Аутранер на трофийку

[Vladimir777]

https://v-kudryashov.livejournal.com/609.html
Какими бывают бесколлекторные двигатели:
- бездатчиковые, с датчиками холла, с энкодером.
На самом деле для работы двигателя всё равно нужно как-либо определять положение ротора и бездатчиковые двигатели не совсем бездатчиковые - положение ротора определяется по напряжениям в обмотках(противоЭДС), возникающих при вращении ротора и зависящих от его скорости и положения. Главная проблема - раскрутить ротор, стабильно определять положение таким методом можно только на высокой скорости. Про высокие динамические характеристики при таком управление можно забыть. Плюс такого решения - уменьшение цены. Именно такие двигатели используются в авиамоделизме, в шпинделе жестких дисков, в вентиляторах.
Датчики Холла устанавливаются на двигатели, от которых требуется уверенный старт, возможность работать на небольших оборотах и высокий момент с начала движения, но к точности положения ротора требования невысоки. Такие двигатели можно найти в капстанах видеомагнитофонов, в сидиромах, в транспортных средствах.
И наконец по энкодеру положение ротора определяют, когда важна точность разгона, позиционирования и торможения. Это сервоприводы станков. Энкодер в простейшем виде можно увидеть в старой мышке с шариком. Диск с множеством прорезей и оптопара дают несколько десятков срабатываний за один оборот. Промышленные энкодеры выполняются с высокой точностью, поэтому стоят дорого. Точность нужна для расчета ускорений привода, к электронике также высокие требования.
-Инраннеры и аутраннеры. Термины пришли из моделизма. Инраннер - цилиндрический ротор находится внтри двигателя(как на фотографях выше). Аутраннер - ротор в виде чашки вращается снаружи, а внутри расположен статор с обмотками. Аутраннеры имеют больше момент, но несколько меньшую мощность. Практически все промышленные двигатели - инраннеры, я знаю только линейку аутраннеров от Japan Servo. Но в моделизме аутраннеры распространены.
Кстати шаговые двигатели - это разновидность бесколлекторных двигателей, но с очень большим числом полюсов. Поэтому они имеют больше момент, но меньшую мощность. Бесколлекторый двигатель также можно использовать как шаговый, но шаг будет значительно больше, а момент удержания значительно меньше. Если же шаговый двигатель оснастить энкодером - можно значительно улучшить его динамические характеристики, получится дешевая альтернатива серводвигателям.

О контроллерах бесколлекторных двигателей и их схемотехнике я написал в следующей записи.
https://v-kudryashov.livejournal.com/842.html

[SPIRITUS]

Если же шаговый двигатель оснастить энкодером - можно значительно улучшить его динамические характеристики, получится дешевая альтернатива серводвигателям.

Вот есть желание попробовать шаговый двигатель на каждое колесо с ардуино в трофи. Т.е. пульт по сути не будет управлять двигателем через рег. Курком с пульта будет задаваться только желаемая скорость. Далее, в зависимости от дорожной обстановки, контроллер сам будет решать какое колесо крутить и с какой скоростью если принудительно не задан какой либо другой вариант движения.

[Марат0111]

Ардуино это что?

[Демон]

Интересный вариант. Был бы рядом поучаствовал бы в этом эксперименте (мотор-колесо)

[SPIRITUS]

Ардуино это что?

http://arduino.ru/

Просто некий переходник между нашей апой и исполнительными устройствами который можно сделать самому. Обычно все это применяется в роботах. Я начал внедрять постепенно в наши машинки, пока в основном в подвеску, но хочу уже попробовать для управления моторами, тем более шаговые двигатели не требуют больших токов.
Мне нравится тут тот факт что 1)можно как угодно все конфигурировать 2) пока у тебя элементная база ты можешь герметить так как хочешь и чем хочешь, а не так как это теперь делает производитель.

Еще интересный момент такого двигателя в трофи - полная герметизация. Фактически из гермобокса( колеса) выходят только провода. Мотор внутри и воде туда не пройти.

