Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

[Elst]

Sista inlägget var ingen kommentar till dig arvid utan till alla utom dig. Skulle stått @!arvid.
Lite förvirrade...

Jag ville bara förtydliga vad jag gjorde/mekade med.

[arvidb]

Haha, OK.

PWM lägger jag in på styrsignalerna till halvbryggorna. Finns det något annat sätt?

Det andra sättet är väl just att använda en DC/DC-regulator som "förregulator" istället. Både och blir kaka på kaka?

Att ditt "sladdinferno" inte funkar med lite högre frekvens är nog inte så konstigt; kretskortslayout (minimerad looparea/induktans, avkoppling m.m.) blir rätt kritiskt vid högre frekvenser.


Ett sidospår: har du sett Benjamin Vedders ESC?

VESC HW4.12
VESC6
Firmware: https://github.com/vedderb/bldc
Hårdvara: https://github.com/vedderb/bldc-hardware
VESC Tool: https://github.com/vedderb/vesc_tool

[SeniorLemuren]

Jag trodde att en borstlös motor med 3 lindningar (3-tåtar ut) i princip var en en D-kopplad 3-fasmotor. För att styra varvtalet på den så styr man väl tidsaxeln på kommuteringen, inte PWM. D.v.s man kommuterar snabbare för att öka och långsammare för att minska varvtalet, givetvis med hallgivarnas hjälp för att hålla takten.

Det blir lite som att använda frekvensstyrning på en 3-fas asynkronmotor. Matningsspänningen måste naturligtvis justeras i förhållande till motorns varvtal eftersom impedansen i lindningarna ändras vid ändrad kommuteringsfrekvens. Kanske jag är helt ute och cyklar men det är mitt bidrag i alla fall.

[RuneStone]

Vad sitter det för trissor i bryggorna?

.

[arvidb]

SeniorLemuren: tre lindningar ut kan vara antingen D-kopplad eller Y-kopplad (med dold/icke utdragen mittpunkt). Varvtalet på en borstlös motor styrs precis som på en DC-motor: med inspänningen (d.v.s. i praktiken med PWM). Sen gäller det att kommutera så att spänningen gör någon nytta. D.v.s. spänningen läggs alltid över de faser som matchar rotorns läge i varje stund. Vid högre varvtal måste man alltså såklart kommutera snabbare för att hänga med, men det är inte den snabbare kommuteringen som ökar varvtalet. Kommuterar man snabbare utan att först öka rotorhastigheten med högre spänning så tappar man "synken" och motorn stannar/rycker och låter väldigt illa.

[arvidb]

Vad sitter det för trissor i bryggorna?

Jag har lött ihop ett sladdinferno föreställande 3 halvbryggor av ett gäng STP75NF75 och IGBT-drivers IRS2101

[danei]

Ja det är en trefas synkronmaskin. Den kan definitivt styras med hjälp av fasläget på inkommande spänning.

[Elst]

@arvid

Du har nog rätt. Såg för en stund sedan här när jag mätte med logikanalysatorn att jag hade signaler på alla propar, men bara 2 var inkopplade. Det lär vara därför hjulet snurrar hackigt vid höga frekvenser. Jag har byggt en transceiver!

Sladdinfernot måste ersättas med ... ett sladdinferno med kortare sladdar ... så tar vi det därifrån.

Eventuellt kan man ersätta bootstrap -kondingen på IRS2101 -kretsen med något värde som ger lite långsammare stigtid. Stigtiden är antagligen löjligt mycket snabbare än vad som är nödvändigt (tack vare just bootstrap -grejen) och det skapar bara problem och löser ingenting i just denna applikation (tror jag). Tyvärr har jag inget oscilloskop här för det är ute hos farsan men det är bara mesar som behöver oscilloskop när man kan slicka på sladden och känna själv och jag känner att stigtiden är mindre än 1 uS när det utan vidare kan vara kanske 10 uS och då hade nog inte blivit lika mycket radiosändare.

[arvidb]

Stigtiden brukar man styra med en gateresistor annars?

Edit: Nödvändig storlek på bootstrapkondensatorn bestäms av FET:ens gateladdning. Mindre än så så öppnar inte FET:en ordentligt och du har byggt nåt det slår gnistor om, så att säga. Databladet för IRS2101 var rätt uselt faktiskt, ta en titt på databladet för LM5109B istället, punkt 8.2.2.1 Select Bootstrap and VDD Capacitor och 10.1 Layout Guidelines.

[SeniorLemuren]

SeniorLemuren: tre lindningar ut kan vara antingen D-kopplad eller Y-kopplad (med dold/icke utdragen mittpunkt). Varvtalet på en borstlös motor styrs precis som på en DC-motor: med inspänningen (d.v.s. i praktiken med PWM). Sen gäller det att kommutera så att spänningen gör någon nytta. D.v.s. spänningen läggs alltid över de faser som matchar rotorns läge i varje stund. Vid högre varvtal måste man alltså såklart kommutera snabbare för att hänga med, men det är inte den snabbare kommuteringen som ökar varvtalet. Kommuterar man snabbare utan att först öka rotorhastigheten med högre spänning så tappar man "synken" och motorn stannar/rycker och låter väldigt illa.

