Открытый контроллер BLDC

[amaora]

По поводу контроллера от 7134956, да мою прошивку можно собрать под него, только поддержку USB я не добавлял. Система питания такая была придумана, чтобы работать от 5в. Драйверы следят за уровнем питания, UVLO около 8в, кроме того есть программный контроль заряда бутстрепной цепи. При переполюсовке будет КЗ через силовые транзисторы, преобразователь питания сгорит не первым.

Много слоёв на плате для низкого сопротивления и для отвода тепла. А так же это упрощает производство, когда одна многослойная плата, а не нарезка и медного листа.

Двухэтажный вариант пока задвинул подальше, неудобство ремонта и риск как-нибудь косо подключить и сжечь, были случаи.

Возможно не хватает спящего режима, в котором контроллер бы потреблял минимальный ток. Но пока не получилось продумать как это должно работать.

[Сергей600]

сгорит не первым.

Хотел бы узнать у вас, как специалиста по векторному управлению.
Все еще мучаюсь с контроллером от TSDZ2 v1. для которого разработана открытая прошивка и есть поддержка множества дисплеев в том числе и беспроводное управление со смартфона или с радио-кнопок.
Горят мосфеты, выбивает конденсаторы перенапряжением.
Три раза при похожей ситуации выбило одну и ту же пару ключей. В первые разы еще выбивало 63В конденсаторы при напряжении на батарее 58-60В.
И вот сегодня снова. Конденсаторы поменял на 100В, ни 1 не выбило.

1) песчаная грунтовка. Видимо, получилась пробуксовка на кочке. Неожиданно отрубило.  Перегрев\нагрев исключен.
2) разонался и спрыгнул с борюра, в полете была выжата полностью ручка газа, колесо разогналось, приземлился и тут же отрeбило.
3) 50В на батарее. Проехал сидя крутя педали по ступенькам. Тоже была пробуксовка. Выбило те же два транзистора.
Показало 440Вт на экране смартфона перед отключением.
+++
4) ехал в гору по грунтовке. Пробуксовок не было. Снова 440вт и те же 2 мосфета.

В чем тут может быть проблема? Проехал на этом же контроллере пару тысяч километров. На 12s2p, затем 20s2p и потом 18s2p. Проблема проявилась именно летом. Зимой ничего подобного не было, хотя пробуксовки зимой чаще.
Прикинул, ваш контроллер даже помещается внутрь моего двигателя.

Немного картинок

ответ разработчика прошивки os-ebkie

https://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?p=1668040#p1668040

Is great to see someone using the TSDZ2 motor controller, our OpenSource firmware and the wireless controller, on another mid drive motor.

The issue you are having can be something due to that motor being different - it may have lower resistance and or inductance, and all the controller hardware and also the firmware are not ready for fast current changes on that type of motors.
Still, if you wanna try again, I would recommend to disable the Field Weakening feature. Also lower the motor phase current as also the battery current. Also reduce the current ramp value.

И точно. Вчера включил ослабление поля, хотя раньше ездил без него.

Касаемо платы открытого контроллера. А если заказать сборку мелких smd-компонентов в jlpcb? Не выйдет ли это быстрее и дешевле, чем собирать все вручную?

[Сергей600]

Выбитые конденсаторы (1,2) - это последствия перенапряжений.

сгоревшие одни и те же ключи (3,4) - это контрафакт с алиэкспресс.

[amaora]

Хотел бы узнать у вас, как специалиста по векторному управлению.

Не копаюсь в других проектах настолько глубоко, чтобы иметь предположения о причинах проблем. Даже в своём контроллере это бывает сложно определить.

Недавно тоже делал правки в части сложных режимов работы с ослаблением поля. Не должно быть перенапряжения даже если оторвать батарею от контроллера во время торможения на 200% скорости. Но я делаю большинство тестов на численной модели, и лишь некоторые в настоящем железе. Часто используемого транспорта с мощным мотором у меня нет.

