Paso 1: Control de Motor sin escobillas (parte 1 - conceptos y teoría)
Motores DC sin escobillas son ideales para este proyecto porque son eficientes, precisas y tienen un montón de esfuerzo de torsión; el truco realmente es controlarlos. La ruta más común de la afición es comprar controladores programable electrónico de velocidad que pueden tomar las entradas del acelerador y convertir a velocidad de giro en los motores sin escobillas. Sin embargo, estos pueden costar $20 para los más barato, así que decidimos ahorrar costos y averiguar cómo accionar los motores sin ellos.
A diferencia de cepillado motores que trabajan invirtiendo la corriente en los bucles de alambre en un campo magnético permanente a través de un colector, motores sin escobillas no tienen ninguna conexión física entre las bobinas de alambre en el estator y el rotor. Los motores sin cepillo más comunes se conocen como motores trifásicos sin escobillas. Esto significa que tienen tres juegos diferentes de bobinas, a menudo etiquetadas A, B, y C. que rodean estos son imanes permanentes con alternancia de orientaciones.
Nuestros motores tienen doce bobinas o electroimanes (3 sets de 4) y catorce imanes permanentes en el rotor. La idea es que cambiamos la polaridad de los electroimanes en un ciclo y los imanes permanentes siguen el campo magnético cambiante. En la forma más simple, tenemos tres electroimanes (A, B y C) y el rotor es simplemente un solo NS permanente imán. Si tenemos una creando un campo de norte magnético de la bobina y la bobina B creación de un campo del sur y de la bobina C de, el imán volverá a alinearse lo más cerca posible al campo magnético generado. Luego podemos girar la polaridad de los electroimanes por una posición (A de B norte y sur de la C) y el imán va a seguir. De esta manera, tenemos un sistema de conmutación que fases cuando les corremos a causa de la orden el rotor al girar, y podemos invertir este ciclo para ejecutar en la dirección opuesta.
Ver estos dos vídeos para una explicación limpia y clara con los diagramas.
Hice algunas investigaciones y encontró que envía las ondas sinusoidales que son 120 grados fuera de fase a través de las tres series de electroimanes, podemos crear un campo magnético dinámico que impulsa la rotación del motor. Introduciendo una señal sinusoidal suaviza el movimiento del motor considerablemente cambiando poco a poco la polaridad de los electroimanes. Este sitio fue muy útil en tomar esa teoría y convirtiéndose en el software de Arduino. El truco de este enfoque está funcionando nuestra señal PWM desde nuestro Arduino a través de un puente H para permitir que la polaridad negativa de una de las bobinas ya que las señales PWM sólo salida alta (1) y baja (0).
Uno de los desafíos más grandes de motores sin escobillas es que para controlar correctamente que usted necesita la información de que el rotor es en referencia a las bobinas del estator. De esa manera el controlador sabe exactamente donde en el ciclo de conmutación para comenzar o para saltar. Esperábamos que el acelerómetro puede ser capaces de dar esta respuesta, que parecía funcionar con éxito moderado. Métodos más sofisticados incluyen fijar efecto hall sensores para detectar la posición del rotor, o incluso usando el "emf trasero" inducida en las bobinas.
