động cơ bldc khảo sát mô men cogging

<span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

ĐỘNG CƠ BLDC

<b>Khảo sát mô men cogging</b>

Trong khóa học của thí nghiệm này đáp ứng của động cơ này sẽ được kiểm tra khi không có nguồn điện được cung cấp tới các cuộn dây

Thiết lập thí nghiệm như hình ảnh bên dưới:

Xoay rơ to bằng tay. Bạn quan sát thấy cái gì?

Rơ to có thể quay khơng có bất kỳ điện trở nào Cắm rơ to từ một vị trí tới vị trí khác. Mô me quay (mô men cogging) cần được được vượt qua

Rô to đơn giản không thể quay.

Lý do tồn tại mơ men cogging là gì?

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Từ thông này kéo thẳng rô to để từ thông của nam châm vĩnh cửu là đối tượng của ít điện kháng nhất, tức là sự di chuyển cố gắng để giữ khoảng cách khơng khí càng nhỏ càng tốt.

Ngay khi rơto bắt đầu quay, một dịng điện cảm ứng trong cuộn dây rotor. dòng điện này gây ra một từ trường đối kháng lại trường rotor. Điều này dẫn đến

men xoắn cogging. Khi rotor quay nhanh hơn, men xoắn cogging trở nên gần như không thể nhận thấy.

Khi các cuộn dây luôn ln được cung cấp dịng điện, điều này dẫn đến mơ men cogging.

<b>Xác định trạng thái chuyển mạch</b>

Trong khóa học của thí nghiệm này các trạng thái chuyển mạch khác nhau của các cuộn dây stator được kiểm tra.

Thiết lập thí nghiệm sau đây:

Quan sát các trạng thái chuyển mạch của LED trong khi xoay rô to theo chiều kim đồng hồ.

Điền các trạng thái chuyển mạch của LED trong bảng sau đây. Xoay rô to cho đến khi một LED thay đổi trạng thái hoạt động của nó. Nếu một LED sáng, điền 1, nếu một LED tắt đi, điền 0. LED có thể được khai báo nhãn (A, B, C).

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Bao nhiêu trạng thái khác nhau có thể được xác định?

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Có, các trạng thái hoạt động bây giờ là đảo ngược. Có, mơ hình chuyển đổi khác nhau làm sáng LEDs.

bất kì sự thay đổi nào

<b>Thí nghiệm Đặc tính dịng điện</b>

Trong thí nghiệm này đặc tính dịng điện hình khối cho ba đầu vào động cơ được kiểm tra với các trạng thái hoạt động được liên kết.

Thiết lập thí nghiệm như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Điền "1" cho các điện áp lớn hơn 20 V, " 1" cho 0 V và "0" cho các giá trị ở giữa. Bắt đầu trạng thái ở lúc trước đã điền vào và xoay rô to theo chiều kim đồng hồ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

để tắt.

Trạng thái hoạt động riêng rẽ thường là như thế nào khi đi qua trong khóa học của một vịng rơ to?

Khi số cặp cực là 3 (3 cực bắc và 3 cực nam p=3), Tất cả sáu trạng thái phải đi qua ba lần.

Tất cả sáu trạng thái phải đi qua trong bốn lần. Điều này phù hợp với hình ảnh động trên trang khóa học Mỗi vị trí đi qua một lần trên một vịng rơ to, khi số

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Phương trình nào sau đây là đúng? ở đây f là tần số xung nhịp, với 6 trạng thái được chuyển đổi, n là tốc độ rơ to:

Theo như phương trình ở phía trên tốc độ động cơ tăng hoặc giản với số cặp cực? Nó tăng bởi vì khơng thể đạt được tất cả các trạng

một vịng đơn.

Nó giản. Tất cả trạng thái phải đi qua p lần trên một

<b>Thí nghiệm các cảm biến Hall</b>

Trong thí nghiệm này bạn sẽ xác định vị trí bằng các cảm biến Hall. trong quá trình này chúng ta dịch chuyển vị trí của cảm biến Hall sẽ ảnh hưởng đến hoat động điều khiển như thế nào.

Thiết lập thí nghiệm như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Mở thiết bị từ menu thiết bị. Cấu hình thiết bị này với các tham số cần thiết như miêu tả trong bảng sau đây:

Có 9 vị trí trong một vịng, rơ to quay luân phiên ngược chiều kim đồng hồ và sau đó theo chiều kim đồng hồ.

