Делаю себе контроллер BLDC на Arduino )

[Steel RAT]

И как вы понимаете эту фразу из даташита?

Я понимаю это как защиту в обратноходовом преобразователе.
Т.е. при превышения напряжения на входе шунта выключаются ключи рабочей фазы.
А ток фазы при этом никуда не девается и продолжает течь.
И соотношение тока фазы с этим защитным напряжением мне не ясно.

Суть в нескольких моментах.
Есть батарейный средний  ток.
Есть батарейный пиковый.
Есть фазный средний и есть фазный пиковый.
Соотношение фазного среднего с фазным пиковым зависит от свойств мотора.
Чем больше индуктивность, тем ток более сглажен, не смотря на ШИМ.
В том же Инфинионе фазный средний ток вычисляется как произведение батарейного среднего на коэффициент заполнения ШИМ.  Т.е. идет ограничение эффективность которого весьма не ясна.
Теоретически вы ограничили фазный ток - 100А. ШИМ 1:9. Контроллер разделил эту установку на ШИМ и ограничил батарейный ток - 10А. Кто-то измерял, какой фазный ток при таком способе регулирования течет фактически? И как влияют на него параметры используемого мотора?

В более продвинутых контроллерах на фазных проводах стоят датчики тока.
И еще важный параметр - постоянная времени интегрирования.
Тут в плане теории и практики поле не паханное.

[TRO]

[user]Steel RAT[/user], Я понимаю эту фразу из даташита по картинке внутренней схемы. Это ограничение пикового фазного. То что средний фазный будет меньше и ежу понятно, но при достаточно большой частоте (десятки килогерц) на мощнсм моторе пульссации тока незначительны, идет режим неразрывных токов.
Чтобы менять это ограничение фазного тока, достаточно давать с внешнего микроконтроллера (или хоть с потенциометра) смещение на токовый вход микросхемы.

[Steel RAT]

[user]TRO[/user],  а как же измеряется ток, который течет мимо шунта?
Это не фазный, а пиковый батарейный (т.к. шунт стоит в цепи батареи), если взять маленькую емкость интегрирующего конденсатора.
Если взять большую емкость, то это средний батарейный.

[mr.Dream]

Кто-то измерял, какой фазный ток при таком способе регулирования течет фактически? И как влияют на него параметры непользуемого мотора?

Я измерял, когда делал на ардуинке регулятор для коллекторника. На мотор был подключен аналоговый амперметр. Его стрелка не меняла положения, если было выставлено ограничение, не зависимо от нагрузки на вал и скорости вращения. В пределах ограничения, разумеется. Менялась только мощность потребления.
А от частоты шим  и мотора менялась только форма сигнала, уровень пульсаций. Средний же ток был одинаков.

[TRO]

[user]TRO[/user],  а как же измеряется ток, который течет мимо шунта?
Это не фазный, а пиковый батарейный (т.к. шунт стоит в цепи батареи), если взять маленькую емкость интегрирующего конденсатора.
Если взять большую емкость, то это средний батарейный.

Давайте оперировать правильными названиями. Пиковый батарейный это до конденсаторов контроллера. То что течет после них это пиковый фазный (только не по каждой фазе отдельно, а совокупно). Мимо шунта ток течет спадающий (обратный ход), нам он уже не интересен, и как я писал, при достаточной частоте и мощносм моторе (большой энергоемкости обмоток)  падение тока за время закрытия ключей будет незначительным (режим неразрывных токов).

[user]mr.Dream[/user], По колекторнику все так и есть. [user]Steel RAT[/user] И Трехфазник в обсуждаемой схеме не исключение.

[mr.Dream]

[user]TRO[/user], верно. Трехфазник отличается от коллекторного только электронной коммутацией, а не механической) Ну и меньшим количеством фаз) и следственно большей пульсацией ЭДС.

[Steel RAT]

[user]TRO[/user], осталось разобраться с влиянием ШИМ на КПД.
Почем ШИМ-регулирование ведет к падению КПД связки МК+контроллер до 50% и даже менее?
Что будет если разделить управление мощностью на два блока.
В первом мы имеем повышающий или понижающий конвертер и управлением напряжением (током, мощность, моментом).  А во втором трехфазный коммутатор.
Сможет ли такой подход решить проблему падения КПД?

[mr.Dream]

[user]Steel RAT[/user], падение КПД только из за сопротивления обмотки. Никакой внешний преобразователь не заставит двигатель 48в работать от скажем 10В но в 4 раза большим моментом) индуктивность двигателя как раз я является частью схемы преобразователя топологии buck. Из чего вы взяли КПД 50 и менее%? Куда уходит лишний киловатт? В контроллер? Нет. Только активное сопротивление и большие фазные токи снижают КПД.

[Steel RAT]

[user]mr.Dream[/user], почему тогда маломощный движок ( 250Вт) при питании 36В выдает КПД ~75% на скорости 30 км/ч, а мощное МК ( 3-4 КВт) при напряжении 70...80 Вт на 30 км/ч имеет КПД - 60%?

