Бесколлекторный двигатель ардуино обороты

Шаговые двигатели (подробный разбор 4 типов)

Шаговый двигатель — это бесколлекторный двигатель, ротор которого вращается не плавно, а шагами (дискретно). Полный оборот ротора состоит из нескольких шагов. Меняя форму сигнала, количество импульсов, их длительность и фазовый сдвиг, можно задавать скорость вращения, направление вращения и количество оборотов ротора двигателя.

Шаговые двигатели состоят из ротора (подвижная часть) и статора (неподвижная часть). На статоре устанавливают электромагниты, а части ротора взаимодействующие с электромагнитами выполняются из магнитотвердого (двигатель с постоянными магнитами) или магнитомягкого (реактивный двигатель) материала.

Мы не знали куда включить эту информацию, поэтому напишем здесь.
Для снижения вибраций нужно откалибровать винты и двигатели. Для калибровки винтов очень удобно использовать вот такой балансир:

Суть калибровки сводится к выравниванию весов лопастей. Нужно положить винт с балансиром на параллельные направляющие (мы ставим на губки тисков) и найти более тяжелую лопасть. Для подгонки веса поскребите нерабочую часть лопасти канцелярским ножом. Нужно добиться, чтобы пропеллер мог стоять параллельно земле неподвижно.

Проверка калибровки винта

На форумах советуют откалибровать еще и двигатель. Теоретически, нужно на запущенный двигатель (без винта) посветить лазером и посмотреть на отражение. Если оно размазано, то нужно наклеить кусочек скотча на двигатель. Если биения уменьшились — хорошо, если нет — надо клеить в другом месте.
На практике делать это сложно: нужен мощный лазер, темнота и терпение. Да и необходимость в этом довольно сомнительная. Мы этот этап не делали.
И в заключении, ссылки на остальные части статей о коптерах:
Часть 1. Что такое квадрокоптер
Часть 2. Элементы квадрокоптера
Часть 3. Все об аккумуляторах для квадрокоптеров
Часть 4. Рама квадрокоптера
Часть 5. Подсветка коптера
Часть 6. Подключение элементов квадрокоптера
Часть 7. Настройка пульта Turnigy9x для коптера
Часть 9. Настройка полетного контроллера DJI NAZA
Часть 10. Гиростабилизированный подвес для камеры SJ4000

Почему дроны и вертолеты используют именно BLDC двигатели?

Сейчас существует множество различных типов дронов – с двумя лопастями, с четырьмя лопастями и т.д. Но все они используют именно BLDC двигатели. Почему именно их, ведь BLDC двигатели стоят дороже чем обычные электродвигатели постоянного тока?

Существует несколько причин для этого:

• большой крутящий момент, который очень важен для того чтобы оторвать летающее средство от земли;
• эти двигатели доступны в формате OutRunner, что позволяет обойтись без сцепления в конструкции дрона;
• маленький уровень вибраций во время работы, что очень важно для неподвижного зависания дрона в воздухе;
• хорошее соотношение мощности к весу двигателя. Это очень важно для использования на летающих механизмах чтобы все элементы его конструкции имели как можно меньший вес. Обычный двигатель постоянного тока, обеспечивающий такой же крутящий момент как и BLDC двигатель, будет как минимум в два раза тяжелее него.

Отсутствие датчика

Для определения положения ротора необходимо проводить измерение напряжения на незадействованную обмотку. Данный способ применим при вращении двигателя, иначе он не будет действовать.

Бездатчиковые регуляторы хода изготавливаются легче, это объясняет их широкое распространение.

Контроллеры обладают следующими свойствами:

• значение максимального постоянного тока,
• значение максимального рабочего напряжения,
• число максимальных оборотов,
• сопротивление силовых ключей,
• импульсная частота.

При подключении контроллера важно делать провода, как можно короче. Из-за возникновения бросков тока на старте. Если провод длинный, то могут возникнуть погрешности определения положения ротора. Поэтому контроллеры продаются с проводом 12 — 16 см.

Контроллеры обладают множеством программных настроек:

• контроль выключения двигателя,
• плавное или жёсткое выключение,
• торможение и плавное выключение,
• опережение мощности и КПД,
• мягкий, жесткий, быстрый старт,
• ограничения тока,
• режим газа,
• смена направления.

Контроллер LB11880, изображенный на рисунке, содержит драйвер бесколлекторного двигателя мощной нагрузки, то есть можно запустить двигатель напрямую к микросхеме без дополнительных драйверов.

