Открытый контроллер BLDC

[Alex75]

Очень здорово у вас получается! Рад, что у нас появляются нормальные, открытые для общения, разработчики подобных устройств! Вам надо отладить программу под электротранспорт, создать удобную программу-терминал для удобства пользовательских настроек или предложить существующую с подробными пояснениями, и продавать прошитые залоченные микроконтроллеры или только отдельные платы с ними. Например, на Сфере так сделал изобретатель Lebowski. Платы расширения уже каждый сделает сам. Я бы у вас с удовольствием купил бы жменю. Lebowski написал программу под электропривод, схему и руководство по применению, показал примеры реализации. Форумчанин Arlo1 сделал свою Brain-плату под микроконтроллер, платы драйверов на оптронах под мощные высоковольтные IGBT, собрал свой HV контроллер (батарея около 400 вольт) на много-много киловатт. Всё в открытом доступе. Я бы уже давно купил бы у него зашитый чип, и сделал бы контроллер по примеру Arlo1, но мы в Крыму под санкциями, боюсь, не доедет чип из Европы. Уже и алиэкспресс несколько месяцев начинает зажимать гайки и отказывается принимать платежи из Крыма. При оплате система пишет: "Процесс не может быть продолжен из-за неполадок в системе
ISC_RS_5100102051". Вот так уже месяца полтора. Ну у кого как...Уже никакие VPN шифрования и танцы с бубном не помогают. Поддержка пишет, что они типа обновляют софт. Хитрые гады!
Я уже заполучил Vesc-контроллер(долго же он ко мне шёл!, более чем полгода, но всего за 2600р), думал, поиграюсь, а потом прилажу к нему более мощную силовую часть от Приуса, например. Но теперь вся надежда на вас... Покупать готовые устройства за много денег не каждому религия или убеждения позволяют. Да и далеки они до совершенства, ЯК - исключение. Но ЯК и стоит как подержаный автомобиль. Этого многие обыватели не понимают. Вот вибромассажёр какой-нибудь, жиротряс по цене самого мощного ЯК-а они готовы купить, а вот умный контроллер для электродвигателя - нет. Тёмный у нас народ, но падкий до развлечений. Я когда забирал Vesc-контроллер у знакомого продавца(он мне и предложил услуги покупки и доставки контроллера наряду со своими товарами с тао-бао), он смотрел на меня с выпучеными глазами, мол как я готов отдать за эту хрень 2600р!.. Но ведь если мы хотим избавить природу от выхлопов ДВС, то основные узлы ЭТС не должны дорого стоить. Цитата:"По словам метеорологов, в последний раз уровень содержания СО2 в атмосфере Земли регулярно поднимался выше 400 долей на миллион в период от трех до пяти миллионов лет назад. Как предполагают эксперты, содержание углекислого газа в атмосфере не опустится ниже 400 долей на миллион в течение всего 2016 года, а возможно, что и в ближайшие десятилетия". Природа гибнет под нашим воздействием, а мы ведём себя как вампиры-мутанты из фильма Блэйд 2: "мозг уже умер, а тело всё ещё пожрать норовит".
По управлению мудрствовать не надо. Всё как обычно и привычно. Потому что смена устоявшихся водительских навыков приводит к авариям на дороге. Ручка газа - всегда разгон, можно предусмотреть переключение в троллейбусный режим, т.е. набор газа - разгон, сброс газа рекуперативное торможение, можно поиграть с параметром: чем больше скорость сброса газа - тем больше торможение. На ручках тормоза ставятся аналоговые ДХ, с них снимается сигнал о силе торможения: чем больше степень нажатия, тем сильнее торможение, только в самом конце работают механические тормоза. Когда зажат тормоз ручка газа не работает. Реверс задаётся кнопкой, отклик на нажатие кнопки срабатывает после полной остановки.
Хотелось бы как в ЯК-е, зарядка батареи через любой фазный провод. Думаю, если рекуперация будет умной, т.е. возврат энергии в батарею со стабилизацией напряжения независимо от оборотов двигателя в режиме генератора, то такой режим зарядки легко осуществить: подключаем к одной фазе источник питания напряжением не выше напряжения АКБ, зажимаем ручку тормоза, включаем контроллер, и пошла зарядка.
Есть идея: при низковольтном питании в электромобиле, 48-72В, использовать синхронную работу нескольких одинаковых слабых контроллеров, каждый работает на свою группу катушек. Например, двигатель от Hohda Civic Hibrid(у меня есть парочка целых) имеет мощность примерно до 20Квт, конфиг 18N12P. ABCABCABC... Т.е. получаем 6 катушек на фазу. Соединение обмоток - 6 параллельных звёзд. Берём 6 контроллеров Vesc или 6 контроллеров amaora-esc по 3,5-5 квт каждый. Подключаем каждый контроллер к своей группе ABC, синхронизируем их работу от одной ручки газа,  получаем 18-30 Квт. КВ двигателя примерно равно 20. Т.е. при работе от одного контроллера - на 48 вольтах получаем 960 об/мин, а при работе от 6-ти синхронизированных контроллеров получаем 5760 об/мин, что вполне совпадает с оборотами на входе механической КПП автомобиля.