Касаемо платы открытого контроллера. А если заказать сборку мелких smd-компонентов в jlpcb? Не выйдет ли это быстрее и дешевле, чем собирать все вручную?

Для этого я перешёл на одноплатный вариант, чтобы проще было заказывать изготовление и монтаж.

[on4ip]

Не должно быть перенапряжения даже если оторвать батарею от контроллера во время торможения на 200% скорости

Ну если ЭДС при этих 200 вольтах меньше напряжение Макс фетов то будет все хорошо, плохо когда феты 100 а ЭДС 150.
Численную модель в какой среде делали? Тоже в осномно использую моделирование, а на реальной железе уже обкатываю до конца.

[amaora]

Ну если ЭДС при этих 200 вольтах меньше напряжение Макс фетов то будет все хорошо, плохо когда феты 100 а ЭДС 150.

Да, плохо тем, что аварийная остановка в этом случае не может быть безопасной. Хотя с другой стороны, я не могу гарантировать, что и без ослабления все сбои будут безопасно отработаны и двигатель остановлен. Если на ходу оторвётся датчик тока, для примера, то будет все плохо независимо от использования ослабления. Хорошо если сигнал упадёт в край диапазона, сработает overcurrent. В режиме с ослаблением опасность представляет сброс МК.

Численную модель в какой среде делали?

Наверно где-то уже говорил. Там всего около 500 строк кода на C. Моделирую только режим полного моста и полностью отключённого моста. Блочный режим, с одной фазой в Z не делал. Процессы переключения транзисторов на уровне наносекунд не моделирую. Шаг интегрирования переменный, подстраивается под фронты переключения и выборки АЦП, но не более 1 мкс. Метод решения диф. уравнений второго порядка. Кроме электрических и механических уравнений двигателя моделируются возмущения и переходные процессы в измерительных цепях при переключении транзисторов. Есть простая тепловая модель двигателя (с дрейфом параметров двигателя), учитывается ёмкость по звену постоянного тока и вн. сопротивление источника. Ну и модель датчиков холла и инкрементального энкодера.

[on4ip]

Если на ходу оторвётся датчик тока, для примера, то будет все плохо независимо от использования ослабления

Как раз с этим нет особых проблем, в какой-то из фаз ток будет виден через датчик и сработает ovc. Но в целом можно всяких ситуаций придумать, тут согласен.

[TRO]

БОльшая часть цены в фирменных контроллерах как раз в дуракоустойчивости, всяких там защитах от межвитковых, обрывов фаз и сбоящих датчиков. Причем решается все в основном аппаратными методами. Смотришь на плату такого привода, а там 5 квадратных дециметров многослойки усеяно деталями так что свободного места со спичечную головку не найдешь. Но у них есть бюджет на проф тестирование и допиливание.

[AlexS4]

Причем решается все в основном аппаратными методами.

к сожалению тервер обмануть трудно и обычно все такие защиты тоже не гарантируют от всех бед, иногда проблемы переходят в область надежности компанентов и их монтажа...)  красота в простоте имхо хороший ориентир!)

[Balor]

Да, очень интерсный проект... насколько я понимаю,  что делалось это в основном "для себя" и подобных энтузиастов, поэтому пара вопросов:
Без навыков заказа на чего-то вроде PCBway и тестирования/перепрошивки смысла лезть нет? Например, не планируются ли "групповые заказы" (что дешевле в том числе для заказывающего) с предоплатой? На забугорных форумах это практикуют, с прошивкой и доводкой платы до ума да Н-ную мзду для менее "продвинутых пользователей"...

Как ваши аппарат "конкурирует" с боянным ВЕСКом 4й серии?

