Контроллер трехфазного двигателя. H-Мосты из MOSFET. Управление мощным двигателем с помощью Arduino.

1. Макаренко Олег
Контроллер Своими руками

2. Outrunner, у которых магниты расположены снаружи и вращаются вокруг неподвижного статора с обмотками
У электровелосипедов аутраннеры. Они для большего момента, с относительно небольшим количеством оборотов.
Введение
Применение трехфазовых двигателей:
- Электробайки
- Электромобили
- Бытовая техника
- Оргтехника

3. 1. Трехфазный бесколлектроный двигатель
1.1 Устройство
У электровелосипедов аутраннеры, у которых магниты расположены снаружи и вращаются вокруг неподвижного статора с обмотками.
Они для большего момента, с относительно небольшим количеством оборотов. С датчиками Холла в электровелосипедах. Они реагируют на магнитное
поле ,располагают на статоре, с углами между ними в 120 или 60 градусов (ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ). Встречал только 120 град.

4. 1.2 Схемы соединений фазных обмоток
При включении звездой ток протекает через две обмотки. При включении треугольником ток протекает через все обмотки.
При включении треугольником вырастают и обороты двигателя. Для высокого момента лучше звезда.
Бывает, что комбинируют и делают “АКПП”
Звезда треугольник

5. 2. Управление двигателем
2.1 Цикл работы
Электрический оборот двигателя
Необходимо обеспечить переключение фаз и их полярность

6. 2.2. Транзисторы MOSFET, H-мосты
- Большой ток
- Управление напряжением на затворе
- Скорость открытия/закрытия затвора

7. 2.3. ШИМ (PWM)
При включении ключей, как показано выше, на двигатель подается полное напряжение питания. При этом двигатель развивает максимальные обороты (мощность).
Чтобы обеспечить управление двигателем нужно регулировать напряжение питания двигателя. Изменение действующего напряжения осуществляется с помощью
широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Т.е. ключи открыты не все время, а открываются, и закрываются с фиксированной частой, но изменяемой скважностью
Во время включения и выключения ключей происходят переходные процессы, вследствие чего на ключах выделяется дополнительное тепло. Чем выше частота
ШИМ сигнала, тем больше количество переходных процессов за единицу времени, и тем выше потери на ключах. Слишком малая частота может быть не
эффективной или не обеспечивать необходимой плавности регулирования.
Для уменьшения потерь вследствие переходных процессов на ключах ШИМ сигнал можно подавать только на нижние или только на верхние ключи.

8. 3. Контроллер
3.1. Ардуино вариант
- Аппаратное прерывание, leonardo
- Обработка датчиков
- формирование 6-ти шагов
- Передача сигналов на ключи транзисторов

9. 3.1.1 Драйверы для транзисторов
- Линейка драйверов полумостов типа IR2101, IR2103 и т.д.
- L293D
- Драйвер трехфазового H-моста HIP4086 - не очень подходит
12V

10. 3.1.1 Драйверы для транзисторов
- L293D - HIP4086
- IR2101

11. 3.2 Вариант MC33035
- Характеристики, функции
- Преимущества
- Совместно с MC33039p

12. 3.2.2 Принципиальная схема и плата
- H-мосты для нее

13. 4. Выводы
- Сравнение ардуино и mc33035
- Прототипирование
- Гибкость

14. 5. Планы
- Синусный сигнал
- Доп.функции
- Переключение схем с звезды на треугольник
- Использование IGBT транзисторов