Zastosowanie oscyloskopu w bezszczotkowym silniku DC
W ostatnich latach silniki bezszczotkowe były szeroko stosowane w wysoce precyzyjnych branżach kontrolnych, takich jak medycyna, kontrola przemysłowa, elektronika użytkowa i elektronika samochodowa. Wydajność silników bezszczotkowych zależy w dużej mierze od sterownika silnika, etapu rozwoju i tego, jak inżynierowie mogą szybko korzystać z oscyloskopu. Wygodna i realistyczna analiza sygnału kierowcy? Niniejszy artykuł wprowadza głównie typową analizę i analizę przypadku oscyloskopu cyfrowego ZDS4054Plus dla sterownika silnika.
Najpierw wprowadzenie bezszczotkowego silnika DC
Wraz z rozwojem energoelektroniki i pojawieniem się nowych materiałów z magnesami trwałymi, szybko opracowano bezszczotkowe silniki prądu stałego. Bezszczotkowe silniki prądu stałego zrealizowały komutację silników za pomocą urządzeń elektronicznych, zastępując tradycyjne szczotki mechaniczne i komutatory. Składa się z korpusu silnika i napędu i jest typowym produktem mechatronicznym. Uzwojenia stojana silnika są w większości wykonane w trójfazowe symetryczne połączenie gwiazd, które jest bardzo podobne do trójfazowego silnika asynchronicznego. Namagnesowany magnes trwały przykleja się do wirnika silnika, a czujnik położenia jest zamontowany w silniku w celu wykrycia polaryzacji wirnika silnika. Sterownik składa się z urządzeń energoelektronicznych i układów scalonych i działa jako: odbiór sygnałów start, stop i hamulca silnika w celu sterowania uruchamianiem, zatrzymywaniem i hamowaniem silnika; odbieranie sygnałów czujnika pozycji oraz sygnałów do przodu i do tyłu w celu sterowania odwrotnością Mostki energetyczne transformatorów są włączane i wyłączane w celu generowania ciągłego momentu obrotowego; polecenie prędkości i sygnał sprzężenia zwrotnego prędkości są akceptowane do sterowania i regulacji prędkości; zapewnienie ochrony i wyświetlania. Silniki bezszczotkowe są szeroko stosowane w medycynie, sterowaniu przemysłowym, elektronice użytkowej, elektronarzędziach, pojazdach elektrycznych i innych dziedzinach ze względu na niski poziom hałasu, długą żywotność, dużą prędkość, niewielkie wymiary, dobre osiągi dynamiczne, duży moment obrotowy wyjściowy i prostą konstrukcję.
Jak pokazano na powyższym rysunku, MCU wysyła tylko sześć sygnałów PWM przez rejestr konfiguracji. Maksymalne napięcie wynosi tylko 5V. Nie może bezpośrednio napędzać silnika. Zamiast tego steruje rurą zasilającą, aby obsługiwać silnik. Obwód sterownika składa się zazwyczaj z wielu tranzystorów MOSFET. Napędzana jest oś napędowa i rura napędowa osi napędu silnika. Komutacja bezszczotkowego silnika polega na tym, że komutacja odbywa się przez wykrycie położenia wirnika. Metoda sensownej jazdy polega na wykrywaniu pozycji wirnika za pomocą czujnika Halla. Metoda indukcji nieindukcyjnej polega na wykrywaniu i obliczaniu prądu podczas obrotu silnika bezszczotkowego. Parametry takie jak zmiana napięcia i napięcia oraz położenie wirnika są szacowane, a następnie przeprowadzana jest komutacja.
Zasada komutacji
Bezszczotkowy silnik jest wewnętrznie wyposażony w czujnik Halla, który może dawać sygnał wyjściowy 1 lub 0 w zależności od różnych rozkładów kierunku pola magnetycznego w różnych położeniach wirnika, a trzy czujniki są równomiernie zainstalowane i występują 6 razy w układzie elektrycznym kąt 360 stopni. Poziom przerzucania wynosi za każdym razem kąt elektryczny 60 stopni, a położenie wirnika jest mierzone zgodnie z kodowaniem sygnału trzech czujników. Jest to powszechnie stosowany tryb napędu zmysłów. Ponadto, nieindukcyjnym sposobem jazdy jest wykrywanie i obliczanie parametrów, takich jak prąd i napięcie podczas obrotu silnika bezszczotkowego, oraz oszacowanie położenia wirnika, a następnie przeprowadzenie komutacji.