Có 2 vị trí trong một vịng, rơ to quay theo chiều kim đồng hồ và sau đó theo chiều ngược kim đồng hồ..

Có bao nhiêu phân đoạn rơ to (đỏ hoặc xanh) (không phải các nam châm riêng rẽ) trên bo mạch cảm biến Hall cần được xoay để hướng quay được đảo chiều?

Nó có thể giảm một nửa góc 120° giữa các cảm biến Hall khơng?

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Có, điều này có thể trong bất kỳ vấn đề nào. Nó chỉ cần đặt lại vị trí các cảm biến Hall.

Có, điều này là có thể miễn là các mặt cực trên rô to là đủ nhỏ để các trạng thái khác nhau vẫn có thể đạt được.

Thứ tự các cảm biến Hall hoạt động theo ngun tắc nào khơng? Khơng, nó sẽ dẫn đến trong một bảng khác nhau được áp dụng

Có, nó có thể, chỉ các cảm biến Hall phải dịch chuyển 360° điện.

Khơng ai có thể chắc chắn. Nó phụ thuộc vào động cơ. Trong thí nghiệm này đã thực hiện ở đây nó sẽ làm việc.

<b>Thí nghiệm sự định vị trí của các cảm biến</b>

Trong thí nghiệm này một vị trí của các cảm biến Hall được xác định. Cùng cùng lúc chúng ta kiểm tra sự dịch chuyển vị trí của cảm biến Hall sẽ ảnh hưởng đến sự hoạt động điều khiển như thế nào.

Thiết lập thí nghiệm như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Mở thiết bị từ menu Cấu hình các tham số cần thiết được định trong bảng sau đây:

Kích hoạt nút để bắt đầu chạy động cơ.

Quan sát rô to trong khi xoay các cảm biến Hall xung quanh trục rơ to. Bạn quan thấy cái gì?

Sau khi dịch chuyển có các vị trí khác nhau nơi rơ to chỉ chạy rất nhanh hoặc không chạy

Tốc độ không thay đổi. Động cơ quay luân phiên theo chiều kim đồng hồ sau đó ngược chiều kim đồng hồ. Giữa sự chuyển động đột ngột đảo chiều nhưng động cơ quay cùng tốc độ ngoại trừ trước khi thay đổi hướng.

Có nhiều dải trong động cơ quay ở tốc độ lớn nhất ngược chiều kim đồng hồ và theo chiều kim đồng hồ. Giữa tốc độ này là giảm xuống hoặc tăng lên tương ứng.

Bạn nghĩ vị trí tốt nhất cho bo mạch cảm biến Hall là vị trí nào? Chính xác giữa sự hoạt động ngược chiều kim đồng hồ và theo chiều kim đồng hồ lớn nhất. Thứ tự có nhiều khả năng có thể, tất cả đều là đúng

Đúng

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Trong ba vị trí với sự quay ngược chiều kim đồng hồ lớn nhất. Tất cả ba khả năng này là đúng

Trong ba vị trí với sự quay theo chiều kim đồng hồ lớn nhất. Tất cả ba khả năng này là đúng

Bây giờ thay đổi hướng quay theo chiều kim đồng hồ (chiều kim đồng hồ). Lặp lại thí nghiệm này.

Các vị trí thay đổi tới góc độ lớn khơng?

Có, vị trí phải di chuyển xấp xỉ 80° từ vị trí trước. Khơng, khơng có sự thay đổi nào.

Có, sự khác nhau giữa sự quay theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ có thể

được, nhưng ít nhất là 80°.

Điều này có ý nghĩa gì cho động cơ nếu xu hướng quay theo cả hai hướng? Nó khơng đặc biệt quan trọng, Nếu rơ to quay, điều

này là vừa đủ

Nếu rô to hoạt động theo cả hai hướng, một vị trí phải được tìm thấy ở tốc độ lớn nhất xấp xỉ bằng nhau cho cả hai hướng quay.

Điều chỉnh vị trí của cảm biến Hall để tốc độ cho cả hai hướng quay là gần bằng nhau (quan sát đồng hồ

Kiểm tra hướng. Nếu động cơ không quay theo chiều kim đồng hồ, giữ xoay bo mạch này khoảng 40° cho đến khi bạn tìm thấy một điểm cho phép hướng quay tương ứng với chiều quay đã chọn (CW).

