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如何讓無刷馬達低速能轉的順

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阿信
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#1 引用回覆 回覆 發表時間:2005-08-22 22:00:29 IP:220.228.xxx.xxx 未訂閱
最近開始在摸無刷馬達 但是對無刷馬達會有頓點 低速轉起來不順的特性 感到不滿意 有人說 無刷馬達不適合低速運轉 就沒辦法讓無刷馬達沒有頓點 低速能轉的順嗎!

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#2 引用回覆 回覆 發表時間:2005-08-23 00:27:05 IP:59.113.xxx.xxx 未訂閱
不會ㄚ...你的低速是指多低速?有載無載? BLDC做好電流控制,低速還是可以轉的很好的.
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走是為了到另一境界,停是為了欣賞人生;未走過千山萬水,怎知生命的虛實與輕重!?
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#3 引用回覆 回覆 發表時間:2005-08-23 16:58:20 IP:211.21.xxx.xxx 未訂閱
低速就是剛起步的時候 大約是1000rpm以下 目前是無載 用大電流是個方法 只是這樣能量就浪費了 我在想 要讓轉子跟定子的吸力 不管在哪個角度都一樣

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#4 引用回覆 回覆 發表時間:2005-08-23 23:07:15 IP:59.113.xxx.xxx 未訂閱
不須用大電流, 電流大小取決於你的負載. 至於轉子與定子不管在那個角度吸力都一樣??無載, 當系統達到定轉速, 可能. 有加減速或加洩載是辦不到的. 這個控制的好不好, 還是要取決於你的電流迴路的控制特性.不曉得你的控制架構是? 一般會有電流迴路與速度迴路, 電流迴路為內迴路, BW須為速度迴路的10倍以上. 有做位置控制的, 於外迴路還會加一個位置迴路. 而定轉矩迴路就加在電流迴路裡.
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#5 引用回覆 回覆 發表時間:2005-08-24 13:59:17 IP:61.66.xxx.xxx 未訂閱
我有去看書了 因為我想做的是電動車 必須要做平穩的加速(緩啟動) 且要用無刷來提高效率 目前遇到這個 頓轉轉矩 再啟動時要克服它 換言之 低速必然不能平順的運轉 有另一種不使用鐵心的無刷 沒有頓轉轉矩 但是相對轉動力矩較小 斜槽式鐵心 可以將頓轉作用平均掉 應該是好方法吧

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#6 引用回覆 回覆 發表時間:2005-08-24 21:19:40 IP:59.113.xxx.xxx 未訂閱
可以說明一下你的控制架構嗎? 控制沒搞好其他可能都是白費喔~~
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#7 引用回覆 回覆 發表時間:2005-08-26 09:40:15 IP:61.66.xxx.xxx 未訂閱
我現在還沒有什麼架構 就是三相H-Bridge 120度通電 不使用PWM 使用電源供應器做CV/CC Sensorless/OpenLoop/無載 請教正大怎樣才算是個好的架構

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#8 引用回覆 回覆 發表時間:2005-08-27 01:49:51 IP:59.113.xxx.xxx 未訂閱
一般為上圖所示, 虛線內為電流迴路.外面一層為速度回路. 這是兩層的控制架構. 其中Ia*為電流命令, Ia為實際電流.Wr*為速度命令, Wr 為實際速度. 一般控制器多使用PID controller. 而電流迴路受控系統可等效為1/(S+Ra), 速度迴路控制系統可等效為1/(JS+B). 其中Ra為電路的等效電阻, J為馬達轉動貫量, B為馬達轉子黏滯摩擦系數. 詳情可以去看看控制系統相關書籍, 即可了解.
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#9 引用回覆 回覆 發表時間:2005-08-27 01:56:11 IP:59.113.xxx.xxx 未訂閱
硬體實現方面, 一般會使用六個開關的方式. 不使用120度通電的方式, 因電力系統的電並不穩定, 也不便於直接控制. 一般會將3相電先整流為DC, 再由六個開關以SPWM的方式切出3相弦波信號, 如此馬達3相的電壓與電流才易於控制.(控制馬達主要在控制電流) 運轉順利的3相 AC Motor你可以去量它的3相電流波形, 會是 3相弦波信號.
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#10 引用回覆 回覆 發表時間:2005-08-28 12:10:21 IP:218.163.xxx.xxx 未訂閱
無刷電動車應該都是用電池,不太可能用到AC馬達 頓轉距用斜槽是可行,但會受繞線限制,有一定的極限. 另一個方法,應該是用非對稱的定轉子極數 但這些問題,應該是馬達廠設計上的問題,除非你打算自己設計生產, 否則應該只能挑現有的 而低速不順,馬達極數應該也有關係 如果像步進馬達極數很多,低速特性應該就會比較好 如果像一般無刷hall型可能三極而已,低速旋轉特性就可能比較差 利用減速如齒輪箱或皮帶輪,低速特性應該會好很多,但又受成本及空間限制 Sensorless問題就更大了 妳沒有回授下,電動車負載不明,妳要用什麼方式去修正妳的輸出? 平地&上坡,胖的跟輕的,車子跑起來一定不一樣 如果妳打算用電流回授,那妳最好有馬達的特性曲線圖,從取得的電流換算出 目前的轉速和速度,但這不會是一個很穩定的方法,難度高,成本也不低 另外一個辦法用encoder,用磁盤或光盤來回授 所以我的想法 1.去找一個頓轉距好一點的馬達,不用通電妳用手轉,就知道會不會頓 2.PID PWM or PAM(PAM我沒用過,但我覺得低速會比較好)Sensorless 3.做encoder 如果只是玩玩或case這樣成本跟效果應該都可以接受,不管有刷無刷跑起來效果都不會差到那去