[Марат0111]

Вопрос к Vladimir777.
1. Можете пояснить отсутствие плавного старта моей шасси и зависание мотора с авторегулятором оборотов и отсутствие данных эффектов на шасси с авиарегулятором. Связаны ли эти явления с максимальным током регулятора и мощностью мотора?
2. Статью прочитал. Я правильно понял, что на обмотки двигателя подаётся напряжение постоянной величины, а управление скоростью и моментом происходит за счёт изменения силы тока. И при старте пока двигатель не начнёт вращаться величина тока в обмотках очень велика.

3. По принципу работы бк двигатель ближе к асинхронным машинам, чем к синхронным?

[Vladimir777]

Постараюсь ответить, но не быстро, я не великий электрик, тоже механик-)
БК это синхронник у которого обмотки возбуждения заменили на постоянные магниты и по обмоткам статора запускается вращающаяся волна изменяемой частоты для регулирования оборотов (а не переменный ток постоянной частоты, классический синхронник при разгоне кратковременно переходит в асинхронный режим.)
А ротор (внутренний/внешний) вынужден следовать за этой волной. http://electricalschool.info/main/os...dvigateli.html
По остальным вопросам позже.

Вот очень подробно изложено , только на англ. http://www.avislab.com/blog/wp-conte...lessMotors.pdf

[Freeman398]

Тоже очень интересна возможность совместить ардуино, шаговик и авто аппу. Но познаний в этом «0» .

[Vladimir777]

2. Статью прочитал. Я правильно понял, что на обмотки двигателя подаётся напряжение постоянной величины, а управление скоростью и моментом происходит за счёт изменения силы тока. И при старте пока двигатель не начнёт вращаться величина тока в обмотках очень велика.

Моментом отдельно не управляют, он напрямую связан с током проходящим через обмотку. Закон Ампера: сила, действующая на элемент длины проводника с током I,
помещенного в магнитное поле. Напряжение можно считать условно постоянным.
Для регулирования силы тока в фазе используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Способ подразумевает изменение ширины импульсов (скважности) тока.
А скорость вращения регулируется частотой импульсов от Гц до нескольких килогерц.

[Марат0111]

Для регулирования силы тока в фазе используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Способ подразумевает изменение ширины импульсов (скважности) тока.

Т.е. чем больше время открытия ключа тем больше ток в фазе?

[Марат0111]

Был на форуме у квадрокоптеров вот, чтовыяснил

У регулятора есть возможность настраивать турботайминг, речь обэтом? Если да то какая величина обычно у авиа регуляторов?

От 7 до 22 градусов. На Ваш моторчик обычно 15 градусов хватает, что как раз и есть настройка по умолчанию в большинстве.

[morti]

Т.е. чем больше время открытия ключа тем больше ток в фазе?

это стандартный способ регулирования мощности, я бы сказал самый правильный на данный момент развития электроники

[Vladimir777]

1. Можете пояснить отсутствие плавного старта моей шасси и зависание мотора с авторегулятором оборотов и отсутствие данных эффектов на шасси с авиарегулятором. Связаны ли эти явления с максимальным током регулятора и мощностью мотора?

Для плавного старта необходимо чтобы регулятор уверенно определял положение ротора. Видимо у плюша эта функция работает лучше.
http://www.rcdesign.ru/articles/radio/esc_intro
Когда ротор двигателя вращается, в его обмотках наводится напряжение, которое можно использовать для определения положения ротора. Эта идея реализована в регуляторах хода бесколлекторных электродвигателей, которым не нужны датчики положения ротора. Вместо них используются обмотки статора. Типовая схема определения момента коммутации обмотки для одной фазы выглядит так:

В схеме используется компаратор и делители напряжения на резисторах. В качестве компаратора большинство фирм использует микросхему L339. Поскольку на напряжение наводки накладывается поданное с аккумулятора на обмотки тяговое напряжение, результат компарирования необходимо стробировать в контроллере, - принимать только тот переход через 0, который не совпадает по времени с коммутированием обмоток. Впрочем, если это уже не понятно, то не стоит ломать голову. Важно одно: пока ротор не вращается, такое определение положения не работает. Чтобы запустить неподвижный двигатель, вводится режим пуска. Контроллер начинает переключать обмотки последовательно, независимо от положения ротора с небольшой скоростью. Как только ротор сдвинется, появится обратная связь, и двигатель выйдет на режим.