để tắt động cơ.

<b>Đo điện áp cảm ứng</b>

Thí nghiệm này khảo sát các điện áp cảm ứng trong động cơ. Thiết lập thí nghiệm như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Mở thiêt bị đo từ menu . Cấu hình thiết bị đo này với các tham số yêu cầu được xác định trong bảng sau đây:

Đưa rô to môt tốc độ quay tốt và đo điện áp cảm ứng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Nếu bạn khơng đạt được tín hiệu cần đo, điều chỉnh các thiết lập của tương ứng.

Sao đường đồ thị này vào trong khoảng trống bên dưới bằng nút chuột phải:

Bạn quan sát thấy cái gì về điện áp khi bạn xoay rô to ở các tốc độ khác nhau? Điện áp tăng với tốc độ giảm

Điện áp không thay đổi ở tất cả các trường hợp Điện áp giảm với tốc độ tăng

<b>Thí nghiệm điều khiển dịng điện vịng kín</b>

Thí nghiệm này sẽ khảo sát ảnh hưởng của sự thay đổi mô men đến tốc độ. Thiết lập thí nghiệm sau đây:

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Mở thiết bị đo từ menu thiết bị. Cấu hính các tham số cần thiết theo như

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Bạn chú ý cái gì nêu bạn phanh rơ to lại bằng cách chạm vào trục rô to với ngón tay của bạn?

Rơ to khơng thay đổi tốc độ của nó

Rơ to tăng tốc độ của nó vì góc lơn hơn giữa từ trường rơ to và stato (trượt)

Rô to chậm hơn.

để tắt hệ thống này. Bây giờ sửa đổi thí nghiệm như sau:

bị đo này theo như bảng sau đây:

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

Mở thiết bị đo từ và cấu hính nó theo như bảng sau đây:

Quan sát rô to trong khi tăng từ từ giá trị phần trăm. Bạn quan sát thấy cái gì? Độ lệch tín hiệu lớn nhất trên kênh A tăng lên với giá

trị phần trăm tăng lên. Dòng điện này khơng liên tục, nhưng có khoảng thời gian hoặc xung

Dịng điện AC hình sin chạy Có thể nhìn thấy dịng điện âm chạy

Bạn chú ý cái gì nếu bạn phanh tốc độ rô t bằng cách chạm ngón tay vào trục rơ to? Độ lệch con trỏ thay đổi, dòng điện tăng lên tùy thuộc

vào ảnh hưởng của phanh.

Khơng có gì thay đổi vì thực tế khơng có sự hoạt động điều khiển được thực hiện.

Đúng

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Khoảng thời gian trong tín hiệu dòng điện trở lên ngắn hơn, tùy thuộc vào tác động phanh. Giá trị rms của dòng điện tăng lên

Điều này có thể được giải thích như thế nào?

Stator gần hoặc đã đạt tới sự bão hòa. Điều này dòng điện tăng lên.

Sự giảm tốc độ làm cho điện áp cảm ứng giảm xuống. Kết quả là dịng điện tăng lên cho đến khi nó đạt đến giới hạn trên của nó qua trạng thái chuyển đổi hồn tồn.

Vì sự suy giảm tốc độ dịng điện phải được cung cấp nhiều hơn bởi vòng điều khiển. Đồng thời điều này làm cho tốc độ tăng lên trở lại.

Đặc tính của tốc độ thiết lập là tuyến tính phải khơng, tức là tốc độ tăng cho mỗi bước phải không?

Không, tốc độ này khơng tuyến tính Phải tốc độ này là tuyến tính

Nếu mô men xác định được cung cấp để thiết lập, điều này độc lập với tốc độ phải

Mô men có thể thiết lập độc lập với tốc độ. Khơng, điện áp cảm ứng phải được thực hiện trong sự xem xét, vì vậy mơ men chỉ cung cấp tới một tốc

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Thí nghiệm này khảo sát ảnh hưởng của các tham số bộ điều khiển. Các tham số bộ điều khiển này sẽ tiếp tục được điểu chỉnh cho đến khi hệ thống điều khiển trở lên khơng ổn định.