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#11 引用回覆 回覆 發表時間:2005-08-29 00:05:05 IP:203.203.xxx.xxx 未訂閱
可以透過計算電流頻率去換算轉速.轉子位置可透過3相電流波形與6個關的on/off去判斷.
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#12 引用回覆 回覆 發表時間:2005-08-29 14:15:03 IP:61.66.xxx.xxx 未訂閱
謝謝正大 不過這些基礎理論與電路 我當然知道囉    我的重點是 把自動控制理論轉成實際的控制器 並且維持平滑加減速 不會頓 不會抖 不會暴衝    我已經是三相H-Bridge 不是電力系統的電啦 120度通電 是像下面這樣 ----------------------------------------------------------- 也謝謝diroex >另一個方法,應該是用非對稱的定轉子極數 定轉子極數不是一定要互質嗎 Sensorless是利用反電動勢越零的檢測 來判斷轉子位置 >從取得的電流換算出目前的轉速和速度 轉速不是由控制器控制的嗎? 重點是調整電流 讓馬達不失控不是嗎? --------------------------- 關於Sensorless控制 目前所採用的辦法 有五個步驟 1.定位 2.加速(開迴路控制 額定電流 特別的啟動算法) 3.穩定 4.鎖相迴路(PLL)捕獲 5.運行(PLL鎖定) 我想現在暫時就用額定電流 讓馬達啟動吧

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#13 引用回覆 回覆 發表時間:2005-08-30 01:52:54 IP:203.203.xxx.xxx 未訂閱
這樣的波形不夠圓滑, 容易抖動與頓點. 做實驗看看你就知道了.    控制器的實現目前都用MCU或DSP了. 先設計好控制器(由Matlab去模擬設計,當然要先測得系統轉移涵數).OK 後就是數位化的過程了.有學過數位控制嗎? 連續時間函數經取樣, 轉成離散時間涵數.
 
   x'=a*x b*u
   y=c*x             數位化後:
   
   x(n 1)=A*x(n) B*u(n)
   y(n)=C*x(n)
數位化後就只剩疊代與取樣問題了. 這些就看你coding 與規劃能力了. 發表人 - ㊣ 於 2005/08/30 01:54:13
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#14 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-01 04:02:46 IP:218.163.xxx.xxx 未訂閱
磁鐵會將鐵心吸到中心對位,所以如果磁鐵在左右兩端,轉子停止,轉子矽剛片自然也會往左右兩側吸靠. 所以兩極馬達靜態本身就存在一個力量在拉扯. 高速時,這力量自然會被均化掉. 低速自然就會出現. 斜槽或非對稱都是為改善,轉子分佈到定子的質量. 非對稱應該最能解決頓轉距,一般好像應用在多極伺服馬達如17:16或風力發電機.缺點是,效率會差一點. http://emotors.ncku.edu.tw/motor_learn/userboard/look.asp?id=1144&page=1&ADMIN=1 http://emotors.ncku.edu.tw/motor_learn/userboard/look.asp?id=982&page=1&ADMIN=1 供參考 另外還有幾篇電動車控制論文,有需要再mail給你 發表人 - diroex 於 2005/09/01 04:13:15
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#15 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-03 12:09:32 IP:61.66.xxx.xxx 未訂閱
謝謝二位的指導 我自己也有去看了些資料 對無刷馬達的特性 已經有了初步的了解了 頓轉矩大 是無刷馬達的特性 這種特性 造成平順運轉的困難 如果要小 要用無鐵心式無刷 特性是 轉矩小 轉速快 還看到另一種 磁阻馬達 我覺得這才是我理想中的馬達 磁阻馬達 構造簡單 無頓轉矩 且轉矩大 綜合效率高 高低速運轉平順 無發電機特性 但控制複雜 To ㊣大: 您說 "BLDC做好電流控制,低速還是可以轉的很好的" 但我看了許多資料 論文 都告訴我 "無刷馬達不適合低速運轉" 只能額定電流啟動 且避免在低速區(1/10額定轉速)工作 然後您又提到控制架構 控制架構對馬達非常重要 但是頓轉矩的問題還是沒解決啊! To diroex: 電動車控制的論文 可以給網址嗎 如果有非公開的資料更好 你給的網頁我連不上耶@@~ 非對稱的定轉子極數是指 定子6極 轉子8極 或是定子9極 轉子16極這樣嗎? 發表人 - 阿信 於 2005/09/03 13:20:21

