Étape 1: Commande de moteur sans balais (partie 1 - Concepts et théorie)
Moteurs DC sans balais sont idéales pour ce projet, car ils sont efficaces, précis et ont beaucoup de couple ; l’astuce est en fait leur contrôle. La route de passe-temps plus courante est d’acheter des régulateurs de vitesse électroniques programmables qui peuvent prendre des entrées de commande des gaz et que convertir la vitesse de rotation dans les moteurs brushless. Toutefois, elles peuvent coûter 20 $ pour les moins chers, nous avons décidé de réduire les coûts et trouver un moyen commander les moteurs sans eux.
Contrairement à brossé moteurs DC, qui fonctionnent en inversant simplement le courant dans les boucles de fil dans un champ magnétique permanent via un commutateur, moteurs brushless n’ont aucun lien physique entre les bobines de fil sur le stator et le rotor. Les moteurs brushless plus courants sont appelés brushless moteurs triphasés. Cela signifie qu’ils ont trois séries distinctes des bobines, souvent étiquetés A, B, et C. entourant ces sont des aimants permanents avec en alternance des orientations.
Nos moteurs ont douze de bobines ou d’électro-aimants (3 séries de 4) et quatorze aimants permanents sur le rotor. L’idée est que nous changeons la polarité de nos électro-aimants dans un cycle et les aimants permanents suivre le champ magnétique changeant. Dans la forme la plus simple, nous avons trois électro-aimants (A, B et C) et le rotor est juste un seul NS à un aimant permanent. Si nous avons bobine un créant un champ magnétique de Nord et la bobine B création d’un champ du Sud et bobine C hors, l’aimant se tourneront de s’aligner plus étroitement que possible pour que le champ magnétique généré. Nous pouvons alors pivoter les polarités de nos électro-aimants d’une position (A éteint, B Nord et sud de C) et l’aimant va suivre. De cette manière, nous avons un ensemble de commutation des phases que lorsque que nous les exécutons à cause de la commande du rotor de tourner, et nous pouvons inverser ce cycle pour l’exécuter dans la direction opposée.
Regardez ces deux vidéos pour obtenir une explication claire et des diagrammes.
Nous avons fait quelques recherches et trouvé que l’envoi d’ondes sinusoïdales qui sont déphasée par le biais de trois ensembles d’électro-aimants de 120 degrés, nous pouvons créer un champ magnétique dynamique qui anime la rotation du moteur. Introduction d’un signal sinusoïdal lisse sur le mouvement du moteur considérablement en changeant la polarité des électro-aimants progressivement. Ce site a été très utile en prenant cette théorie et le transformer en logiciel Arduino. Le truc pour cette approche est en cours d’exécution notre signal PWM de notre Arduino par un pont en H pour permettre à polarité négative de l’une des bobines puisque les signaux PWM sortie seulement (1) plus haut et bas (0).
Un des principaux défis des moteurs brushless est celui de les contrôler correctement que vous avez besoin d’informations d’où le rotor est en ce qui concerne les bobines du stator. De cette façon le contrôleur sait exactement où, dans le cycle de commutation de commencer ou d’accéder à. Nous espérions que l’accéléromètre peut être en mesure de donner cette rétroaction, qui a semblé fonctionner avec un succès modéré. Des méthodes plus sophistiquées comprennent la fixation des capteurs à effet hall pour détecter la position du rotor ou même en utilisant le « back emf » induit dans les bobines.