Thiết lập thí nghiệm như sau:

Mở sự lực chọn trong menu Thiết lập các tham số cần thiết theo như bảng sau đây:

Thiết bị: Đồ thị thời gian

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<b>để bắt đầu đo (phím F5) </b>

Bây giờ thiết lập giá trị Kp cao hơn và quan sát động cơ và đồ thị thời gian. Sau đó kích vào <b>để kết thúc đo</b>

Bạn quan sát thấy cái gì khi tăng độ lợi này?

Vịng điều khiển trở lên khơng ổn định, động cơ bắt đầu dao động khi thành phần Kp tăng lên.

Vòng điều khiển trở lên ổn định hơn, động cơ bắt đầu chạy mịn hơn khi thành phần Kp tăng lên. Đồng thời giá trị thực tế có điều xa hơn nhiều từ giá trị điểm đặt. Khơng có gì thay đổi

Điều gì xảy ra với giá trị điều khiển nếu thành phần P action tăng lên? Giá trị thực tế xấp xỉ giá trị điểm đặt nhiều hơn nhưng vòng điều khiển này vẫn trở lên không ổn định. Giá trị điểm đặt thấp hơn và thấp hơn. Khơng có điều gì xảy ra

Sửa đổi các thiết lập bộ điều khiển như sau và lặp lại thí nghiệm này. Thiết bị: _{Đồ thị thời gian}

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

Bạn quan sát thấy cái gì?

Vịng điều khiển trở lên mất ổn định hơn nhiều, động cơ bắt đầu dao động khi thành phần Tn giảm xuống. Vòng điều khiển này trở lên ổn định hơn nhiều, động cơ chạy mịn hơn khi thành phần Tn giảm xuống. Tuy ị thực tế sai lệch nhiêu so với giá

Giá trị điểm đặt thấp hơn nhiều

Giá trị thực tế xấp xỉ giá trị điểm đặt nhiều hơn nhưng vòng điều khiển trở lên kém ổn định hơn khi giá trí này tiếp tục giảm xuống.

Khơng có điều gì xảy ra

Có thể đạt được sự chính xác trạng thái cân bằng (biến thực tế = biến điểm đặt) bằng cách cộng thêm thành phần I

Có, điều này tạo ra giá trị tối ưu. Tuy nhiên bạn duy trì trong dải ổn định này.

Khơng, vẫn có sự sai lệch đánh kể.

Có, giá trị P của bộ điều khiển này phải luôn luôn

Đúng

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

<b>Kiểm tra các tham số của bộ điều khiển</b>

Trong thí nghiệm này bạn sẽ kiểm tra các tham số bộ điều khiển bạn đã thiết lập và, nếu cần thiết tối ưu hóa chúng. Để làm điều này các thay đổi bước và ramp được xác định trước và hệ thống này phải được kiểm tra lại.

Thiết lập thí nghiệm như sau:

mở thiết bị ở Thiết lập các tham số như sau theo như bảng sau

Đường cong điểm đặt với các thay đổi ramps và bước trong dải này giữa 25

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Thực hiện

Thiết lập thay đổi bước và ramps cho các biến tham chiếu

Mở menu phù hợp với Thiết lập các tham số sau theo như bảng sau đây:

Thiết bị: _{Đồ thị thời gian} Chế độ làm

việc: ^{Kênh A, kênh B, biến tam chiếu}hiển thị trước (máu xanh lá cây)

Dải đo: ^{axis: 0 tới 60, độ chia dải đo}

Kiểm tra đáp ứng của tốc độ động cơ.

Tối ưu các tham số bộ điều khiển để có sự dao động ít và cũng như biến tham chiếu đạt được nhanh và duy trì.

Kết thúc <b>để kết thúc đo</b>

Giá trị tối ưu bạn đã xác định được là gì?

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<b>Thí nghiệm </b>

Thí nghiệm này khảo sát ảnh hưởng của phanh đến mạch điện. Thiết lập thí nghiệm như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Mở thiết bị đo từ menu Cấu hình các tham số yêu câu theo như bảng sau đây:

Giá trị

Bật và tắt động cơ bằng nút power.

Bây giờ so sánh đáp ứng khi bật và tắt động cơ bằng nút Bạn quan sát thấy cái gì?

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Trái ngược khi tắt bằng nút power động cơ khơng đáp ứng nhưng cịn bị mắc kẹt trong trạng thái hoạt

Điều gì có thể xảy ra nếu một tải có mơ men qn tính lớn được kết nối? Khơng có sự khác biệt nào. Động cơ sẽ dừng lại từ từ.