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#16 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-03 13:05:31 IP:203.203.xxx.xxx 未訂閱
呵...在下畢業論文就是切換式磁阻馬達控制, 以FPGA為基礎, 實現整個驅動系統.    切換式磁阻馬達 SRM , 仍然會有轉矩漣波問題, 低轉速一樣會有問題. 我在做控制時只能控制在100rpm左右, 太低時轉矩漣波太大.頓的很明顯    "BLDC做好電流控制,低速還是可以轉的很好的"-->因為我呆的地方就在做BLDC sever driver, 控制的就不錯,60 rpm 不是問題. 你要不要買台回去玩玩看
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#17 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-03 13:10:22 IP:203.203.xxx.xxx 未訂閱
補充: 改善SRM 低速特性, 可增加極數, 不過極數一多就很像步進馬達了. 隱極式的磁阻馬達,又稱同步磁阻馬達,就沒有切換式磁阻馬達的大轉矩特性了. 有利有弊~~~
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#18 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-03 13:30:54 IP:61.66.xxx.xxx 未訂閱
哇 太好了! 論文可以讓我看看嗎? SRM的結構看起來 低速應該能轉的很好才是啊 磁阻馬達市面上應該買不到吧 正兄是怎麼取得的 BLDC能在60RPM平順運轉 真的厲害 那要光編碼盤吧 還是...

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#19 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-03 13:52:22 IP:203.203.xxx.xxx 未訂閱
mail 給我. 有的接計劃, 有的進口買的. 計劃接相關的, 計劃結束我就拿來玩了.
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#20 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-03 14:06:02 IP:203.203.xxx.xxx 未訂閱
引言: BLDC能在60RPM平順運轉 真的厲害 那要光編碼盤吧 還是...
要一個1轉2500 pluse的 Encoder
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#21 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-03 14:37:11 IP:61.66.xxx.xxx 未訂閱
mail我用簡訊傳給你了 謝謝正大 >有的接計劃, 有的進口買的. 計劃接相關的, 計劃結束我就拿來玩了. 看起來還是要找廠商 進口的是找哪家啊 >要一個1轉2500 pluse的 Encoder 好精密的回授控制

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#22 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-03 15:26:48 IP:203.203.xxx.xxx 未訂閱
引言: mail我用簡訊傳給你了 謝謝正大 >有的接計劃, 有的進口買的. 計劃接相關的, 計劃結束我就拿來玩了. 看起來還是要找廠商 進口的是找哪家啊 >要一個1轉2500 pluse的 Encoder 好精密的回授控制
那家廠商我忘了, mark貼在馬達上, 太久忘了. SRM國內沒生產, 學術界要研究都要靠進口. Paper我找一下再mail給你.
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#23 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-03 17:29:49 IP:61.66.xxx.xxx 未訂閱
Paper我收到了 我好好K一K SRM有噪音及轉矩漣波 怎麼發生的?

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#24 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-03 17:43:56 IP:203.203.xxx.xxx 未訂閱
引言: Paper我收到了 我好好K一K SRM有噪音及轉矩漣波 怎麼發生的?
低速較易發生, 開關切換較低頻時就容易聽到聲音. 而轉矩漣波是本身特性使然, 它會有一區域向前激磁不會動, 向後激磁也不會動.這必須要靠貫性來避開這一區. 這是它有轉矩漣波的一個主要原因.
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#25 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-03 19:58:37 IP:218.163.xxx.xxx 未訂閱
>磁阻馬達 構造簡單 無頓轉矩 且轉矩大 >綜合效率高 高低速運轉平順 無發電機特性 >但控制複雜 磁阻馬達我沒摸過,我直覺妳可能很快會發現,有2個致命的特性,應該不適用在電動車 1個是體積 另一個應該是效能...

