SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
FAKULTET ELEKTROTEHNIKE I RAČUNARSTVA
SEMINAR
Upravljanje BLDC motorom Leon Andrec
Voditelj: Izv. prof. dr. sc. Jadranko Matuško
Zagreb, travanj 2!"#
Sar!aj !# 2# )# +# 0# 1# 6# "# 8# !# !!# !2# !)# !+#
Uvod######################################################################################################################! $ovije%t ele&tro'otora(((((((((((((((((((((((((2 Glavni ti*ovi ele&tro'otora###################################### #######################################(###) *-enito o BL./ 'otori'a###################################################################################+ $ri'jene BL./ 'otora((((((((((((((((((((((#((##0 ara&teri%ti&e ele&tro'otora 3ide4 2+51665!#################################################1 Ard7ino 'i&ro&ontroleri###################################### ###################################################6 Ard7ino 3ano########################################################################################################" S9e'a *ra&tinog rada#########################################################################################8 od *ra&tinog rada############################################################################################! ;og7-e *ri'jene *ra&tinog rada#######################################################################!! Za&lj7a&#############################################################################################################!2 Literat7ra((((((((((((((((((((((((((((((!) Sa
"# Uvo Ele&tro'otor je ele&trini %troj &oji vrlo e=i&a%no *retvara ele&trin7 energij7 7 'e9ani&i rad# $o%toje ra>ni ti*ovi ele&tro'otora: et&ini i be> et&i4a, i>'jenini i i%to%'jerni, %ervo, &orani i brojni dr7gi# U ovo' rad7 =o&7% -e biti na BL./ 'otor7 ?eng# Br7%9Le%% .ire4t /7rrent@ ele&tro'otor7 be> et&i4a na*ajano' i%to%'jerno' %tr7jo'# Za 7*ravljanje -e %e &ori%titi varijanta Ard7ino 3ano 'i&ro&ontrolera# ;odel ele&tro'otora &oji %e obra7je 7 ovo' rad7 je 3ide4 2+51665!# ;otor &ori%ti na*on od !2V i%to%'jerne %tr7je >a na*ajanje >avojni4a i 0V i%to%'jerne %tr7je >a na*ajanje 7graenog 7*ravlja&og logi&og %&lo*a# ;otor *o%tiin7 od +" o&retaja *o 'in7ti# Ugraeni 7*ravlja&i logi&i %&lo* o'og7-7je &ontrol7 %'jera o&retanja, 'og7-no%t naglog >a7%tavljanja i =in7 reg7la4ij7 %a'e br>ine o&retanja *o'o-7 $C; te9nologije# $C; ?engl# $7l%eDidt9 'od7lation@ je 'etoda varijabilnog *rijeno%a in=or'a4ije ili %nage# To %e o%tvar7je e%ti' i>'jenjivanje' vi%o&og i ni%&og na*ona 7 odreenoj jedini4i vre'ena# $ro'jenjivi o'jer trajanja vi%o&og na*ona i o'jer trajanja ni%&og na*ona odre7je n*r# *rividni i>la>ni na*on 7 %l7aj7 *ri'jene $C;a >a reg7la4ij7 i>la>ne %nage, ili a *rijeno% in=or'a4ije# ;i&ro&ontroler je &o'*a&tno ra7nalo i>vedeno na jednoj ti%&anoj *loi4i# Ta&va jedini4a %adrni' dr7gi' ele&troni&i' %&lo*ovi'a be> da 'ora >a%ebno ra>vijati 7*ravlja&e %&lo*ove# ;odel 'i&ro&ontrolera &oji -e %e ovdje &ori%titi >a 7*ravljanje %*o'en7tog BL./ 'otora je Ard7ino 3ano#
$# %ov&je't ele(tromotora $rvi 7reaji &oji %7 ele&trin7 %tr7j7 *retvarali 7 'e9ani&i rad ra>vijeni %7 ve- 7 !"# %tolje-7, no relativno *ri'jenjivi ele&tro'otor na*ravio je 'aar%&i =i>iar Fno% Hedli& te& !"26# godine# U*orabo' ele&tro'agnet%&i9 >avojni4a i i>7'o' &o'7tatora rijeio je te9ni&i *roble' &ontin7iranog o&retanja rotora# 3jegov 'otor nije i'ao *er'anentne 'agnete, jer %e ele&tro'agnet%&o *olje %tatora ta&oer *o%ti>alo >avojni4a'a# U &a%no' !8# %tolje-7, &ad %e >a na*ajanje 7'je%to baterija *oela &ori%titi 'rera&a ili 9idra7linog *riti%&a, energija >a *o&retanje ind7%trij%&i9 %trojeva *reno%ila %e dvojeno i *o *otrebi#
Sli&a !