[Shadow_ru]

Я работаю вот с этим проектом :
https://github.com/madcowswe/ODrive

Там весьма продвинутый софт, посмотрите, может можно портировать.

[Alex75]

Можно прокачать вот этого балансирующего робота http://www.brokking.net/yabr_main.html . Сделать его бесшумным и скоростным.

[Shadow_ru]

Сделать его бесшумным и скоростным

https://www.youtube.com/watch?v=jp_vRK7mbwY

[VVK]

Можно прокачать вот этого балансирующего робота http://www.brokking.net/yabr_main.html . Сделать его бесшумным и скоростным.

Он же вроде на шаговиках, сложно прокачивать будет.

Вот еще:
https://www.youtube.com/watch?v=UcwgKUKzaz4

[Alex75]

Я и имел ввиду убрать шаговики и поставить трёхфазники с новой платой управления.
Думаю, что обычный гироскутер можно переделать под балансирующего робота на РУ и без этой ODrive-платы.

[amaora]

Забавно было бы такого робота перевернуть колесами вверх и балансировать на вертикальной стойке за счет момента от разгона/торможения колес (да, так можно ). Но снова не хочется расходовать время на всякое бесполезное.

Хотелось бы как в ЯК-е, зарядка батареи через любой фазный провод. Думаю, если рекуперация будет умной, т.е. возврат энергии в батарею со стабилизацией напряжения независимо от оборотов двигателя в режиме генератора, то такой режим зарядки легко осуществить: подключаем к одной фазе источник питания напряжением не выше напряжения АКБ, зажимаем ручку тормоза, включаем контроллер, и пошла зарядка.

Тут дело в том, что алгоритмы управления определяют, что именно мотор подключен к контроллеру и он должен вести себя как мотор. А напряжение на одной фазе это не мотор, контроллер отключится (в любой непонятно ситуации, особенно при большом фазном токе он так себя ведет). Нужно отдельный режим делать, но я пока не понял пользы от этого. И мне не нравится идея дергать провода которыми подключен двигатель.

Есть идея: при низковольтном питании в электромобиле, 48-72В, использовать синхронную работу нескольких одинаковых слабых контроллеров, каждый работает на свою группу катушек. Например, двигатель от Hohda Civic Hibrid(у меня есть парочка целых) имеет мощность примерно до 20Квт, конфиг 18N12P. ABCABCABC... Т.е. получаем 6 катушек на фазу. Соединение обмоток - 6 параллельных звёзд. Берём 6 контроллеров Vesc или 6 контроллеров amaora-esc по 3,5-5 квт каждый. ...

Можно и не разделять обмотки, а только включить силовые части параллельно с управлением от одного контроллера. Думал над таким вариантом (у меня можно монтировать две и более силовых плат), но не пробовал. И это дорого получается.

По управлению мудрствовать не надо. Всё как обычно и привычно. Потому что смена устоявшихся водительских навыков приводит к авариям на дороге. Ручка газа - всегда разгон, можно предусмотреть переключение в троллейбусный режим, т.е. набор газа - разгон, сброс газа рекуперативное торможение, можно поиграть с параметром: чем больше скорость сброса газа - тем больше торможение. ...

Все варианты надо как-то уложить в один понятный механизм настройки. Например, то что вы называете "троллейбусный режим" это у меня называется управление скоростью. То есть положение ручки задает требуемую скорость и контроллер с учетом всех ограничений ведет двигатель к этому значению скорости. А если нужно управлять моментом, то в настройках переключается параметр в который записывается значение прочитанное с ручки управления.

[amaora]

1) Были проблемы с моторами с большой индуктивностью, поменял наблюдатель;
2) Добавил адаптацию к изменению сопротивления обмоток с нагревом;
3) Сделал торможение в режиме управления током;
4) Сделал настраиваемый аналоговый вход.

Испытал сегодня его на самокате. Колесо от гироскутера 8" / 350W поставлено на самокат Techteam Sport 180. Аккумулятор li-ion 8s1p, два кубика по 1.5Ah 4s от шуруповерта. Может быть я слишком много ждал от этого колеса, но показалось очень слабо. Разгон медленный, в маленькую горку ползет с трудом. Покатался минут наверно 10, аккумулятор разрядился до 3.5в на банку. Колесо нагрелось до ~50 С, пальцы не терпят дольше 2 секунд. Причем температура продолжала нарастать уже после отключения. То есть теплопроводность там никакая. Может еще с управлением в контроллере что-то не так, не знаю пока. Когда закреплю все провода и будет нормальная ручка, нужно будет повторить тест с записью логов.

А по функции торможения нормально работает, что я и хотел проверить. Получилось совместить два контура, тока и скорости.

[edw123]

Колесо от гироскутера 8" / 350W  Покатался минут наверно 10, аккумулятор разрядился до 3.5в на банку. Колесо нагрелось до ~50 С.