Zasada działania układu jezdnego
Jak pokazano na powyższym rysunku, MCU wysyła tylko sześć sygnałów PWM przez rejestr konfiguracji. Maksymalne napięcie wynosi tylko 5V. Nie może bezpośrednio napędzać silnika. Zamiast tego steruje rurą zasilającą, aby obsługiwać silnik. Obwód sterownika składa się zazwyczaj z wielu tranzystorów MOSFET. Napędzana jest oś napędowa i rura napędowa osi napędu silnika. Komutacja bezszczotkowego silnika polega na tym, że komutacja odbywa się przez wykrycie położenia wirnika. Metoda sensownej jazdy polega na wykrywaniu pozycji wirnika za pomocą czujnika Halla. Metoda indukcji nieindukcyjnej polega na wykrywaniu i obliczaniu prądu podczas obrotu silnika bezszczotkowego. Parametry takie jak zmiana napięcia i napięcia oraz położenie wirnika są szacowane, a następnie przeprowadzana jest komutacja.
Bezszczotkowy silnik jest wewnętrznie wyposażony w czujnik Halla, który może dawać sygnał wyjściowy 1 lub 0 w zależności od różnych rozkładów kierunku pola magnetycznego w różnych położeniach wirnika, a trzy czujniki są równomiernie zainstalowane i występują 6 razy w układzie elektrycznym kąt 360 stopni. Poziom przerzucania wynosi za każdym razem kąt elektryczny 60 stopni, a położenie wirnika jest mierzone zgodnie z kodowaniem sygnału trzech czujników. Jest to powszechnie stosowany tryb napędu zmysłów. Ponadto, nieindukcyjnym sposobem jazdy jest wykrywanie i obliczanie parametrów, takich jak prąd i napięcie podczas obrotu silnika bezszczotkowego, oraz oszacowanie położenia wirnika, a następnie przeprowadzenie komutacji.
Zasada działania układu jezdnego
Na rysunku, od Q1 do Q6 są FET mocy. Gdy faza AB jest potrzebna do włączenia, tylko probówki Q1 i Q4 muszą być włączone, a pozostałe rury są utrzymywane. W tym momencie ścieżka przepływu prądu jest: dodatnia → Q1 → cewka A → uzwojenie B → Q4 → ujemna. MCU daje bramce Q1 sygnał PWM, a bramka Q4 jest normalnie otwartym sygnałem, dzięki czemu można sterować skutecznym napięciem silnika napędowego, kontrolując cykl pracy sygnału PWM na wejściu Q1. To samo dotyczy pozostałych komutacji pięciu stopni.
Jak pokazano na powyższym rysunku, po przechwyceniu przebiegu przez długi czas, jak analizować sygnał napędu PWM lub nieprawidłowy sygnał? Ponadto, w przemysłowym zastosowaniu serwomechanizmu, w różnych warunkach pracy, przy zmianie różnych obciążeń, odpowiadających różnym czasom Przebieg zmiany sterownika lub nieprawidłowy sygnał, całe obciążenie jest przełączane na stabilny proces przez długi czas, a szczegóły kształtu fali muszą być wyświetlane przy dużej głębokości pamięci. Dla powyższej sytuacji oscyloskop serii ZDS4000 obsługuje podwójne ZOOM, zapewniając jednocześnie dużą głębokość pamięci. Tryb powiększenia umożliwia ustawienie współczynników dla dwóch okien powiększenia i wykorzystanie funkcji inteligentnej etykiety do zaznaczania dowolnych sygnałów. Na rysunku, dla sygnału sterującego PWM, kształt fali w głównej podstawie czasu jest wzmacniany odpowiednio w dwóch oknach ZOOM, ZOOM1 jest sygnałem cyklu PWM, a ZOOM2 jest kształtem oscylacji określonego piku PWM. Zgodnie z gwarancją dużej głębokości zapisu, częstotliwość próbkowania wynosi 50MSa / s, aby zapewnić autentyczność szczegółów przebiegu. W tym samym czasie, dzięki inteligentnej funkcji etykietowania, takiej jak umieszczenie etykiety na głównej podstawie czasowej, możesz szybko znaleźć punkty etykiety na ZOOM1 i ZOOM2, możesz zobaczyć punkt etykiety w ZOOM1 - trzeci szczyt PWM, który można oglądać w ZOOM2. Oscylacja i amplituda kolca.
streszczenie
Oscyloskop cyfrowy z serii ZDS4000, z 512M głębokim pamięcią, podwójnym trybem ZOOM, wyzwalaniem szablonu, filtrem sprzętowym FIR i inteligentną kalibracją, może szybko i realistycznie analizować nietypową falę bezszczotkowego sterownika silnika, który jest kształtem fali bezszczotkowego przemysłu motoryzacyjnego. Debugowanie stanowi idealne rozwiązanie!