!
)# *lavn& t&pov& ele(tromotora %novna *odjela ele&tro'otora vri %e na te'elj7 vr%te %tr7je >a na*ajanje, tj# dijele %e na ele&tro'otore *o&retane i%to%'jerno' %tr7jo' i ele&tro'otore *o&retane i>'jenino' %tr7jo'# Se&7ndarna *odjela ele&tro'otora vri %e na te'elj7 naina &o'7ta4ije ele&tro'otora# o'7ta4ija %e 'ovravati 'e9ani&i ili ele&troni&i# Ele&tro'otori *o&retani i>'jenino' %tr7jo' dijele %e na %in&rone i a%in&rone# Rotor %in&ronog ele&tro'otora o&re-e %e br>ino' di&tirano' *ro'jenjivi' ele&tro'agnet%&i' *olje' %tatora# Br>ina rotora a%in&ronog ele&tro'otora nije %trogo ve>ana >a *ro'jenjivo ele&tro'agnet%&o *olje %tatora#
%li&a 2
2
+# Op,en&to o BLDC motor&ma BL./, eng# Br7%9Le%% .ire4t /7rrent, je %in&roni ele&tro'otor na*ajan i%to%'jerno' %tr7jo' *o'o-7 invertera ili varijabilni' na*ajanje' &oje *roi>vodi i>'jenin7 %tr7j7 >a %va&7 >a%ebn7 =a>7 eletro'otora te &oji' 7*ravlja >a to *redvieni 7*ravlja&i %7%tav# Ta&av %7%tav *7l%ira ele&trin7 %tr7j7 na'otaji'a %tatora i ta&o odre7je br>in7 o&retanja# BL./ ele&tro'otori i'aj7 ni> *redno%ti nad et&ini' ele&tro'otori'a# 3e&e od ti9 *redno%ti %7 bolji o'jer i>la>ne %nage na%*ra' 'a%e 'otora, generalno ve-a br>ina o&retanja i i>bjegavanje i%&renja &od &o'7tatora >a9valj7j7-i ele&troni&o' *7l%iranj7#
%li&a )
)
-# %r&mjene BLDC motora Generalno govore-i, BL./ 'otori >a'jenj7j7 i%to%'jerne et&ine ele&tro'otore 7 %va&oj *ri'jeni gdje nji9ova generalno ve-a 4ijena i *roble' *otrebe >a 7*ravlja&i' %&lo*o' ni%7 od veli&e vabog vi%o&e e=i&a%no%ti o'og7-7j7 d7lje trajanje baterije# $ro'et ele&trini i 9ibridni a7to'obili i bi4i&li# Zra&o*lovno 'odelar%tvo vrlo e%ti >bog i>vr%nog o'jera i>la>ne %nage i 'a%e ele&tro'otora, >a'ijenili 'otore % 7n7tarnji' i>garanje' >bog ti9og djelovanja#
Sli&a +
+
.# Kara(ter&'t&(e ele(tromotora N&e/ $+H.00H1"1 Ele&tro'otor &ori%ti glavno na*ajanje od !2V i%to%'jerne %tr7je# U 7vjeti'a neo*tere-ene o%ovine *o%tiije ele&tro'otora *ri&a>ane %7 na %li4i 0# ;a%a %a'og ele&tro'otora i>no%i !" gra'a# Ele&tro'otor %adrli&7j7 %e ovi%no o *roi>vodnoj %eriji, %toga objanjenje nije 7niver>alno# !# /5A?lj7bia%ta@ red7ndantno 2# /5B?narana%ta@ red7ndantno )# 0V./?bijela@ 0V i%to%'jerne %tr7je, *otrebno >a na*ajanje logi&i9 %&lo*ova +# /CJ//C?*lava@ %'jer o&retanja ele&tro'otora, reagira na negativn7 logi&7 0# $C;?>elena@ *ri'a $C; %ignal 7 negativnoj logi4i, *re*or7ene =re&ven4ije 2 )&5> 1# BRAE?<7ta@ vod >a naglo >a7%tavljanje, reagira na negativn7 logi&7 6# G3.?4rna@ vod >a glavno na*ajanje, *ri'a V i%to%'jerne %tr7je "# V//?4rvena@ vod >a glavno na*ajanje, *ri'a !2V i%to%'jerne %tr7je