Потери на ключах

P — теряемая мощность, которая выделяется в виде тепла R — прямое сопротивление открытого ключа I — ток, протекаемый через ключ.

Очевидно, что чем меньше сопротивление ключей, тем меньше потери на ключах. Уменьшение сопротивления ключей ведет к повышению общего КПД и уменьшению тепловыделения на ключах.

Уровень потерь на ключах имеет квадратичную зависимость от тока. Уменьшить ток, сохранив при этом общую мощность, можно повысив напряжение питания двигателя. В качестве примера рассмотрим два варианта:

1. Питание: 50В, ток: 100А, сопротивление ключей: 0,001 Ом. Потери на ключах = 0,001 * 100 2 = 10 Вт

2. Питание: 100В, ток: 50А, сопротивление ключей: 0,001 Ом. Потери на ключах = 0,001 * 50 2 = 2,5 Вт

Т.е. снизив ток вдвое потери на ключах падают в 4 раза.

Suzuki SX4 2011, двигатель бензиновый 1.6 л., 112 л. с., полный привод, механическая коробка передач — тюнинг

Машины в продаже

Suzuki SX4, 2014

Suzuki SX4, 2012

Suzuki SX4, 2010

Suzuki SX4, 2010

Комментарии 103

1. В таких разработках нельзя забывать про закон сохранения энергии — то бишь в данном случае энергия затраченная на питание турбины может не перекрыть энергии полученной от применения турбины.
2. По поводу обхода турбины на малых оборотах — не проще ли турбине просто вращаться на малых оборотах компенсируя это пневматическое сопротивление (так на турбированных моторах это и реализовано) И тогда и плавный пуск вам не понадобиться и на рабочие обороты она будет выходить быстрее.
3. В случае с турбиной приводимой в действие от ВГ — используется давление ВГ которое без турбины попросту списывается в потери, а в случае электротурбины вам нужно будет тратить электрическую энергию.
4. А как поступите с датчиком давления во впускном коллекторе? — по нему считается нагрузка на ДВС.

Давно уже забили на этот проект. Не от мира он сего ))

В качестве батарей, думаю, целесообразнее установить емкий ионистор (все равно, нужно заряда секунд на 10-15, пока машина в режиме активного разгона).
Обойдётся примерно в $300.

Мы пробовали и даже купили такой. Аналог максвелла, большая такая сборка в металлическом корпусе на 48 вольт. Не удобен: быстро разряжается, к нему нужен мощный стабилизатор до наших 24 вольт который еще нужно разработать, плюс зарядник соответствующий. Короче продаем мы его на авито уже почти год наверно…не нужен он никому) видать придется его на отдельные ячейки разобрать.

Да, знаю, Максвелл собирает такие.
1. Но что значит «быстро разряжается»? На сколько времени его хватает?

2. Почему 24в? Электромотор питается от 24в?

Быстро это значит что секунд 10 под полной нагрузкой, может и того меньше. Но это все не суть, время разрядки считается на калькуляторе. Главное что как на крути (мотор у нас 24 вольта, да), для ионистора нужен стабилизатор ибо у него кривая разрядки как у конденсатора а не как у аккумулятора — не держит он напряжение как аккумы.

Если он 48 вольт, может распилить его на 2 блока, по 12в и подключить их параллельно?

А вот 10 секунд, да, это хардкор… надо бы хотя б 30…

Слушай, а если …
У LG есть банки HG2 18650, которые позволяют выдавать кратковременно, если мне не изменяет память, до 35А. Такие используют вейперы. У меня в вейпе стоит такая, легко выдает 75 ватт.

И если взять 30А. не думаю что просадка будет ниже 3В, соответственно, можно получить с 1 аккума

Для 5Квт нужно 56 банок.
(или 54, так как надо будет определиться, собрать 8 блоков по 7 банок, либо 9 блоков по 6 банок)

Надыбать их можно рублей по 250 за банку = 14.000 руб.
И мощности их хватит примерно минуты на 3-4… (соответственно, можно не заряжать их после каждого старта, а лишь после того, как напруга без нагрузки свалится, например, до 3,8-3,9в, что позволит уменьшить кол-во циклов зарядки, соответственно, долговечность будет выше).
А еще, получаем нормальную кривую разрядки и нет необходимости в стабилизаторе.