Погоняйте на холостом. Если проблемы - тоже нагреется. И сравните с покупным контроллером "за 10 баксов", как с плацебо. Сколько весит мотор гироскутера? Если "350Вт", то 1шт наверное 175Вт Это без заметного нагрева должно до 20км/ч возить.

[amaora]

На холостом хорошо все, потребление минимальное, нагрева нет. Весит около 3 кг. Может быть 20 км/ч и есть, но только на ровном месте. Без нагрузки ~24 км/ч при 32в питании если пересчитать в линейную скорость.

Только сейчас нашел маркировку на одном колесе 36V160 . У меня их два а на самокате установлено другое, без надписей. Начитался здесь, что из них легко 500 Вт получается.

[edw123]

На холостом хорошо все, потребление минимальное, нагрева нет. Весит около 3 кг. Может быть 20 км/ч и есть, но только на ровном месте. Без нагрузки ~24 км/ч при 32в питании если пересчитать в линейную скорость.

Только сейчас нашел маркировку на одном колесе 36V160 . У меня их два а на самокате установлено другое, без надписей. Начитался здесь, что из них легко 500 Вт получается.

"Легко" - это спорный вопрос. У меня веломотор весом 2,2кг при 500Вт уже греется.

[amaora]

Поменял колесо на другое (покупал два "одинаковых"), у него сопротивление в 2 раза ниже и чуть меньше Kv. Теперь едет во все небольшие горы какие есть рядом (думаю не больше 5%). Записал телеметрю через bluetooth. Питание от аккумулятора 12s1p из 18650, нагрелся хорошо. Просадка под нагрузкой до 35в. Пиковая потребляемая мощность около 500 Вт, дальше срабатывает ограничение из-за низкого напряжения. Наибольшая скорость была 25 км/ч.



Ток фазный (Q) и скорость приведенная в км/ч.


Напряжение аккумулятора.


Температура с NTC-резитора на плате контроллера.


Проверял еще торможение без подключения аккумулятора, напряжение ограничивается на заданном уровне (~55в), или контроллер полностью отключается если превышен предел (59в). Но звук при торможении мне иногда не нравится.

Управление бездатчиковое, для старта нужна небольшая скорость (около 1 км/ч достаточно).

[edw123]

Поменял колесо на другое (покупал два "одинаковых"), у него сопротивление в 2 раза ниже и чуть меньше Kv.

Сопротивление меньше и Кв меньше? Обычно наоборот. Разве что меди в первом совсем недоложили китайцы. А как меряете сопротивление?

[amaora]

У первого 0.5 Ом и 19 об.м./в, у второго 0.24 Ом и 15 об.м./в. Измеряется все средствами контроллера. Это обязательная процедура для дальнейшей бездатчиковой работы.

[edw123]

У первого 0.5 Ом и 19 об.м./в, у второго 0.24 Ом и 15 об.м./в. Измеряется все средствами контроллера. Это обязательная процедура для дальнейшей бездатчиковой работы.

Получается у второго в 2 раза меньше меди. Может статоры разные или коммутация.

[amaora]

Перемотать попробую его может быть если понадобится. Сейчас главное есть на чем испытывать контроллер.

Пытаюсь уложить все управление в одну ручку. Сейчас сделано: от 0 до 30% торможение с ограничением тока (в 0 ток максимален), от 30% до 100% линейное нарастание фазного тока без контроля скорости. Похоже не хватает "сцепления", чтобы можно было катиться отталкиваясь ногой или вести самокат рядом. Сейчас с этим проблемы, при отжатой в 0 ручке происходит упорное торможение, так что колесо волочится а не катится. На 30% будет нужный режим, когда поддерживается нулевой ток через мотор. Но это не реалистично, точно выдерживать эти 30% нажатия ручки.

При этом не хотелось бы добавлять еще ручки и кнопки. Как бы обойтись одной для всего. Пока есть решение в виде имитации обрыва провода. В этом случае будет поддерживаться нулевой ток а через 2 секунды двигатель отключится. Но это все таки отдельная кнопка, хотя и не требуется отдельного входа для нее.

[edw123]

Пытаюсь уложить все управление в одну ручку. ...Но это все таки отдельная кнопка, хотя и не требуется отдельного входа для нее.

Тормозные ручки есть? В них положено датчик отключения. Можно его задействовать: при начале хода тормозной ручки, при появлении сигнала, первый диапазон (0-30) будет работать как сейчас - на тормоз. Если ручка не нажата - первый диапазон будет работать как ... "мягкий газ".

[amaora]

Тормозные ручки есть? В них положено датчик отключения. Можно его задействовать: при начале хода тормозной ручки, при появлении сигнала, первый диапазон (0-30) будет работать как сейчас - на тормоз. Если ручка не нажата - первый диапазон будет работать как ... "мягкий газ".

Нет, ручка "газовая". С отдельной тормозной ручкой было бы проще. В новой версии платы видимо стоит предусмотреть два аналоговых входа.

Но пока я хочу сделать самый простой вариант с одной ручкой.