Động cơ có thể khơng bị phanh nữa

Dịng điện vượt q có thể được tạo thành. bất kỳ sự tắt nào ngày sau đó sẽ là không thể .

Phanh cũng làm việc khi động cơ đứng yên như là một loại xe có phanh? Phải, khi các cuộn dây được cung cấp dòng điện. Mô men xoắn cogging được khuếch đại.

Không, ngay khi động cơ dừng, phanh có thể khơng cịn hoạt động chuyển đổi nữa. Điều này chỉ phụ thuộc vào mạch điện này.

Không, phanh này sử dụng sự cảm ứng từ của các nam châm vĩnh cửu của động cơ. Khơng có sự quay, khơng có từ trường đảo chiều cho pha

Sửa đổi thí nghiệm như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Xoay rô to bằng tay. bạn quan sát thấy cái gì?

Khi so sánh đáp ứng này với đáp ứng thu được bằng cách kích hoạt nút phanh, động cơ đáp ứng là như Trước đo, quay động cơ có thể bắt đầu dễ dàng. Chỉ các mô men xoắn cogging thông thường được hiện diện

<b>Kiểm tra</b>

Sự khác nhau giữa máy điện DC và động cơ BLDC là gì? Động cơ BLDC chỉ được thiết kế cho các tốc độ cao. Điều này khiến nó tốt hơn phù hợp cho tự động hóa nơi nó cần thiết để đạt được các vị trí trong thời gian ngắn nhất.

Sự chuyển mạch của các dòng điện được thực hiện bằng các van chất bán dẫn. Các cuộn dây trong rô to phải được di chuyển tới stator.

Đúng

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

Một động cơ BLDC không thể được sử dụng hoạt trong lớp bảo vệ (ví dự với các chất lỏng) như là trường hợp các động cơ DC truyền thống

Với một động cơ BLDC, có thể thực hiện một thiết kế gọn hơn với máy điện DC thông thường?

Phải, trước hết bởi vì bộ chuyển mạch có thể được bỏ qua, do đó rút ngắn chiều dài của máy điện này, và thứ hai, bằng cách di chuyển các cuộn dây bên trong stator quạt có thể được di chuyển bên ngoài của động cơ.

Phải, không giống như trong máy điện DC, biến thể của các cặp cực trong động cơ BLDC có nghĩa rằng các kích thước có thể được thay đổi để hầu hết bất kỳ cấu hình có thể có. Điều này cho phép khả năng hồn tồn mới, ví dụ bao gồm cả động cơ rơ to bên Không, thiết kế này là đồng nhất ngoại trừ bộ chuyển mạch.

Nhược điểm nào mà động cơ BLDC đối lập với các máy điện DC thông thường? Vị trí của rơ to điện phải được biết

Động cơ BLDC khơng thể kết nối với nguồn điện chính để đạt được khởi động giống như các máy điện

thơng thường.

Một động cơ BLDC được chịu mài mịn cao hơn nhiều là do sự chuyển mạch.

Thiết kế của một động cơ BLDC là phức tạp hơn so với các máy điện DC thông thường.

Động cơ BLDC chỉ thích hợp cho các tốc độ quay

Vật liệu nào làm cho các thuộc tính từ tính của nam châm vĩnh cửu tốt hơn Kim loại đất hiến

Đúng

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

Lõi sắt mềm

Đặc tính dịng điện nào bạn biết được sử dụng cho các máy điện BLDC? Hình dạng sin và Delta

hình dạng khối và răng cưa Hình dạng delta và răng cưa Hình sin và hình khối

Có bao nhiêu vị trí của rơ to là quan trọng cho điều khiển của máy điện BLDC?

Khi vị trí của rơ to được xác định với cảm biến Hall, các cuộn dây bên phải được cung cấp dòng điện như thế nào?

Xác định vị trí là tiếp tục và vị trí bên phải ln ln được bắt nguồn trong mối liên quan tới một điểm tham chiếu cụ thể.

Cảm biến Hall được kết nối trực tiếp tới các transistor Một trạng thái hoạt động được phân bổ cho một vị trí bằng cách của một bảng và các cuộn dây được chuyển đổi một cách thích hợp cho tình trạng này.

</div>