Aplicación del osciloscopio en la industria del motor sin escobillas DC.

- Nov 24, 2018-

Aplicación del osciloscopio en la industria del motor sin escobillas DC.

En los últimos años, los motores sin escobillas se han utilizado ampliamente en las industrias de control de alta precisión, como el control médico, industrial, electrónica de consumo y electrónica automotriz. El rendimiento de los motores sin escobillas depende en gran medida del controlador del motor, la etapa de desarrollo y de cómo los ingenieros pueden usar rápidamente el osciloscopio. ¿Análisis conveniente y realista de la señal del conductor? Este artículo presenta principalmente la prueba típica y el análisis de casos del osciloscopio de excavación digital ZDS4054Plus para el controlador del motor.

Primero, introducción del motor sin escobillas DC.

Con el desarrollo de la electrónica de potencia y la aparición de nuevos materiales de imán permanente, los motores de CC sin escobillas se han desarrollado rápidamente. Los motores de CC sin escobillas se han dado cuenta de la conmutación de los motores a través de dispositivos electrónicos, reemplazando los cepillos mecánicos tradicionales y los conmutadores. Consiste en un cuerpo de motor y un conductor y es un producto mecatrónico típico. Los devanados del estator del motor se realizan principalmente en una conexión en estrella simétrica trifásica, que es muy similar al motor asíncrono trifásico. Se adhiere un imán permanente magnetizado al rotor del motor y se monta un sensor de posición en el motor para detectar la polaridad del rotor del motor. El controlador está compuesto por dispositivos electrónicos de potencia y circuitos integrados, y funciona como: recibir las señales de arranque, parada y freno del motor para controlar el arranque, la parada y el freno del motor; recibir señales del sensor de posición y señales de avance y retroceso para controlar lo inverso Los puentes de alimentación de los transformadores se activan y desactivan para generar un par continuo; el comando de velocidad y la señal de realimentación de velocidad se aceptan para controlar y ajustar la velocidad; Proporcionando protección y visualización. Los motores sin escobillas se utilizan ampliamente en control médico, industrial, electrónica de consumo, herramientas eléctricas, vehículos eléctricos y otros campos debido a su bajo nivel de ruido, larga vida, alta velocidad, pequeño tamaño, buen rendimiento dinámico, gran torque de salida y diseño simple.

Como se muestra en la figura anterior, la MCU emite solo seis señales PWM a través del registro de configuración. El voltaje máximo es de solo 5V. No puede conducir directamente el motor. En su lugar, controla el tubo de potencia para operar el motor. El circuito del controlador suele estar compuesto por múltiples MOSFET. El eje motriz y el tubo de potencia del eje motriz del motor están formados. La conmutación del motor sin escobillas es que la conmutación se realiza detectando la posición del rotor. El método de conducción sensata es detectar la posición del rotor utilizando el sensor Hall. El método de conducción no inductivo es detectar y calcular la corriente durante la rotación del motor sin escobillas. Los parámetros como el voltaje y el cambio de voltaje, y la posición del rotor se estiman, y luego se realiza la conmutación.

Principio de conmutacion

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El motor sin escobillas está equipado internamente con un sensor Hall, que puede proporcionar una señal de salida de 1 o 0 según diferentes distribuciones de dirección del campo magnético en diferentes posiciones del rotor, y los tres sensores están instalados de manera uniforme, y ocurren 6 veces a nivel eléctrico. ángulo de 360 grados. El nivel de giro es de 60 grados de ángulo eléctrico cada vez, y la posición del rotor se mide de acuerdo con la codificación de la señal de los tres sensores. Este es el modo de manejo de sentido comúnmente usado. Además, el método de conducción no inductivo es detectar y calcular los parámetros como la corriente y el voltaje durante la rotación del motor sin escobillas, y estimar la posición del rotor y luego realizar la conmutación.