PS. Даже Илон Маск в своих Тесла использует аккумуляторы, которые собраны из банок 18650)

Эти банки не выдерживают отрицательные температуры.
По идее с питанием вопрос решен — это LTO аккумы, кроме больших размеров для нас у них нет минусов. Дело в самом электрокомпрессоре — третья по счету опытная модель первой достигла отметки в 0,6 бара и практически сразу крякнула — вал повело. С тех пор к этому вопросу больше мы не возвращались.

Вообще не вижу проблем с отрицательными температурами)
Можно из подручных средств сделать «терморубашку», ватт эдак на 100-150 и щели заполнить самой дешевой термопастой.
Ну и плюс примитивную автоматику, чтобы не перегреть их.

И в зимнее время, этот термокожух прогреет их за 2-3 минуты (все равно, ведь при морозах прогреваем авто, за одно будут и аккумуляторы отогреваться).

Что касается электрокомпрессора — 0,6 бар — это дофига. Более чем достаточно 0,3 бар, ибо большее давление очень мало какой современный двигатель способен переварить. Но в то же время, эти 0,3 бара способны дать существенную прибавку в мощности!

Как раз 0,3 бара это маловато, никто не будет ни заморачиваться ни тратить пол сотни тыщ рублей на это, имхо.

Я зашел на вашу страницу, так как есть человек, который готов на это потратить пол сотни тыщ, ибо у него нет выбора)

Любой каприз за ваши деньги)))

Опыт очень интересен как хоби, исследования в электорнике. Типа лабораторной работы. Но для реального турбирования нужна мощность примерно 5-7кВат (7000ват, это около 500 ампер из бортовой сети). Питание от прикуривателя не подойдет 😀. Выдать такую мощность может система из преобразователя и отдельной специальной батареи неизвестного напряжения. И естественно только импульсно, например для преодоления турбоямы основного турбокомпрессорора.

20 таких модулей выдадут 50-60 вольт и емкость в

160 ватт.
Этого хватать, чтобы запитать 5 квт электромотор на протяжении 2-2.5 минут.

Виды двигателей и принцип работы

Двигатели делятся на три типа: коллекторный, асинхронный и бесколлекторный. В большинстве электроинструментов стоит первый тип. Этот электродвигатель имеет довольно компактный размер. Его мощность значительно выше, чем у асинхронного, а цена довольно низкая. Что касается асинхронных, то этот тип в основном используется в металлообрабатывающей отрасли, а также широкое распространение они получили в угледобывающих шахтах. Довольно редко их можно встретить в быту.

Бесколлекторный электродвигатель используется там, где нужны большие обороты, точное позиционирование и малые размеры. Например, в различной медицинской технике, авиамоделировании. Принцип работы довольно прост. Если рамку прямоугольной формы, которая имеет ось вращения, поместить между плюсами постоянного магнита, то она начнет вращаться. Направление зависит от направления тока в рамке. В составе этого типа присутствуют якорь и статор. Якорь вращается, а статор стоит неподвижно. Как правило, на якоре стоит не одна рамка, а 4,5 или более.

Асинхронный двигатель работает по другому принципу. Благодаря эффекту переменного магнитного поля в статорных катушках он приводится во вращение. Если углубиться в курс физики, то можно вспомнить, что вокруг проводника, через который проходит ток, создается своеобразное магнитное поле, заставляющее вращаться ротор.

Принцип работы бесколлекторного типа основан на включении обмоток так, чтобы магнитные поля статора и ротора были ортогональны друг другу, а вращающий момент регулируется специальным драйвером.

На рисунке отчетливо видно, что для перемещения ротора нужно выполнить необходимую коммутацию, но и регулировать обороты не представляется возможным. Тем не менее бесколлекторный двигатель может очень быстро набирать обороты.

Где применяются бесколлекторные двигатели

К настоящему времени бесколлекторные двигатели получили широкое распространение, как благодаря своей высокой надёжности, высокой удельной мощности и возможности работать на высокой скорости, так и из-за быстрого развития полупроводниковой техники, сделавшей доступными мощные и компактные контроллеры для управления этими двигателями.

Бесколлекторные двигатели широко применяются в тех системах где их характеристики дают им преимущество перед двигателями других типов. Например, там, где требуется скорость вращения несколько десятков тысяч оборотов в минуту. Если от изделия требуется большой срок службы, а ремонт невозможен или ограничен из-за особенностей эксплуатации изделия, то и тогда бесколлекторный двигатель будет хорошим выбором.