Silnik BLDC - oznaczenie faz silnika

Witam.
Na samym wstępie dodam, iż jestem początkującym w dziecinie programowanie i w ogóle elektroniki.

Rozebrałem ostatnio napęd DVD, wyciągając z niego silnik BLCD i napotkałem problem przy oznaczaniu faz.
Korzystając z PORADNIK zauważyłem, że zamieszczony tam silnik posiada 3 przewody i każdy z nich odpowiada 1 fazie.

Natomiast ja posiadam takich przewodów 4, przy takiej samej liczbie uzwojeń( 9 ).
I stąd moje pytanie: Jak mogę oznaczyć te fazy.

Zapewne jest to zwykły silnik 3-fazowy, lecz z wyprowadzonym punktem wspólnym uzwojeń co ułatwia detekcję bezsensorową. Zmierz opory pomiędzy wejściami - opór do punktu wspólnego powinien być o połowę mniejszy niż pomiędzy pozostałymi wejściami silnika.

Po dokonaniu pomiarów doszedłem do wniosku, że najprawdopodobniej 1 z przewodów jest tym wspólnym wyprowadzeniem.
Lecz nie mam pewności gdyż pomiary wahały się przeciętny opór to około 3-4 Ω, a przy połączaniu z 1 przewodem był prawie zawsze niższy, a czasami równy z pozostałymi.

Masz 4 wejścia, pomierz każdy z każdym i wyjdzie, które to punkt wspólny.

Jak możesz to pokaż także zdjęcie.

Przeprowadziłem "ręczny test" i podczas podłączania kolejnych faz silnik kręci się prawidłowo, więc raczej jest ok.

dondu napisał:

Jak możesz to pokaż także zdjęcie.

Nie wiem czy dokładnie o to chodziło ale proszę:
20160122_1..907.jpg Download (667.41 kB) 20160122_1..938.jpg Download (549.77 kB)

Tak po za tym mam jeszcze jedno pytanie, w jaki sposób mogę poprzez atmege 8 zasilić ten silnik napięciem wyższym od 5v ?
Szukałem trochę informacji na ten temat i dowiedziałem się, że mogę to zrobić za pomocą przekaźników, ale czy jest to jedyna możliwość ?

Oczywiście, że nie, albo dedykowany driver, albo tranzystory.

aplov napisał:

Tak po za tym mam jeszcze jedno pytanie, w jaki sposób mogę poprzez atmege 8 zasilić ten silnik napięciem wyższym od 5v ?
Szukałem trochę informacji na ten temat i dowiedziałem się, że mogę to zrobić za pomocą przekaźników, ale czy jest to jedyna możliwość ?

Przekaźniki to akurat odpadają. Poczytaj:
http://mikrokontrolery.blogspot.com/2011/03/silnik-bldc-spis-tresci.html

Podłączyłem silnik tranzystorami MOSFET:
- IRF9540 [Dokumentacja]
- CDZ44N [Dokumentacja]


Przełączam je następującymi krokami:
Bez tyt...png Download (6.38 kB)

Mój problem jest następujący: silnik kręci się do momentu gdy czas
miedzy kolejnymi krokami będzie większy niż 5 ms, a gdy zejdę poniżej tą wartość, wirnik stoi w miejscu i wibruje.

Myślę, że jest to spowodowane zbyt wolnymi obrotami wirnika
przez co, sam wirnik nie nadąża za polem magnetycznym, ale pewności nie mam.

W jaki sposób mogę uporać się z tym problemem ?

Zwiększyć prąd na cewkach czyli zapewne zwiększyć napięcie. Po drugie stosować rozpędzanie.

aplov napisał:

Mój problem jest następujący: silnik kręci się do momentu gdy czas
miedzy kolejnymi krokami będzie większy niż 5 ms, a gdy zejdę poniżej tą wartość, wirnik stoi w miejscu i wibruje.

Myślę, że jest to spowodowane zbyt wolnymi obrotami wirnika
przez co, sam wirnik nie nadąża za polem magnetycznym, ale pewności nie mam.

W jaki sposób mogę uporać się z tym problemem ?

Można próbować zwiększyć prąd silnika, ale zapewne problem związany jest ze złym czasem komutacji. Czyli w niewłaściwych momentach (rotor nie osiągnął jeszcze, lub jest już za punktem komutacji).

tmf napisał:

Można próbować zwiększyć prąd silnika, ale zapewne problem związany jest ze złym czasem komutacji. Czyli w niewłaściwych momentach (rotor nie osiągnął jeszcze, lub jest już za punktem komutacji).