Principio de funcionamiento del circuito de conducción

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Como se muestra en la figura anterior, la MCU emite solo seis señales PWM a través del registro de configuración. El voltaje máximo es de solo 5V. No puede conducir directamente el motor. En su lugar, controla el tubo de potencia para operar el motor. El circuito del controlador suele estar compuesto por múltiples MOSFET. El eje motriz y el tubo de potencia del eje motriz del motor están formados. La conmutación del motor sin escobillas es que la conmutación se realiza detectando la posición del rotor. El método de conducción sensata es detectar la posición del rotor utilizando el sensor Hall. El método de conducción no inductivo es detectar y calcular la corriente durante la rotación del motor sin escobillas. Los parámetros como el voltaje y el cambio de voltaje, y la posición del rotor se estiman, y luego se realiza la conmutación.

El motor sin escobillas está equipado internamente con un sensor Hall, que puede proporcionar una señal de salida de 1 o 0 según diferentes distribuciones de dirección del campo magnético en diferentes posiciones del rotor, y los tres sensores están instalados de manera uniforme, y ocurren 6 veces a nivel eléctrico. ángulo de 360 grados. El nivel de giro es de 60 grados de ángulo eléctrico cada vez, y la posición del rotor se mide de acuerdo con la codificación de la señal de los tres sensores. Este es el modo de manejo de sentido comúnmente usado. Además, el método de conducción no inductivo es detectar y calcular los parámetros como la corriente y el voltaje durante la rotación del motor sin escobillas, y estimar la posición del rotor y luego realizar la conmutación.

Principio de funcionamiento del circuito de conducción

En la figura, Q1 a Q6 son FET de potencia. Cuando se requiere que la fase AB esté encendida, solo los tubos Q1 y Q4 deben estar encendidos, y los otros tubos se mantienen apagados. En este momento, la trayectoria de flujo de la corriente es: positiva → Q1 → bobina A → devanado B → Q4 → negativa. La MCU proporciona a la puerta de Q1 una señal PWM, y la puerta de Q4 es una señal normalmente abierta, por lo que puede controlar el voltaje efectivo del motor de accionamiento controlando el ciclo de trabajo de la señal PWM en la entrada Q1. Lo mismo es cierto para la otra conmutación de cinco pasos.

Como se muestra en la figura anterior, después de capturar la forma de onda durante mucho tiempo, ¿cómo analizar la señal de la unidad PWM o la señal anormal? Además, en la aplicación de servo industrial, bajo diferentes condiciones de trabajo, cuando se cambian diferentes cargas, que corresponden a un tiempo diferente. La forma de onda del controlador cambia o una señal anormal, toda la carga se cambia a un proceso estable durante mucho tiempo, y los detalles de la forma de onda deben verse a una gran profundidad de memoria. Para la situación anterior, el osciloscopio de la serie ZDS4000 admite ZOOM doble y garantiza una gran profundidad de memoria. El modo de zoom le permite establecer los coeficientes para las dos ventanas de zoom y usar la función de etiqueta inteligente para marcar cualquier señal de interés. En la figura, para la señal del controlador PWM, la forma de onda en la base de tiempo principal se amplifica en dos ventanas ZOOM respectivamente, ZOOM1 es la señal del ciclo PWM y ZOOM2 es la forma de onda de oscilación de un pico determinado de PWM. Bajo la garantía de una gran profundidad de almacenamiento, la frecuencia de muestreo es de 50MSa / s, para garantizar la autenticidad de los detalles de la forma de onda. Al mismo tiempo, con la función de etiquetado inteligente, como hacer una etiqueta en la base de tiempo principal, puede encontrar rápidamente los puntos de etiqueta en ZOOM1 y ZOOM2, puede ver el punto de etiqueta en ZOOM1, el tercer pico de PWM, que Se puede ver en ZOOM2. La oscilación y amplitud de la espiga.

resumen

El osciloscopio digital aburrido serie ZDS4000, con 512M de almacenamiento profundo, modo ZOOM dual, activación de plantillas, filtrado de hardware FIR y calibración inteligente, puede analizar de forma rápida y realista la forma de onda anormal del controlador del motor sin escobillas, que es la forma de onda de la industria del motor sin escobillas. ¡La depuración proporciona la solución perfecta!


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