04 Power Drive: Pon MOS 3-faz la detèmine kapasite koupl pwodiksyon jwenti a.

Figi 5: Fil motè twa faz yo konekte santralman ak seksyon pouvwa MOS la, avèk rezistans echantiyonaj, chofè ak konpozan filtè ki ranje toutotou li.

 

Chofè jwenti sa a fèt pou motè twa faz san bwòs. Kontwòl pèfòmans segondè nan motè twa faz BLDC tipikman mande twa demi-pon, ki fòme yon varyateur twa faz ak yon minimòm de sis MOSFET pouvwa. Plizyè aparèy MOS gwo pake.kapabyo ka wè sou PCBA ki antoure pwen soude pwodiksyon twa faz yo, ki konsistan avèk achitekti sa a.

 

Lojik fonksyònman pon twa faz la ka senplifye jan sa a:

Vòltaj batri a oswa bis la antre atravè P+ ak P-; Komitasyon gwo vitès demi-pon MOS yo konvèti vòltaj DC an kouran twa faz;

Kouran twa faz la ap koule nan bobin motè a pou jenere yon chan mayetik wotasyon; Kontwolè a ajiste sik devwa PWM yo kontinyèlman selon pozisyon kodè a ak fidbak kouran an;

Finalman, sa pèmèt jwenti a bay koupl, vitès oswa pozisyon sib.

Move konsepsyon seksyon sa a ap mennen nan plizyè pwoblèm tipik: twòp chofe MOS, jitter ba vitès, gwo ondilasyon koupl, fo deklanchman pwoteksyon surkouran, ak entèferans EMI ki afekte kodè oswa sikui kominikasyon yo. Pou rezon sa a, konsepsyon kat pouvwa pou jwenti robo yo pi difisil pase sa yo ki nan kat motè òdinè pou ti motè.

 

Figi 6: Yo ka wè regilatè vòltaj TLV767 la sou tablo a, ansanm ak enduktè, kondansateur ak plizyè konpozan pouvwa ba-vòltaj.

Li vo analiz tou pou branch ekipman pou pouvwa a. Regilatè LDO tankou TLV767 la ak enduktè pouvwa ki make "100" yo vizib sou PCB a. Lè nou konsidere senaryo aplikasyon jwenti ki gen yon klasman 48V, nou ka konkli ke sistèm ba-vòltaj la pa gen anpil chans pou l desann dirèkteman soti nan gwo-vòltaj sèlman atravè LDO yo. Okontrè, yo adopte yon achitekti ekipman pou pouvwa menm jan ak sa ki annapre a:

Bis vòltaj wo → Konvèsyon chanjman etap-desann → Ray vòltaj ba (5V / 3.3V, elatriye) → Règleman LDO segondè / filtraj bri lokal

Achitekti pouvwa sa a pi rasyonèl. MCU a, kodè a, anplifikatè echantiyonaj yo ak transceiver kominikasyon yo bezwen yon pouvwa ba vòltaj ki pwòp e ki estab, alòske switch MOS yo ak liy faz motè yo jenere yon bri entans. Si ekipman pouvwa ba vòltaj la pa gen ase pèfòmans anti-entèferans, premye defo ki parèt yo anjeneral pa fonksyone byen fonksyònman motè, men so ang toudenkou, pèt kominikasyon oswa lekti echantiyonaj kouran ki derive.

05 Deteksyon Kouran ak Tanperati: Jwenti Robo yo Dwe Kontwole Koupl Sòti a an Tan Reyèl

 

Figi 7: Plizyè rezistans deteksyon R001 ki gen ti valè sitiye anba seksyon pouvwa trifaz la.

Konpozan R001 yo enpòtan anpil sou tablo sa a, yo reprezante rezistans deteksyon ki ba nan nivo miliohm (1 mΩ tipikman) yo itilize pou mezire kouran faz motè a oswa kouran bis la. Deteksyon kouran an fòme nwayo kontwòl bouk fèmen pou jwenti robo yo, paske koupl pwodiksyon yon motè BLDC gen yon gwo korelasyon ak kouran faz li a.

Nan lòt mo, kontwolè a pa "devine" koupl pwodiksyon jwenti a; okontrè, li kalkile kouran an lè li mezire ti gout vòltaj ki pase nan rezistans deteksyon yo:

Gout vòltaj atravè rezistans deteksyon → Anplifikasyon ak filtraj → Echantiyonaj ADC → Kalkil kouran → Kontwòl koupl FOC

Presizyon chèn siyal sa a afekte dirèkteman:

Presizyon Kontwòl Koupl: Si estimasyon aktyèl la pa egzak, pwodiksyon koupl la p ap egzak.

