Zakłócenia w starcie silnika BLDC 300W: Jak poprawić sekwencję komutacji?

Mon Mar 05, 2018 10:25 am   

Chcę sobie zbudować napęd do niewielkiego wózka elektrycznego. Nie
potrzebuję dużych obrotów, musi to być silnik ze sporym momentem przy
starcie i wolnoobrotowy. Miałem do wyboru albo jakiś tradycyjny
silnik szczotkowy z przekładnią albo coś bardziej nowoczesnego czyli
silnik bldc z segway'a. Zdecydowałem się na to drugie, bo takie
silniki chodzą na Allegro za kilakdziesiat złotych, mają odpowiednią
moc a przede wszystkim banalnie prosty montaż bo to jest silnik
zintegrowany z kołem z nieruchomą osią, którą wystarczy przykręcić do
ramy.
Wybór takiego silnika podyktowany był też tym, że  jest stosowany w
segway'u gdzie wymagany jest płynny start z dużym momentem a tego
właśnie potrzebuję.
Ponieważ jeszcze nie doktoryzowałem się w temacie budowy kontrolera
bldc
postanowiłem dla fun'u zbudować go samemu  by poznać fizykę zjawiska
(zamiast korzystać z gotowców, o nich trochę później).
Silnik jest z czujnikami halla, więc nie ma kombinacji z backEMF.
Trochę mi zajęło wykrycie odpowiedniej dla niego sekwencji komutacji 
ale się udało (kolory kabelków wprowadzały w błąd,). Silnik płynnie
się obraca (przy złej sekwencji szarpie, ma problem  z swobodnym
obrotem i pobiera duży prąd). No i wszystko byłoby ok gdyby nie jeden
problem, mianowicie ma problem ze startem. Przeczytalem kilka not
aplikacyjnych (popularnego producenta mcu) do budowy takich
kontrolerów i żadna z nich nie poruszyła tego problemu.
Wygląda to tak, że nie umie sam wystartować, gdy się go popchnie to
już obraca się swobodnie. Gdy stawi się mu opór  doprowadzając do
zatrzymania to się znowu "zatyka".
Nie jest to związane ze złą sekwencją komutacji, przetestowałem
wszystkie możliwe kombinacje tabeli komutacji i tylko w jednej obraca
się prawidłowo.
Taki niepewny start go dyskwalifikuje z zastosowania.
Parametry silnika: moc ok 300W, sekwencja halla co 60°.
Co może być przyczyną takiego zachowania? Czy jest jeszcze cos, co
powinno być uwzględnione oprócz odpowiedniego sekwencjonowania
uzwojeń zgodnie tabelą komutacji? , Jakieś wyprzedzenie sekwencji?
Nie mogąc poradzić sobie z tym problemem uznałem, że coś robię źle i
postanowilem nabyć gotowy kontorler z ebaya do takich silników.
Wybralem najbardziej popularne na hasło "bldc controller max 500W
with hall". Przetestowałem dwa różne i działają jeszcze gorzej niż
ten mój . Mają ten sam problem z "zatykaniem" się przy starcie a
dodatkowo przy starcie jakby nie mogły sie zdecydować, który kierunek
obrotów wybrać. Oczywiscie pozostaje jeszcze kupno kontrolera z
wyższej półki za kilka stówek, ale czy mam gwarancję że będzie
działał prawidłowo?

--
Marek

Mon Mar 05, 2018 10:34 am   

Użytkownik "Marek" napisał w wiadomości grup

IMO jednak jest.
Jesli odpowiednio ustawisz prad w cewkach, to powstaje moment
napedowy.

Nie powstaje ? To cos nie tak z tym pradem.

No chyba ze ... przy malych obrotach czujniki przestaja dzialac.

J.

Mon Mar 05, 2018 10:52 am   

On Mon, 5 Mar 2018 10:34:21 +0100, "J.F."
<jfox_xnospamx@poczta.onet.pl> wrote:

Też to rozważam, bo na razie nie testuje na pełnej mocy, nie mam w
prototupie radiatorow na mosferach kluczujacych. Ale bez obciążenia
powinien ruszyć.



No właśnie, czujniki halla zwracają sekwencje obracając rotorem bez
zasilania uzwojeń , bo "widzą" aktualną pozycję magnesów rotora. I
tutaj rodzi się pytanie: czy zasilajac uzwojenia, hall "zobaczy" inną
sekwencję wynikającą z wpływu pola z zasilanego uzwojenia? Bo tego
szczegółu wprost noty nie tłumaczą.
Ale skoro podczas biegu jałowego jest prawidłowy obrót, to sekwencje
są prawidłowe. TYLKO w jednej kombinacji tabeli komylutacji silnik
prawidłowo się obraca, więc...?

--
Marek

Mon Mar 05, 2018 11:46 am   

Użytkownik "Marek" napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:almarsoft.4437075197656306637@news.neostrada.pl...
On Mon, 5 Mar 2018 10:34:21 +0100, "J.F."

Powinienes widziec czy plynie jakis prad i czuc czy kolo mozna obrocic
swobodnie czy stoi sztywno.

Od Segwaya ... to chyba nie ma ma tam hamulca ?


Imo - powinny pokazywac pozycje rotora.
Ale zaklocenia jakies od cewek pewnie beda.

J.