Относительно связи с максимальным током регулятора и мощностью мотора. Трудно сказать. В вашем случае неустойчивая работа на более мощном регуляторе может быть связана с работой генератора на малой частоте. По общему правилу лучше когда рабочий диапазон регулятора начинается с меньшей частоты для уверенного старта. Можно ещё проверить настройки регулятора. Тайминг и т.д.

[Марат0111]

Почитал статью в соседней ветке у квадрокоптеров, вот выдержка

Кроме деления по возможностям настройки, регуляторы так же делятся по физическим возможностям. Некоторые регуляторы рассчитаны на напряжение питания 12В, в то время как другие поддерживают батареи до 90В. Впрочем, с точки зрения микроконтроллера и его программы, задача одна и та же - переключать ключи по мере вращения ротора. Наиболее очевидное изменение, это детали, которые используются на печатной плате. FET'ы должны быть рассчитаны на более высокое напряжение, что зачастую, означает, что они имеют более высокое сопротивление, а стало быть не так хороши

А регулятор расчитан на 6 S. В другой статье прочитал, что есть такое понятие , как «емкость затвора» мосфета. И по замерам ток при старта у авторегулятора начинается с 0,3-0,4А, а не с 0.1А как у авиа регулятора. А раз величина тока в фазе зависит от длительности импульса то возможно мосфеты просто не могут обеспечит более короткий импульс из-за большей емкости затворов. Ведь при старте в гору да ещё и с грузом плавности более чем достаточно, т. е. с частотой проблем нет.

[Vladimir777]

Наверное можно прогнать какие нибудь замеры на осциллографе и тогда все вопросы прояснятся окончательно.
В квадрокоптерной теме долго перетирали многополюсные аутранеры типа блинчик с большим крутящим
моментом и очень низким КВ. Из своего опыта могу сказать. Я мучил EMax 2822 на стенде с различными пропами
(традиционная схема обмоток - треугольник.) Максимальный проп. 10 " больше нельзя , перегревался двигатель.
Разобрал места соединения обмоток и переключил на звезду. КВ снизился и мощность упала тоже но проп 12"
стал нормально раскручивать.

[Марат0111]

Осцилографа нет. Осталось только подождать моторчик меньшего диаметра и большей мощности скорпион 2215 на 1400 kv. Диаметр меньше следовательно ток для старта нужен будет больше. Хотя по габаритам он почти такойже, как 2822, разница пару мм на диаметр. Ну а дальше эксперименты с регуляторами, может быть.

[SPIRITUS]

регулятор расчитан на 6 S. В другой статье прочитал, что есть такое понятие , как «емкость затвора» мосфета. И по замерам ток при старта у авторегулятора начинается с 0,3-0,4А, а не с 0.1А как у авиа регулятора. А раз величина тока в фазе зависит от длительности импульса то возможно мосфеты просто не могут обеспечит более короткий импульс из-за большей емкости затворов. Ведь при старте в гору да ещё и с грузом плавности более чем достаточно, т. е. с частотой проблем нет.

Грубо говоря из наблюдений(в среднем, потому что порой есть исключения)... чем больше количество силовых элементов но меньше размеры и чем сложнее конструкция тем точнее работа рега и плавнее движение...но...только на максимальном напряжении или около того. Но при этом такие реги чаще всего горят от любой неприятности и очень чувствительны к прегреву.
Если силовые элементы большого размера и их мало, то рег не дает плавности, но его практически невозможно убить. порой терпит и кратковременное КЗ. Перегреть очень сложно.