Lisè nan ba vitès: Bri echantiyonaj ki wo gen tandans lakòz jiter nan ba vitès.

Pwoteksyon sou Surkouran: Repons ralanti ka boule MOSFET yo, alòske paramèt twò sansib yo lakòz fo deklanchman pwoteksyon.

Estrateji Jesyon Tèmik: Yon kouran ki wo kontinyèl lakòz yon ogmantasyon tanperati similtane nan bobin motè yo, MOSFET yo ak rezistans deteksyon kouran yo.

Nan yon pèspektiv layout, mete rezistans deteksyon kouran toupre MOSFET yo ak fil faz yo diminye bouk kouran wo a, sa ki ede diminye enduktans parazit ak erè echantiyonaj. Yon gwo kantite ti rezistans ak kondansateur yo ranje toupre chak faz, jeneralman yo itilize pou amortisman pòtay, filtraj echantiyonaj, estabilizasyon chofè ak dekouplaj lokal.

Deteksyon tanperati a endispansab tou. Etikèt MOTOR NTC a endike yon tèmistò ki enstale andedan motè a oswa adjasan a bobin yo. Pou jwenti robo imenoid, operasyon ba vitès ak gwo koupl, kenbe estatik pwolonje, ak enpak pasajè pandan kanpe oswa akoupi, tout bagay sa yo jenere ogmantasyon tanperati sibstansyèl. NTC a pèmèt kontwolè a fè twa fonksyon kle ki baze sou tanperati:

Limite kouran: Diminye kouran maksimòm pwodiksyon an lè tanperati a ogmante; Derating: Limite koupl pik la anba chay lou soutni;

Are pwoteksyon: Antre nan mòd fay yon fwa tanperati a depase papòt sekirite a.

Sa a se yon kapasite fondamantal tou ke jwenti robo pwofesyonèl yo dwe genyen. San kontwòl tanperati an bouk fèmen, jwenti a pa ka fonksyone yon fason fyab pandan yon bon bout tan malgre gwo koupl li genyen an.

06 Deteksyon Pozisyon: Enkodè ak Angrenaj Doub Mayetik Konvèti Ang Yon Sèl Tou an Lekti Pozisyon Plizyè Tou

Apre ou fin retire PCBA a, ou ka wè yon seri ti estrikti angrenaj sou lòt bò a. Sa yo se pa angrenaj rediksyon prensipal yo, men mekanis oksilyè ki fèt pou deteksyon ang.

 

Figi 8: Zòn angrenaj ak kodè mayetik sou lòt bò tablo kontwòl la

 

Figi 9: Wotasyon aks santral la fè de angrenaj pignon adjasan yo vire ansanm.

Estriktirèlman, wotasyon aks santral la kondwi de ti angrenaj yo. Yon eleman mayetik enstale nan sant chak ti angrenaj, ak IC kodeur mayetik monte sou pozisyon ki koresponn yo sou bò dèyè PCBA a. Kodeur mayetik yo mezire varyasyon angilè nan chan mayetik yo, sa elimine nesesite pou disk griyaj optik. Yo tolere kontaminasyon lwil ak pousyè minè, sa ki fè yo pi apwopriye pou jwenti robo ki konplètman fèmen.

 

Figi 10: Estrikti doub angrenaj ak doub kodè a amelyore rezolisyon angilè epi li pèmèt deteksyon pozisyon plizyè tou.

Sa ki pi remakab isit la se konfigirasyon "doub-vitès + doub kodè mayetik" la. Valè li ale pi lwen pase senpleman ajoute yon dezyèm detèktè pou pi gwo presizyon; li gen plis chans fèt pou reyalize yon konplo kodaj pozisyon absoli plizyè tou:

Yon sèl kodè mayetik mezire ang avèk presizyon ant 0 ak 360°;

epoutan yon jwenti ka vire plizyè revolisyon, epi yon kodè yon sèl vire pa ka detèmine kantite wotasyon poukont li;

Si de angrenaj yo prezante diferan kantite dan oswa rapò angrenaj, yo fòme yon korelasyon tankou vernier;

Lè li konbine de lekti angilè yo, kontwolè a kalkile pozisyon absoli a sou yon seri pi laj.

Estrikti sa a bay anpil valè pou robo imenoid yo. Apre yo fin koupe kouran an, janm yo, bra yo oswa jwenti ren yo ka deplase akòz fòs ekstèn. Lè yo rebay kouran an, jwenti ki mande anpil mouvman pou retounen lakay yo soufri de efikasite ki ba epi poze danje pou sekirite. Deteksyon pozisyon absoli plizyè tou pèmèt jwenti yo rekipere done pozisyon imedyatman le pli vit ke kouran an retabli.