Лично для меня важно снятие телеметрии через UART (причем желательно с библиотекой под ардуинку, ибо чукча - нуб), длительные фазные амперы до 80А - увы, с этим у недорогих весков без форсированноо охлаждения всё печально, у вас заявлено до 120 - это именно "рабочие" или пиковые? Или как раз с форсированным охлаждением?
Теоретически, за счёт модельных движков и скромных аппетитов (24в батарея, но большой ёмкости) у меня врядли погорят и вески от флипская с али, но они резко подорожали почему-то (повышение цен на микруху?) и я прикидываю альтернативные варианты, я хочу поэксперименировать с разными не очень банальными схемами велотехники а-ля полноуправляемый веломобиль с танковой схемой "передней рулёжки" путём переброса момента/рекупа, BLDC сервоприводы как электронный демфер рулежки и, возможно, наклона, етс...

[amaora]

Без навыков заказа на чего-то вроде PCBway и тестирования/перепрошивки смысла лезть нет? Например, не планируются ли "групповые заказы" (что дешевле в том числе для заказывающего) с предоплатой? На забугорных форумах это практикуют, с прошивкой и доводкой платы до ума да Н-ную мзду для менее "продвинутых пользователей"...

Сложно сказать, для меня то все это просто, собрать контроллер, прошить и проверить все ли работает. На массовый заказ пока не было желающих. Иногда раздаю ненужные экземпляры, обычно бесплатно на тест с последующим возвратом.

Как ваши аппарат "конкурирует" с боянным ВЕСКом 4й серии?

Наверно главное отличие в том, что у меня нет GUI софта. Вся настройка делается через командный интерфейс. Контроллер подключается по UART и в окне эмулятора терминала пишем команды.

Корпус-радиатор для rev5a так и не сделал, а без него возможен локальный перегрев. Нужно по крайней мере алюминиевую пластину через терморезинку прижать к нижней стороне платы для распределения тепла.

Лично для меня важно снятие телеметрии через UART (причем желательно с библиотекой под ардуинку, ибо чукча - нуб), длительные фазные амперы до 80А - увы, с этим у недорогих весков без форсированноо охлаждения всё печально, у вас заявлено до 120 - это именно "рабочие" или пиковые? Или как раз с форсированным охлаждением?
Теоретически, за счёт модельных движков и скромных аппетитов (24в батарея, но большой ёмкости) у меня врядли погорят и вески от флипская с али, но они резко подорожали почему-то (повышение цен на микруху?) и я прикидываю альтернативные варианты, я хочу поэксперименировать с разными не очень банальными схемами велотехники а-ля полноуправляемый веломобиль с танковой схемой "передней рулёжки" путём переброса момента/рекупа, BLDC сервоприводы как электронный демфер рулежки и, возможно, наклона, етс...

Телеметрия в текстовом виде выводится в UART, если об этом попросить с помощью команды. На вывод надо выбрать 10 параметров из нескольких сотен доступных. Можно настроить вывод параметров в CAN. 120A было долговременно (до стабилизации температуры ~10 минут) с форсированным охлаждением при питании 12в.

Над разными сложными конфигурациями я задумываюсь и пытаюсь сделать контроллер конфигурируемым. Но и слишком усложнять не хочется. Пытаюсь развивать концепцию регистров. Все переменные и настройки доступны через один механизм. Как в *nix хотели все сделать файлом, у меня каждый параметр это регистр. Механизм связывания регистров и несколько модулей ввода-вывода и вот уже можно строить монстров с помощью CAN сети. Перекидывать управляющий сигнал на другие контроллеры и делать более сложные связи (показывал на видео про сервопривод).

Есть проблема с документацией, не хватает сил все подробно расписать и поддерживать в актуальном виде.

[Balor]

Есть проблема с документацией, не хватает сил все подробно расписать и поддерживать в актуальном виде.

Я прекрасно вас понимаю, поэтому ничего особо не прошу, просто интересуюсь... для меня это не совсем профильное хобби, но интересно воплотить некоторые свои идеи - но не потратив годы на де-факто второе образование и килотонны денег (т.к. я из провинции, у меня с ними неоч).