Jag skrev:

Det blir lite som att använda frekvensstyrning på en 3-fas asynkronmotor. Matningsspänningen måste naturligtvis justeras i förhållande till motorns varvtal eftersom impedansen i lindningarna ändras vid ändrad kommuteringsfrekvens.

Så rent praktiskt ändrar man inte varvtalet med PWM utan en samverkan av högre eller lägre spänning till motorn och ändrad kommutering. Att använda PWM-styrning som uttryck för varvtalsstyrningen tycker jag är lite missvisande. Eftersom det i princip är kommuteringshastigheten i samverkan med hallgivarna som bestämmer varvtalet.

Jag föreställer mig att när man minskar varvtalet på en borstad motor så sänker man strömmen i lindningarna som då minskar vridmomentet. Om man sänker varvtalet med att kommutera en borstlös motor långsammare så borde man väl kunna bibehålla den maxtröm som motorn är konstruerad för och på det viset bibehålla ett högre vridmoment vid lägre varvtal. Givet är ju att man måste ändra spänningen för att erhålla samma ström vid olika varvtal på grund av ändrad impedans. Det borde väl till och med vara möjligt att choppra drivningen.

Motorn är ju låst till sina poler med hjälp av hallgivarna till skillnad från den borstade motorn. Vill man öka hastigheten på en borstlös motor så fungerar det väl i princip på samma sätt som när man ökar varvtalet på en stegmotor. D.vs man måste öka varvtalet (kommuteringen) i en takt så att den hinner med utan att tappa sina poler.

PS. Att jag råkade skriva D-koppling var ren slump, självklart kan den vara lindad för Y-koppling med eller utan utdragna lindningsförbindelser.

[Icecap]

Spanar lite här, har ingen större praktisk erfarenhet än.

Men vi är överens om att man slår på 2 av 3 i ett visst mönster för att få rotationen. Positionssensorerna är till för att dels ha ett startläge och dels känna av om det "kuggar över".

Min tanke är att sensorerna ger information om verklig position och att drivningens stadier ger information om önskad position. Skillnaden mellan dessa två värden ger om man ska öka drivpulsen eller korta den.

Tänk såhär:
Man vill ha en stabil hastighet och det finns en konstant belastning på hjulet. Då ska drivpulsarna ha en given längd för att hjulet rullar rätt och bara den nödvändiga energin används. Skillnaden mellan sensorernas vinkel och drivningens är stabil.

Man vill hålla kvar hastigheten men belastningen minskar, alltså lär skillnaden mellan sensorerna och drivstadierna minska vilket betyder att drivpulserna ska minskas till en nivå som motsvarar situationen ovan.

I grunden gäller det om att kunde härleda vinkelskillnaden mellan sensorerna och drivningen och styra pulsbredden baserat på det värde. Evt. kan man lägga in en PID-reglering på drivpulsernas bredd relativt till hastigheten.

En aning mer komplicerat men då har man maximal verkningsgrad och minimalt elektronik. Programmet blir dock lite mer komplicerat.

[svanted]

[svanted]

[Elst]

Stora framsteg tack vare dig arvid!

Du nämnde det magiska ordet gate-resistor. När jag lödde fast sladdarna på fet'arna satte jag krympslang över. Jag fäste resistorn direkt på gaten och sedan sladden på resistorn och krympslang över detta. Det var åtminståne var jag trodde jag hade gjort. Satt det någon gateresistor gömd under krympslangen när jag tittade en extra gång väldigt noga? Icke!

Det här betyder ju att jag troligtvis haft lodrät stigtid, vilket förklarar rätt mycket av störningarna.

Efter att ha lött dit 6 stycken 110 ohms resistanser - allt annat oförändrat - så kan jag numera köra PWM upp till 16 KHz utan någon störning, vilket är tillräckligt högt för att inte höra PWM, och motorn snurrar fint och ganska ljudlöst. Nu ligger alltså störningarna först vid 20 KHz vilket är ett stort kliv fram... "Sladdinfernot" är alltså troligtvis inte så stort problem ändå, vilket det iofs inte heller borde varit. 20 KHz är trots allt inte 20 MHz. Oavsett vilket var det bara en tillfällig lösning, jag fixar troligtvis ett kretskort. Det stora problemet var att jag glömde gate-resistorn.

Nu är ljud-skillnaden med DC-reglering och PWM -reglering lite mer sublim. DC -reglering är fortfarande snäppet mer ljudlös än vad PWM är, men jag hade nästan kunnat nöja mig som det är nu. Eventuellt kommer jag göra det också.

Men jag är fortfarande nyfiken på en lösning där man reglerar en DC/DC digitalt, vilket fortfarande är skitkonstigt att det inte finns enkel lösning på...

[Icecap]

Självklart finns det möjligheter att ha en digitalt styrd DC/DC-omvandlare! Det rör sig ju i grunden bara om att ha en step-down regulator där man har en digitalt styrd referensspänning, resten är som vanligt.

Behöver man en feed-back spänning som ligger i förhållande till en intern referens klarar en op-amp biffen enkelt.