdoga, mikrokontrolera z wbudowaną pamięci flash oraz z układów analogowych - tranzystorów FET i ich driverów.

    Freescale proponuję do pracy z silnikami elektrycznymi w samochodach rodzinę układów S12 MagniV. Są to mikrokontrolery będące częścią rodziny MagniV. Układy z serii S12ZVM to jednoukładowe rozwiązanie dla sterowania silnikiem elektrycznym. Posiada on wbudowany rdzeń S12Z, pracujący z prędkością 50MHz. Dodatkowo wprowadzono nowe funkcjonalności pozwalające przyspieszyć operacje matematyczne prowadzone na ułamkach, które są mocno wykorzystywane w obliczeniach algorytmów sterowania silników BLDC takich jak FOC. Układy te posiadają zintegrowane drivery bramek tranzystorów MOSFET. Do 6 tranzystorów może zostać wysterowanych przez jeden mikrokontroler. Mikrokontrolery te posiadają także interfejsy CAN oraz LIN, pozwalające na łatwą komunikację.

    Taka funkcjonalność zawarta w pojedynczym układzie pozwala na rozwój prawdziwych platform rozwiązań dla aplikacji, takich jak nadmuchy powietrza, pompy paliwa czy wody, wycieraczki etc. Platformy te integrować w sobie będą hardware wraz ze stosownym oprogramowaniem kontrolującym działanie modułu.
    Źródła:
    http://blogs.freescale.com/2012/04/02/electrical-motors-invisible-little-helpers/


    Fajne!
  • #2 02 Cze 2012 15:13
    kybernetes
    Poziom 39  

    Wszystko to brzmi szumnie i dumnie ale autor zapomniał dodać że takich silników BLDC mamy w samochodach - o ile w ogóle występują, bo to rzadkość sama w sobie - śladowe ilości. Zalety silnika BLDC zaczynają być widoczne kiedy jego moc przekracza kilkaset watów a takich urządzeń nie ma wiele. Najczęściej jest to elektryczne wspomaganie kierownicy i ew. silnik wentylatora nadmuchu klimatyzacji. W planach jest jeszcze elektryczna sprężarka klimatyzacji i być może elektryczna pompa cyrkulacyjna w obiegu chłodzenia silnika. Wszystkie inne silniczki samochodowe to proste silniczki szczotkowe typu znanego od czasów kiedy wynaleziono magnesy ferrytowe. W nielicznych, tam gdzie przydatna jest regulacja obrotów zastosowano dodatkowo sterownik PWM.

    Generalnie BLDC jest technologią drogą i nie ma ciśnienia dla konstruktorów aby zastępować nią szczotkowe silniki sterowane PWM bo trwałość tych ostatnich i tak daleko wykracza poza okres gwarancji na pojazd. Poza tym w przypadku dużych odbiorników mocy (wspomaganie, klimatyzacja, chłodzenie) konstruktorzy szukają ostatnio rozwiązań mechanicznych jedynie z elektrycznym sterowaniem co pozwala zmniejszyć zużycie paliwa (czytaj: normy emisji CO2).

    Link pochodzi ze stronki Freescale, która to firma ma inne priorytety jak producenci samochodów i usiłuje wykreować rynek dla swoich produktów. Dlatego malowany w nim obraz rzeczywistości mocno odbiega od realiów w przemyśle samochodowym.

  • #3 12 Paź 2012 12:52
    jariko
    Poziom 15  

    Właśnie rozebrałem wspomaganie elektryczne od samochodu. Silnik BLDC hallotronowy. Jest to wspomaganie mechaniczne. Wcześniej rozbierałem pompę wspomagania elektryczno hydraulicznego od peugeota tez silnik BLDC wiec jest takich silniczków trochę w autach. Zastanawiam się nad przerobieniem tego wspomagania kierownicy do napędu osi suportu. Gotowe wspomaganie pedałowania łącznie z wspomaganiem hamowania jak bym wstawił piastę z hamulcem :)

  • #4 13 Paź 2012 10:23
    kybernetes
    Poziom 39  

    jariko napisał:
    Wcześniej rozbierałem pompę wspomagania elektryczno hydraulicznego od peugeota tez silnik BLDC wiec jest takich silniczków trochę w autach.


    Kolego, jeżeli to ma być polemika z tym co wyżej napisałem to źle to świadczy o twojej umiejętności czytania ze zrozumieniem. Przeczytaj jeszcze raz a uważnie mój wpis.

    Co do zastosowania takiego silnika w rowerze - i ja nad tym myślałem, jednak okazuje się, że można w sieci zakupić gotowe elementy tanich chińskich napędów do elektrycznych skuterów i hulajnóg, które znacznie łatwiej dostosować do tych celów (np. firma Magma specjalizuje się w takich akcesoriach, wystawia się allegro ale ma również własny sklep, google naprowadzi).