Вроде бы все ясно, ставим первый вариант и аккуратно эксплуатируем на строго рассчитанных режима, передатках и т.п. Но...это в гонках на трассе все это можно рассчитать. Тут все сложнее и пришлось механически решать проблему. И выбирать особые варианты.
- Забываем про мощность и токи и выбираем момент и размер для того что бы компенсировать уязвимость. Т.е. просто запас.
- ставим муфты что бы дать мотору чуток раскрутится что бы рег понял что что уже можно работать на максимум
- максимально возможным напряжением повышаем устойчивость работы и еще больше снижаем и без того малые потребные токи. Основная задача в том что бы мотор мог даже на непонятном стартовом режиме с ограниченным током легко стартануть модель.
- выбираем низкое КВ что бы не иметь инерционную трансмиссию, но иметь инерционный ротор. На который ставим демпферы которые будут механически сглаживать электрические рывки в виду несовершенства тупого рега, а момент инерции позволяет иметь плавность при резких затыках извне.

По сути бесполезно пытаться использовать какой то один фактор и стараться с помощь него решить все проблемы и получить идеал. Но если подойти комплексно и предложить некоторые решения на каждую проблему, то чуть ли не любое сочетание самых неудачных моторов и регов можно заставить работать плавно, но только если есть разные шаськи с разными задачами и характеристиками поскольку порой приходится чем то жертвовать. Например одна система ну ни как на трофи не тянет и диапазон работы скорее краулерный. На другой системе приходится ограничивать сферу применения. Например она прекрасно ведет себя на коротких заездах с переменной нагрузкой, но не переносит длительное езды под большой нагрузкой и т.п.

[Марат0111]

Основная задача в том что бы мотор мог даже на непонятном стартовом режиме с ограниченным током легко стартануть модель.

Мотор то легко стартует, просто мин. скорость ограничена тем, что пусковые токи начинаются не с 0,1А, как на авиарегуляторе, а с 0,3-0,4А.

Привязал к модели гирю весом 3 кг. выбрал слабину шнура и начал плавно трогаться таща гирю волоком, старт с гирей получается плавный, минимальная скорость какая хочешь, зависания мотора при наезде на препятствие пропали, правда появились при съезде, т.е. когда мотор разгружается и снова резко принимает нагрузку. Если надо могу снять видео.

В настоящий момент пропала возможность настройки регулятора (после обновления) по гарантии скоро приедет новый. Попробую выставить турботайминг от 7 до 22 градусов.

Еще бы характеристики фетов, как то сравнить. Надо поискать знакомых с осцилографом.

Ведь на авиарегуляторе, даже с газом в пол с места происходит плавный набор скорости без пробуксовки колес. Должна же быть какая то закономерность.

[morti]

это достаточно просто объясняется. Условно процессоры работают одинаково, но т.к. у более мощных ключей затвор большей емкости, работают они по разному, когда слабый полевик открыт, сильный еще полуоткрыт, ждет накопления нужного напряжения. соответственно при одной и той-же длительности управляющего сигнала действующее напряжение на выходе разное, у слабого почти идеальный прямоугольник, у мощного типа пилы. позже наступает момент когда время заряда практически не влияет на длительность выходного сигнала и они работают одинаково.

ну и в авиа специально задано ограничение времени выхода на максимальные обороты, т.к. рывок на высоких оборотах может скинуть винт(крепление резиновым кольцом) либо поломать лопасть.

[Марат0111]

Тоже склоняюсь к этому. Осталось попробовать еще пару регуляторов:
1. С напряжением которое равно напряжению батареи используемой на шасси и запасом по току.(напряжение= 3S и током 150А)
2. С запасом по напряжению и номиналом по току = току двигателя. (например 4-6 банок и 30А тока)
3. С номиналом по току и по напряжению = напряжению и току двигателя.

Жаль нет столько.

[SPIRITUS]

Мотор то легко стартует, просто мин. скорость ограничена тем, что пусковые токи начинаются не с 0,1А, как на авиарегуляторе, а с 0,3-0,4А.

Ну дык понизьте...какие проблемы?
Или передатку в 3-4 раза увеличьте, а скорости добейтесь уже иными средствами.

Ну например, попробуйте удлинить провода от рега к мотору. Попробуйте притормозить трансмиссию чем либо. Вы просто зациклились на особенностях регулей, а нам же не дано на них влиять...Даже если вы выясните в чем там дело, то через год поколение регов сменится и все...привет. Так с Мамбами произошло. Были прошивки интересные и плавные, потом бац, их больше нет. Можно реги было заливать, а теперь бац и уже залиты хрензнает чем...