Zapewne tak. Niestety nie posiadam czujników halla aby badać położenie wirnika, mam same tranzystory

Jeśli robisz to tylko dla zabawy to możesz zrobić rozpędzanie - startujesz z małej prędkości i nie za szybko programowo ją zwiększasz. W ten sposób rozpędzałem silniki od HDD do 12000 obr/min. Niemniej jeśli silnik straci z jakiegokolwiek powodu synchroniczność to musisz rozpoczynać od nowa.

Wszystko działa jak należy, ale tranzystory straszliwie się grzeją, po krótkim czasie pracy zaczynają parzyć. To normalne czy błąd w konstrukcji ?

Zapewne kolejny błąd w konstrukcji - pomiędzy przełączeniem górnego i dolnego tranzystora mostka musi być pewien dead time, inaczej przez chwile przewodzą oba i rosną straty. Przydałby ci się oscyloskop, żeby podglądnąć co się dzieje. Ew. można wykorzystać do tego ADC mikrokontrolera i wyrzucać wyniki pomiaru prądu mostka, synchronizowane jego przełączaniem. Mniej więcej zobaczysz co się dzieje.

Ok, czyli jeśli mam taki kod do obracania wirnikiem:



To powinienem np w kroku 1 zrobić takie cos:


Czy stosować opóźnienia wtedy gdy zmieniane są tranzystory należące do tej samej bramki ?

Tak, opóźnienie należy zastosować pomiędzy przełączeniem górnego i dolnego tranzystora tego samego półmostka. Przy czym niekoniecznie wyniesie ono 1 us - trzeba policzyć jak długo przełącza się tranzystor (a to m.in. zależy od wydajności drivera sterującego bramką). Poza tym twój kod nie zapewnia synchronizacji komutacji z położeniem rotora - cokolwiek nie zrobisz, już przy stosunkowo niewielkiej prędkości obrotowej zerwie synchronizację. Kolejna sprawa - sterowanie półmostkami należy zrobić w maksymalnym stopniu sprzętowo - a więc timery, PWM, sprzętowa inwersja fazy i dead-time (jeśli w procku jest). Kod, który pokazałeś może być co najwyżej demonstracją, że ogólnie to działa - mam nadzieję, że zdajesz sobie z tego sprawę.

Korzystam z prostej funkcji startu gdzie stopniowo zwiększam wypełnienie PWM oraz zmniejszam czas miedzy kolejnymi krokami, ale nie potrafię poradzić sobie z tym dead-time'em. Szukam jakiś poradników na ten temat, ale wszystko co znalazłem było anglojęzyczne, a mój angielski jest dość słaby jeśli chodzi o takie sprawy.

Udało mi się zmniejszyć czas miedzy kolejnymi krokami do 220 us przy 185/255 wypełnieniu PWM, ale niżej gubi już synchronizacje.

Próbuje poradzić sobie z tym dead-time'em ale nie mam pojęcia, które z 6 kroków powinny mieć opóźnienia i gdzie te opóźnienia umieścić.
Jeśli ktoś wie jak to zrobić prosiłbym o pomoc albo chociaż o podanie jakiegoś polskojęzycznego poradnika poradzenia sobie z owym problemem.

Przede wszystkim musisz wykrywać moment komutacji - bez tego całe sterowanie jest bez sensu, bo przy byle obciążeniu silnik straci synchronizację. A dead-time należy wstawiać pomiędzy przełączeniem górny-dolny tranzystor tego samego półmostka. Niestety bez angielskiego ani rusz.

Mam pytanie dotyczące klucza przełączającego.

Poniżej jest schemat ze strony http://mikrokontrolery.blogspot.com
silnik-BLD...rtosci.gif Download (10.93 kB)
Pytanie dotyczy zaznaczonego fragmentu.
Gdy tranzystor Q1 dostarcza na fazę X napięcie to, to napięcie jest dostarczane na przewód fazy X oraz na tranzystor Q2.
I to powoduję grzanie się tranzystora Q2 mimo, że jest on zamknięty.

W jaki sposób mogę podłączyć te 2 tranzystory Q1 i Q2 aby nie nagrzewały sie wzajemnie ? Chyba, że ja źle coś rozumiem i nagrzewanie się ich jest powodem czegoś innego ??

Nie chodzi o podłączenie, tylko o sterowanie. Wyłączenie tranzystora nieco trwa, stąd jeśli dokładnie w tym samym momencie włączysz Q1, a wyłączysz Q2, to zależnie od użytych tranzystorów przez ułamek sekundy powodują one zwarcie zasilania do masy. Od tego są specjalne mikrokontrolery z timerami z dead-time lub sterowanie programowe, które można zrobić dowolnie.