Mon Mar 05, 2018 12:12 pm   

Zapomniałem o może istotnym szczególe. Jak już wspominałem przy
prawidłowej sekwencji komutacji silnik obraca się swobodnie.
Natomiast nie daje się mu zmienić kierunku obrotów zamieniając dwa
dowolne przewody (z 3) zasilające uzwojenie. Mam inne silniki bldc
(wysokoobrotowe), bez halla więc z backemf i tam zmiana obrotów
przez zamianę przewodów działa bez problemu
Tutaj nie, silnik buczy i nie chce się obracać, a powinien w
przeciwną.
W sieci jest pełno tabel sekwencyjnych, jest nawet animacja:

https://youtu.be/43JMIuwVrY4

W notach aplikacyjnych są te same tablice. Co ciekawe mój silnik dla
tych standardowych tabel nie chciał działać. Musiałem szukać innych
kombinacji sygnałów z halla (nie zmieniając kluczowania uzwojeń), dla
których ktecii się swobodnie.
No i teraz nasuwa się pytanie, skoro wykryłem sekwencje, dla których
się obraca swobodnie to czemu zamiana przewodów zasilających nie
powoduje zmiany obrotow?

--
Marek

Mon Mar 05, 2018 2:05 pm   

W dniu 2018-03-05 o 12:12, Marek pisze:

sekwencje się nie zgadzają to silnik nie chodzi, uruchom go bez hall-a
jak opanujesz zmianę kierunku to dopiero popraw program aby obsługiwał
zewn synchronizację z hall-i.

--
Pozdr
Janusz

Mon Mar 05, 2018 2:56 pm   

On Mon, 5 Mar 2018 11:46:44 +0100, "J.F."
<jfox_xnospamx@poczta.onet.pl> wrote:

Trudno powiedzieć, czasami sprawia wrażenie zablokowanego, ale jak
się popchnie to ruszy i kręci się swobodnie.



Ja nie mam na myśli zakłócenia, pytam czy mapa stanów zmieni się
zupełnie gdy uzwojeniach będzie prąd. Literatura tego nie precyzuje,
przedstawia się tylko tabele stanów wyjść halla w zależności od
położenia rotora ale nie mówi się czy to na biegu jałowym bez
zasilania uzwojeń czy przy obrocie z zasilaniem.

--
Marek

Mon Mar 05, 2018 3:01 pm   

Użytkownik "Marek" napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:almarsoft.6587452993788692498@news.neostrada.pl...

No bo tu musisz tez zmienic czujniki.

J.

Mon Mar 05, 2018 3:10 pm   

On Mon, 5 Mar 2018 14:05:39 +0100, Janusz <janusz_kk@o2.pl> wrote:

Ale jak uruchomić bez halla? Nie chcę się bawić w backemf...
W takim razie jak działa zmiana kierunku w innych sterownikach
przekładając tylko kable? To zadziała tylko z sterowaniem backemf?
Czy ten problem ze zmianą obrotów może mieć związek z utykaniem przy
starcie? Bo jeśli nie to problem zmiany obrotow nie jest dla mnie
istotny (mogę zmienić sekwencje programowo a nie przekładać
przewody), chce tylko poznać dobrze zasadę działania.
Czy mogę uznać, że jeśli jałowo i pod niewielkim obciążeniem kręci
się swobodnie, bez szarpania i bez nadmiernego poboru prądu to
sekwencje są OK, a problem ze startem jest związany z czymś innym?
Np. do startu jest wymagana inna sekwencja.
Bo jak dotąd rozumiem to tak, że mając info o położeniu rotora z
halla _zawsze_ zostanie załączone odpowiednie uzwojenie wymuszające
obrot rotora bez martwego położenia. A właśnie ta sytuacja przypomina
coś na kształt martwego położenia, pomimo prawidłowego załączenia
odpowiedniego uzwojenia wg informacji z halla rotor jest
"zakleszczony" w martwym położeniu.

--
Marek

Mon Mar 05, 2018 4:45 pm   

On Mon, 5 Mar 2018 15:01:38 +0100, "J.F."
<jfox_xnospamx@poczta.onet.pl> wrote:

No ale napisałem, że bez czujników a z backemf zamiana przewodów
daje zmianę kierunku. Skąd kontroler wtedy wie (nie wnikałem jak
działa backemf stąd pytam) jaką sekwencje załączania uzwojeń wybrać?
Bo zawsze startuje prawidłowo w odpowiednim kierunku zgodnie z
ułożeniem przewodów.

--
Marek

Mon Mar 05, 2018 5:06 pm   

Użytkownik "Marek" napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:almarsoft.3847496319407432236@news.neostrada.pl...
On Mon, 5 Mar 2018 15:01:38 +0100, "J.F."
<jfox_xnospamx@poczta.onet.pl> wrote:

Wlasciwie to nie wie - zalacza przeciez przewody w tej samej
kolejnosci.
Tylko dzieki zamianie cewek pole wiruje w druga strone.

A ze backemf korzysta z samych cewek, to nic sie w sterowaniu nie
zmienia.

Zupelnie tak, jakbys silnik obrocil o 180 stopni wokol osi
prostopadlej do jego osi, i korzystal z drugiego konca osi ...

J.

Mon Mar 05, 2018 5:58 pm   

W dniu 2018-03-05 o 15:10, Marek pisze:

uruchamiasz swój generator który steruje uzwojeniami.


wymusić sam. Jak jest bez back to masz generator który steruje kolejno
uzwojeniami.



--
Pozdr
Janusz