Делать полноценную робототехнику меня врядли хватит, но кое-какие технические решения которые крайне сложно достижимы "конвенциальными" средствами - например, статически И ДИНАМИЧЕСКИ стабильный, узкоколейный, не очень низкий, манёвренный обтекаемый аппарат с хорошей управлемостью и высокой скоростью - настоящий "золотой грааль" аппаратов на мускульной тяге (пускай с ассистом). Я уже поэкспериментировал с весками и получил весьма удобную электрческую трансмиссию (конечно, КПД далеко не 95-97% как на цепи, но и не 50%, чёт в районе 75-80%, ну да и фиг с ним),  это дофига расширяет диапазон технческих решений за счёт использования кучи мелких движков!

К слову, о куче движков/контроллеров и технческих решениях, недавно в теме о ВЕСКах отметился:
https://www.youtube.com/watch?v=ohkX6q4D0Uo

https://electrotransport.ru/index.php?topic=57042.msg2082971#msg2082971

Может и вам интересно будет

[amaora]

Про электрическую трансмиссию я и сам начал подумывать катаясь на велосипеде. Нужно будет продумать управление в генераторном режиме. Пока отвлёкся от контроллера на другие дела. Для кучи двигателей нужны дешёвые контроллеры.

[Balor]

Про электрическую трансмиссию я и сам начал подумывать катаясь на велосипеде. Нужно будет продумать управление в генераторном режиме. Пока отвлёкся от контроллера на другие дела. Для кучи двигателей нужны дешёвые контроллеры.

Я тупо сделал duty cycle mode на веске и подобрал RPM под мой каденс. Получается идеальная эмуляция инерциальной нагрузки - в силовой фазе ты обгоняешь мотор и идёт генерация тока (плюс инерционность самого мотора, но там не сильно много), в мертвых точках ты обгонять перестаёшь и он не мешает их проходить по инерции.

В идеале бы, конечно, режим чтоб он не крутил тебе ноги насильно (сиречь ТОЛЬКО торможение по превышении определен. оборотов) - но в веске это надо допиливать прошивку вручную, а я не настолько продвинут.

[amaora]

В идеале бы, конечно, режим чтоб он не крутил тебе ноги насильно (сиречь ТОЛЬКО торможение по превышении определен. оборотов) - но в веске это надо допиливать прошивку вручную, а я не настолько продвинут.

1) Контроллер генератора пытается держать номинал, скажем 45в. Так же задаётся нагрузочная характеристика, например, на каденсе 0-60 не давать нагрузку, а начинать линейно наращивать только в диапазоне 60-90. Нагрузка при этом будет только когда есть потребление по звену постоянного тока, если выходим на 40в то нагрузка пропадает.
2) Контроллер двигателя рабоатет на максимальном фазном токе ограничивая только просадку напряжения звена постоянного тока, пусть до 40в. То есть берет всю доступную мощность и не даёт напряжению подняться выше 35в.

* Если каденс меньше 60 то генератор не держит номинал и создаёт минимальное сопротивление вращению, не выдаёт достаточно мощности. Напряжение держится около 35в за счёт того, что контроллер двигателя отбирает энергию если только напряжение поднимается выше 35в.
* После 60 контроллер генератора позволяет себе создать момент торможения и начинает генерировать мощность. Двигатель отбирает всю мощность и создаёт такой фазный ток на котором питание просядет до 35в. Получается наибольший фазный ток на старте и минимальный на высокой скорости.

Сверхплан:
* Можно попробовать управлять фазным током двигателя с ручки и добавить в систему батарею конденсаторов с преобразователем. Надо только задуматься как это все должно работать. Видимо нужен ещё один рычажок управления подключающий в систему батарею. Накрутить энергию в батарею на светофоре для последующего рывка, здесь и гиростабилизатор понадобится чтобы не упасть 

[Balor]

1) Контроллер генератора пытается держать номинал, скажем 45в. Так же задаётся нагрузочная характеристика, например, на каденсе 0-60 не давать нагрузку, а начинать линейно наращивать только в диапазоне 60-90. Нагрузка при этом будет только когда есть потребление по звену постоянного тока, если выходим на 40в то нагрузка пропадает.
2) Контроллер двигателя рабоатет на максимальном фазном токе ограничивая только просадку напряжения звена постоянного тока, пусть до 40в. То есть берет всю доступную мощность и не даёт напряжению подняться выше 35в.