[mr.Dream]

[user]Steel RAT[/user], у него есть собственное сопротивление вращению, которое больше чем в маломощных. При скажем 5а батарейного тока у него КПД будет равно нулю.  Ибо будет хватать только на вращение себя)

[TRO]

[user]TRO[/user], осталось разобраться с влиянием ШИМ на КПД.
Почем ШИМ-регулирование ведет к падению КПД связки МК+контроллер до 50% и даже менее?...

Боюсь вы переоцениваете влияние именно ШИМ на падение КПД.

...В первом мы имеем повышающий или понижающий конвертер и управлением напряжением (током, мощность, моментом).  А во втором трехфазный коммутатор.
Сможет ли такой подход решить проблему падения КПД?

Для того чтобы получить хоть какой то эффект, нужно преобразователь с очень мощным дросселем, и для хорошего КПД (потери должны быть меньше чем потери от пульсаций ШИМ ) этот дроссель будет очень габаритным и тяжелым. В идеале делать его сразу многофазным, для меньшей нагрузки на батарею и конденсаторы (которые из за чрезмерных пульсаций тоже источник дополнительных потерь). Кстати такой преобразователь можно вполне заставить выдавать на коммутатор красивые верхушки синуса для тихого и КПДшного движения. Но это все усложнение силовой части контроллера (больше ключей, на которых тоже кстати потери).

В принципе такая схема издалека напоминает блоки питания с корректорами мощности, например легендарная чирокки, в ней тоже регулировка напряжения была сделана первичным преобразователем который был корректором мощности повышающим напряжение до 400+ вольт, а после него стоял обычный трансформатор с фиксированным коэфициентом (без ШИМ), напрашивается аналогия с коммутатором.
Добавлено 12 Ноя 2016 в 19:22

[user]mr.Dream[/user], почему тогда маломощный движок ( 250Вт) при питании 36В выдает КПД ~75% на скорости 30 км/ч, а мощное МК ( 3-4 КВт) при напряжении 70...80 Вт на 30 км/ч имеет КПД - 60%?

Не должно такого быть, мне в это сложно поверить, источник дайте с подробностями, будем разбиратся куда делся КПД.

[Steel RAT]

Боюсь вы переоцениваете влияние именно ШИМ на падение КПД.

Мне понятно, что есть некоторые "постоянные" потери.
Они почему-то больше в мощном двигателе, хотя с точки зрения используемых обмоток и железа должно быть наоборот. 
И, если питать систему от низкого напряжения с ШИМ 100%, потери заметно меньше - на 15...20%.

выдавать на коммутатор красивые верхушки синуса для тихого и КПДшного движения.

Еще возможно для повышения КПД стоит сделать не прямоугольную форму управляющего напряжения, а завалить фронт и спад импульса.

[TRO]

[user]Steel RAT[/user], Потери в мощносм двигателе больше только на больших оборотах, тогда сказывается объем железа и магнитов на потери в железе и проводе от токов фуко. В случае же малых оборотов, все совсем наоборот, более мощный  двигатель (конструктивно) будет иметь бОльший КПД.

Вот для примеру, возьмум график КПД одного мощного BLDC (какой под руками валялся).

, и проведем линию от нуля оборотов и нуля момента до паспортного номинала. Как можно заметить, при снижении момента вместе с оборотами, КПД мотора даже сначала вырастет, и сравняется с номинальным КПД только после снижения оборотов в 5 раз (а часто ли мы эксплуатируем байк на скоростях заметно меньших чем пятая часть максималки?. Кстати это особенность не этого конкретного электромотора, приблизительно такая же картина у всех моторов.

[Steel RAT]

Источник данных о КПД:
https://electrotransport.ru/index.php?topic=40636.0#topmsg
На низких скоростях расхождение с Канадским калькулятором ~20%.

[TRO]

[user]Steel RAT[/user], Я по вашей ссылке при напряжениях в 110в и 56в на 30кмч выжу разницу всего в 2-3 процента при общем КПД больше 60%. Вот чистое влияние ШИМ (скважность должна отличатся в двое). Во вторых там редукторник, давайте редукторы, с их нелинейными потерями относительно оборотов и момента , не будем примешивать к ШИМ и мощностям моторов (по чесноку КПД мотора и редуктора надо как то мерять отдельно, для отделения мух от котлет).
Ну и так понятно что малая скважность таки хуже большой, и хуже тем более постоянки. И чем скоростнее мотор, тем скважность меньше (в том же диапазоне скоростей), и как следствие больше фазный ток (что греет ключи и провода), а они ведь просто должны соответствовать фазным токам (если не хотим потерь  КПД). Кстати на малой ШИМ увеличивается время протекания фзного тока через диоды ключей (если это блочный контроллер), в итоге они бОльше греются. Моторы в идеале тестить не с контролллерами, а чистым синусом с регулируемой частотой и амплитудой.

[Steel RAT]

Там тестируется комплект: батарея-контроллер-мотор.
К примеру, Leili 5000w - мощный директ драйв.

Разница по КПД при 53 и 83 В питания достигает 9%.

[Steel RAT]

Так в MC33035 выглядят управляющие импульсы.

[on4ip]

А чему вы удивляетесть, на 50 процентов вырасло напряжение, вырасла трубка тока и ароизводнаЯ потока, спект тока стал хуже. Качественно на картинке все правильно.