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#26 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-03 21:36:53 IP:203.203.xxx.xxx 未訂閱
引言: >磁阻馬達 構造簡單 無頓轉矩 且轉矩大 >綜合效率高 高低速運轉平順 無發電機特性 >但控制複雜 磁阻馬達我沒摸過,我直覺妳可能很快會發現,有2個致命的特性,應該不適用在電動車 1個是體積 另一個應該是效能...
SRM這兩方面不用擔心, 它轉子無繞組, 無轉子銅損, 和一般馬達相比效率都是較高的. 已經有人將它運用在電動車的驅動上了.
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#27 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-04 00:29:56 IP:218.163.xxx.xxx 未訂閱
電動車一個很大的限制在於它的續航力,完全受限於電池 而磁阻馬達轉距特性應該類似感應馬達加上凸極性反作用轉矩 我的認知,馬達有三大類 線圈對線圈,串激馬達 線圈對磁鐵,DC/步進 線圈對金屬如感應馬達,磁阻馬達 當同樣的線圈.同樣的電力,施加在磁鐵和金屬,何者吸力最大? 如果要將磁阻馬達應用在電動車,今天這個線圈跟DC MOTOR相比 能量守衡下,要達到同樣的轉矩,是不是意味著妳必需加入更多的能量, 才能將轉矩提升彌補金屬材質與磁鐵特性差距 DC馬達本身磁鐵已經儲存了能量,妳只要負擔另一半的能量 而感應型馬達卻必需完全靠電力供給 也就是說這類型的馬達會較已儲存能量的馬達,電池更快沒電 所以我認為這在電池供電是很大的缺點

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#28 引用回覆 回覆 發表時間:2005-09-04 00:58:24 IP:203.203.xxx.xxx 未訂閱
diroex兄: 建議您, 詳細認識一下切換式磁阻馬達. 我摸了2年多. 國外很多設計馬達的都在玩SRM. 我個人說也沒什麼說服力. 您可以去搜尋一下相關資料, SRM 的design paper, IEEE也不少了.
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#29 引用回覆 回覆 發表時間:2007-02-26 17:51:11 IP:220.135.xxx.xxx 訂閱
Dear 阿信
看了您們大家的文章,請問一下後來您無刷馬達低速運轉頓點的問題是否解決了嗎?還是你換了磁組馬達,就可以把這問題都處理了??

thanks!

===================引 用 文 章===================
謝謝二位的指導 我自己也有去看了些資料對無刷馬達的特性 已經有了初步的了解了 頓轉矩大 是無刷馬達的特性這種特性 造成平順運轉的困難如果要小 要用無鐵心式無刷特性是 轉矩小 轉速快 還看到另一種 磁阻馬達我覺得這才是我理想中的馬達 磁阻馬達 構造簡單 無頓轉矩 且轉矩大 綜合效率高 高低速運轉平順 無發電機特性 但控制複雜 To ㊣大: 您說 "BLDC做好電流控制,低速還是可以轉的很好的" 但我看了許多資料 論文 都告訴我 "無刷馬達不適合低速運轉" 只能額定電流啟動 且避免在低速區(1/10額定轉速)工作 然後您又提到控制架構控制架構對馬達非常重要但是頓轉矩的問題還是沒解決啊! To diroex: 電動車控制的論文可以給網址嗎如果有非公開的資料更好 你給的網頁我連不上耶@@~ 非對稱的定轉子極數是指定子6極 轉子8極或是定子9極 轉子16極這樣嗎? 發表人 - 阿信 於 2005/09/03 13:20:21
chung1003
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#30 引用回覆 回覆 發表時間:2010-08-06 11:51:24 IP:114.26.xxx.xxx 訂閱

===================引 用 阿信 文 章===================
最近開始在摸無刷馬達但是對無刷馬達會有頓點低速轉起來不順的特性感到不滿意 有人說 無刷馬達不適合低速運轉就沒辦法讓無刷馬達沒有頓點低速能轉的順嗎!


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BLDC
轉子磁瓦採用斜極試試先試試斜15度角~再慢慢調整大一點~辭瓦採用1分2(沏斜角)
註:原本磁瓦長40MM就分2片 20MM*2 2塊磁瓦不能對齊~要採用斜極
原本磁瓦寬10MM就分2片 10MM*2 2塊磁瓦需平行~但都要沏斜角
會大大減少啟動頓扭距發生
目前我這邊從開始啟動慢慢升到50rpm~100rpm幾乎無頓感
自己試試吧~看結果怎樣在跟我說
編輯記錄
chung1003 重新編輯於 2010-08-06 11:59:28, 註解 無‧
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