* Если каденс меньше 60 то генератор не держит номинал и создаёт минимальное сопротивление вращению, не выдаёт достаточно мощности. Напряжение держится около 35в за счёт того, что контроллер двигателя отбирает энергию если только напряжение поднимается выше 35в.
* После 60 контроллер генератора позволяет себе создать момент торможения и начинает генерировать мощность. Двигатель отбирает всю мощность и создаёт такой фазный ток на котором питание просядет до 35в. Получается наибольший фазный ток на старте и минимальный на высокой скорости.

Сверхплан:
* Можно попробовать управлять фазным током двигателя с ручки и добавить в систему батарею конденсаторов с преобразователем. Надо только задуматься как это все должно работать. Видимо нужен ещё один рычажок управления подключающий в систему батарею. Накрутить энергию в батарею на светофоре для последующего рывка, здесь и гиростабилизатор понадобится чтобы не упасть 

Так и работает через Duty cycle, при этом вообще никаких контрольных приборов кроме кнопки toggle включения не надь - чем сильнее давишь в процессе "силовой фазы", тем больше идет сопротивления вплоть до ограничения фазного тока (там получается довольно злая синусоида и токовые потери порядочно выше получаются чем номинальные, к сожалению - без механических стредств аккумуляции момента и размазывания его по "кругу" вроде маховика или пружин врядли что-то выйдет, ну или система будет крайне небанальной - а тут включил всё зашибенно работает), при этом система еще неплохой "мощемер" - я ардуинкой снимаю ток и вольтаж с веска и (сейчас правда переделал, всё-таки потери КПД порядочные) распределяю получившуюся *мощность* по двум моторам - один с трещеткой с большой степенью редукции для старта и горок, второй более скоростной до 50 кмч, так КПД системы повыше выходит, есс-но с мультипликатором на резистивные потери и гистерезис.

А так, в принципе, можно подобрать КВ мотора и редукции так, чтоб ты превышал вольтаж батки исключительно в силовых фазах и ничего кроме трехфазного выпрямителя не надь... но там порядочно потерь выходит, если не делать высоковольтную систему, и в процессе разряда батки каденс будет некисло гулять.

Моторчик от дрона у меня имеет 115kv, 1.5A no-load, 0.032 Ohm сопротивление (0.016 межфазное), это выше 90% кпд в пике!
Еще лучшее КПД, но с большим КВ, у Flipsky 6384 - 190Kv, 1.6A noload, 0.022 Ohm - технически он должен реально уметь жрать 80А фазных постоянно, а весит всего 1кг... увы, мне он пришёл с битыми холлами поэто езжу на 6374 noname.
С редукцией ремнём и цепью КПД выходит реально неплохой, сравнимо с хреновыми планетарками .

[AlexS4]

для маленьких мощностей имхо оч заманчиво былоб srm c большим плоским ротором-звездой или даж ротором-ободом и небольшим секторным статором на 3..9 зубов. и как мотор и как генератор (нпр с подмагничиванием рабочего сектора). не думали над таким?

[Balor]

для маленьких мощностей имхо оч заманчиво былоб srm c большим плоским ротором-звездой или даж ротором-ободом и небольшим секторным статором на 3..9 зубов. и как мотор и как генератор (нпр с подмагничиванием рабочего сектора). не думали над таким?

SRM конечно очень круто за счёт нулевых потерь без нагрузки и возможности рекуперации без сцепления, но я банальный сисадмин и из инструментов - зачаточные знания КАДа, работы с композитами и 3д принтер, делать самому мотор - это точно не для меня .

Я буду экспериментировать с рекуперативным фрикционом, совсем не идеально но реалистично...