Innym problemem grzania się tranzystorów jest niepełne ich otwarcie przez co mają sporą rezystancję, a ta w połączeniu z przepływającym przez nie prądem powoduje wydzielanie ciepła.

Dziękuje za cenne informacje, ale mam jeszcze jedno pytanie, czy prawidłowym będzie zastosowanie w miejsce tranzystora Q3, takiego samego jak Q2 ?

aplov napisał:

.... czy prawidłowym będzie zastosowanie w miejsce tranzystora Q3, takiego samego jak Q2 ?

Jeżeli masz na myśli zamiast BJT służący jako 'level shifter' dla tranzystora mocy P-Mosfet, zastosowac tranzystor N- mosfet, to takie rozwiązanie nie jest błędne; - lecz generuje następne pytanie: co chcesz przez to osiągnąc?

Przeglądnij Notę katalogową:
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon%20-%20...l.pdf?fileId=db3a304341e0aed001420380cc13101b
gdzie takie zastosowanie jest możliwe. Rysunek dolny (Figure 3.1, lub Figure 3.3).

Rozumiem że ten temat to tylko experyment, mający na celu uruchomienie 3-fazowego silnika BLDC, bez regulacji obrotów, i bez konkretnego zastosowania tego silnika z uwagi na jego kiepskie parametry (relatywnie niskie obroty i raczej niski moment obrotowy) w fabrycznym wykonaniu.
Na początek (eh, poczatek już masz za sobą) możesz przeglądnąc w miarę prosty sposób na ten silnik; - dwa warianty zasilania:
http://www.instructables.com/id/Run-A-CDROM-Brushless-Motor-With-Arduino/
oraz druga częśc:
http://www.instructables.com/id/Arduino-CDROM-BLDC-Motor-Driver-Enhanced-Performan/

Jeżeli jednak zechciałbyś zastosowac ten silnik w jakimś bardziej użytkowym projekcie (na przykład w modelarstwie lotniczym), to wymagałoby to pewnych przeróbek tego silnika, począwszy od zmiany typy uzwojenia z gwiazdy na trókąt, a kończąc na kompletnym przezwojeniu go do wymaganego zakresu obrotów i możliwie wysokiego momentu obrotowego .
Naturalnie cały projekt możesz (należałoby) rozszerzyc o ESC (Electronic Speed Controller) ....
Dużo informacji znajdziesz tu: (kilkaset postów przez hobbystów RC)
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?threadid=127606
W dalszych częściach dyskusji tego tematu znajdziesz schemat z omówieniem dla regulatora prędkości, jak również linki do innych miejsc w int. tematycznie związanych .

e marcus

Po ciężkich próbach udało się uruchomić silnik sterując tylko wypełnieniem PWM, co prawda silnik potrzebował sporej ilości RPM aby uC wychwytywał Back-EMF.
Prędkość próbowałem kontrolować przez ADC skalując jego wartość z 0-1023 do 0-255, mnożąc otrzymaną wartość z ADC przez 255/1023.
Niestety pomysł był zły albo ja coś pochrzaniłem w kodzie, stawiam na to 2 ponieważ podobnym sposobem sterowałem sinik DC(działało);

Dziękuje e marcus za przydatne informacje na pewno skorzystam

Również dziękuje za pomoc pozostałym użytkownikom.

aplov napisał:

Prędkość próbowałem kontrolować przez ADC skalując jego wartość z 0-1023 do 0-255, mnożąc otrzymaną wartość z ADC przez 255/1023.

Prościej i z dostateczną dokładnością jest: otrzymana wartośc z ADC podzielic przez 4....(?)

e marcus

emarcus napisał:

Prościej i z dostateczną dokładnością jest: otrzymana wartośc z ADC podzielic przez 4....(?)
e marcus

Zamieniłem to na przesunięcie bitowe i jest ok.

Sterownik działa OK, ale jeśli chce wykonać pomiar za pomocą ADC aby ustalić wartość PWM występuję pewien problem...Nie można używać ADC i komparatora jednocześnie więc:

-Wyłączam komparator
-Włączam ADC
-Ustawiam kanał pomiaru
-Wykonuje pomiar
-Wyłączam ADC
-Włączam komparator

Robi to następująca funkcja:


Funkcję tą wywołuje pod koniec 6 kroku silnika. Po wywołaniu tej funkcji komparator nie działa poprawnie bo nie generuje przerwań z BEMF.

EDIT.
Uporałem się z problemem. Zapomniałem pod koniec ustawić kanał MUX'a na 1 faze.