Попробуйте творческий подход

Ведь на авиарегуляторе, даже с газом в пол с места происходит плавный набор скорости без пробуксовки колес. Должна же быть какая то закономерность.

Я вам больше скажу...хорошая апа катастрофически порой улучшает плавность. То что на стоке авто дергается, на авиа апе с определенными настройками едет изумительно.
А набор скорости вообще можно сделать любой. Даже на льду буксовать не будет, а будет плавно разгоняться)))) Я у себя всегда применяю понижение динамики даже на апе. У меня и серва и канал газа настроен так что от скорости нажатия пальца не зависит динамика. Разумеется это все под определенный режим, но всеже...

[Current]

это достаточно просто объясняется. Условно процессоры работают одинаково, но т.к. у более мощных ключей затвор большей емкости, работают они по разному, когда слабый полевик открыт, сильный еще полуоткрыт, ждет накопления нужного напряжения. соответственно при одной и той-же длительности управляющего сигнала действующее напряжение на выходе разное, у слабого почти идеальный прямоугольник, у мощного типа пилы. позже наступает момент когда время заряда практически не влияет на длительность выходного сигнала и они работают одинаково.

Если-б там была пила, полевикам быстро приходила б хана) Их греет время переключения, точнее, большое сопротивление в полуоткрытом состоянии. Проц управляет затворами мощных транзисторов через буферную микросхему - драйвер полумоста, которая максимально быстро открывает и закрывает полевики.

[Марат0111]

Проц управляет затворами мощных транзисторов через буферную микросхему - драйвер полумоста, которая максимально быстро открывает и закрывает полевики.

Почему минимальный ток старта у авторегулятора 0,4А, а у авиа 0,1А.

[Current]

У авторега прошивка заточена на резкий старт, а у авиа - на плавное раскручивание винта, обладающего немалой инерцией. Моё неправильное мнение.

[Марат0111]

У авторега прошивка заточена на резкий старт

Тогда откуда зависания мотора.

[Current]

Задача для авторега нетипичная - плавно раскрутить под нагрузкой бездатчиковый многополюсный мотор, отсюда и кривой старт со ступенькой.

Тоже сейчас экспериментирую с большим аутраннером на вездеходе восьмого масштаба. И тоже столкнулся с резким стартом 10-полюсного аутраннера, при плавной даче "газа". Надеюсь победить настройками и кривыми газа Мамбы, благо их у нее много.

[Марат0111]

Задача для авторега нетипичная - плавно раскрутить под нагрузкой бездатчиковый многополюсный мотор, отсюда и кривой старт со ступенькой.

Парадокс в том, что под нагрузкой мотор раскручивается плавно, и с какой хочешь скоростью, на видео видно старт модели в гору с гирей.

[SPIRITUS]

Парадокс в том, что под нагрузкой мотор раскручивается плавно, и с какой хочешь скоростью, на видео видно старт модели в гору с гирей.

А вы попробуйте поуправлять плавно мотором который не установлен на модель вообще))) Вот там будут рывки))) А так да, до определенного уровня нагрузки все становится планее. Многое конечно от соотношения параметров зависит, но мотор под нагрузкой с тем же регом обычно тянет гораздо более ровно.

Кстати проп у авиа - это таже самая гиря...фактически если на вал посадить большой проп, то авто модель поедет куда лучше. На некоторых шасси ставится огромный маховик для плавности и отсутствия провалов и рывков.

[naguluf]

Над внешним видом сильно не ржать)) я не заморачивался пока по этому поводу)))

[Марат0111]

Это киловатный движок с кв 800 весом 180 грамм? Еще вопрос у него диаметр вала 5 мм. Точили вал под пиньон?
Еще бы в тему про MST CFX W написали про амортизаторы и их установку (желательно с фото ). Заметил стоят под углом кажется не на штатных местах.

А едет клево.
Зачем Вам тогда заморачиваться с другим движком?