0
Sli&a 0
1
0# Ar2&no m&(ro(ontroler& Ard7ino je otvorena ra7nalna i %o=tver%&a *lat=or'a &oja na te'elj7 jedno*loane ra7nalne jedini4e &oja ne >a9tjeva o*erativni %7%tav o'og7-7je *ove>ivanje brojni9 ele&troni&i9 %en>ora, &o'*onenti i ele&tro'e9ani&i9 7reaja# Svr9a toga je %tvaranje jedno%tavni9 i %rednje na*redni9 a7tono'ni9 i *ol7a7tono'ni9 *roje&ata# Hedno*loana ra7nalna jedini4a % 'i&ro&ontroler%&i' %&lo*o' *rogra'ira %e varijanto' *rogra'%&og je>i&a /, >vani' ta&oer Ard7ino# 3aj*re*o>natljiva ver>ija ta&ve jedno*loane ra7nalne jedini4e je%t Ard7ino Uno# Uno &ori%ti 'i&ro&ontroler%&i i* AT'ega)2"$ te %adr analogni9 i digitalni9 *ri&lj7a&a >a 7no% i i>vo> ele&trini9 %ignala# .igitalni9 *ri&lj7a&a i'a !+, a analogni9 i'a 1#
Sli&a 1
6
"
3# Ar2&no Nano Ard7ino 3ano je jedna od veliino' 'anji9 inai4a jedno*loane ra7nalne jedini4e# $o &ara&teri%ti&a'a veo'a %lina inai4i Ard7ino Uno, no % ne&oli&o %itni9 ra>li&a# 3e&e od ra>li&a je%7 dra%tino 'anje di'en>ije *loi4e i dva vie analogna 7la>a#
Sli&a 6
8
4# S5ema
%li&a "
%li&a 8 o'*onente &oritene >a 7*ravlja&i %tr7jni &r7g je%7 *oten4io'etar od ! &iloo'a, 'o'entalni *re&ida i dvo*olni trajni *re&ida#
!
!!
"1# Ko pra(t&6no7 raa
Sli&a ! $rve dvije linije &oda odre7j7 varijabl7 7 &oj7 -e %e %*re'ati 7la>ne vrijedno%ti i> analognog *ri&lj7&a A i *oetn7 vrijedno%t %en>or%&og oitanja# .r7ge dvije linije &oda odre7j7 varijable &oje -e odreivati vrije'e &oje -e i>la>ni *ri&lj7a& *rove%ti 7 %tanj7 K5IG5 i vrije'e &oje -e i>la>ni *ri&lj7a& *rove%ti 7 %tanj7 KLC# .io &oda na>van Kvoid %et7* de&larira *ri&lj7a& !! &ao i>la> i *ri&lj7a& A &ao 7la># .io &oda na>van Kvoid loo* i>ra7nava o'jer n7'eri&e vrijedno%ti Kdel9 i Kdell i i'*le'entira i9 &ao $C; i>la> >a 7*ravljanje br>ino' BL./ 'otora na te'elj7 *o>i4ije *oten4io'etra oitane na 7la>no' *ri&lj7&7 A#
!2
""# 8a(lj26a( BL./ 'otor 'o%t je i>'e7 %7rove %nage i%to%'jernog et&inog ele&tro'otora i *re4i>no%ti &oranog ele&tro'otora# Zbog vi%o&e e=i&a%no%ti e%to >a'jenj7je i%to%'jerni et&ini ele&tro'otor# U> 'ini'aln7 i la&o do%t7*n7 o*re'7 'og7-e je *o7>dano 7*ravljati br>ino' i %'jero' o&retanja BL./ 'otoro'#
!)
"$# L&terat2ra !# A7tor: Brad endall 3a>iv: Getting Started Dit9 Ard7ino A Beginner% G7ide 2# A7tor: A7%tin 57g9e% 3a>iv: Ele4tri4 ;otor% and .rive% M7nda'ental%, T*e% and A**li4ation%
!+
")#Sa!eta(
!0
