نحوه کنترل و درایو موتور براشلس + پروژه

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، راه اندازی موتور بدون جاروبک یا براشلس، در این پروژه ما به درایو و کنترل موتور BLDC سنسوردار و بدون سنسور پرداخته و در انتها به طراحی و نوشتن کد‌های لازم توسط میکروی ARM، برای موتور BLDC سنسوردار می‌پردازیم. زبان برنامه نویسی این پروژه C. می‌باشد که در نرم افزار KEIL نوشته شده است. میکروکنترلر استفاده شده در این پروژه LPC۲۱۳۲ از شرکت فیلیپس و از خانواده LPC۲۱۳۲ می‌باشد. علت انتخاب این میکرو از این خانواده حمایت از Peripheral‌های لازم برای انجام پروژه می‌باشد.


کنترل و درایو موتور بدون جاروبک یا براشلس BLDC

موتور‌های آهنربای دائم بدون جاروبک در تجهیزات کامپیوتری، ربات‌ها و وسایل الکتریکی استفاده می‌شوند. برای کاربرد‌هایی با سرعت پائین، استفاده از موتور‌های آهنربای دائم، نیاز به گیربکس را که در ماشین‌های القائی استاندارد وجود دارد، حذف میکند. گیربکس‌ها در مرور زمان دچار فرسایش و شکستگی شده و تعمیر آن‌ها هزینه بردار می‌باشد. همچنین در حین کار، به جز ایجاد سر و صدای اضافی، مقداری از توان مکانیکی موتور را نیز مصرف میکنند.

درایو موتور براشلس

در مورد موتور‌های جریان مستقیم با جاروبک که عمل کموتاسیون در آن‌ها توسط جاروبک که یک بخش مکانیکی بوده انجام می‌گیرد باید گفت که اولاً هر بخش مکانیکی نیاز به تعمیر و نگهداری دارد که این مورد نیز مستثنی نیست، ثانیاً به دلیل اصطکاک موجود بین اجزاء این بخش از راندمان موتور کاسته میشود و ثالثاً جرقه‌های به وجود آمده در هنگام تعویض قطب‌ها نیز احتمال آتش گرفتن موتور را افزایش میدهد.

به منظور فرار از این مشکلات با کمک گرفتن از خاصیت میدان مغناطیسی، کنترل موتور‌های DC به صورت الکتریکی صورت می‌گیرد. به علت این که عملکرد این کنترل کننده با شناسایی موقعیت روتور صورت می‌پذیرد، موتور قدرت کنترل سرعت و گشتاور را نیز خواهد داشت که احتیاج به انکودر را نیز حذف می‌کند. به این گونه از موتور‌ها اصطلاحاً موتور‌های آهنربای دائم جریان مستقیم بدون جاروبک گفته می‌شود.

امروزه، این ماشین‌ها به طور گسترده برای توربین‌های بادی و محرکه‌های قایق‌ها مورد استفاده قرار میگیرند. استفاده از این نوع ماشین‌ها در این وسایل، باعث کاهش سر و صدا و کاهش نشتی روغن می‌گردد. تعداد زیاد قطب‌ها و قطر بزرگ این نوع موتورها، به دلیل داشتن سرعت‌های پائین می‌توان از مشخصه‌های آن‌ها برشمرد.

در این پروژه ما به درایو و کنترل موتور BLDC سنسوردار و بدون سنسور پرداخته و در انتها به طراحی و نوشتن کد‌های لازم توسط میکروی ARM، برای موتور BLDC سنسوردار می‌پردازیم. زبان برنامه نویسی این پروژه C. می‌باشد که در نرم افزار KEIL نوشته شده است. میکروکنترلر استفاده شده در این پروژه LPC۲۱۳۲ از شرکت فیلیپس و از خانواده LPC۲۱۳۲ می‌باشد. علت انتخاب این میکرو از این خانواده حمایت از Peripheral‌های لازم برای انجام پروژه می‌باشد.


این پروژه می‌تواند مقدمه‌ای بر طراحی و ساخت وسایلی که مجهز به موتور BLDC می‌باشند مانند Electric Bike قرار گیرد.

آشنایی با موتور‌های DC معمولی و BLDC


موتور براشلس

جزئیات ساختاری

جهت درک بهتر عملکرد موتور BLDC، بهتر است تا مروری برساختار و چگونگی عملکرد موتور DC داشته باشیم. با توجه به بهره گیری عمومی از سیستم‌های تولید، انتقال و توزیع ac به جای dc، ماشین‌های dc در حال حاضر تقریباً به طور منحصر به فرد به عنوان موتور مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پیشرفت مبدل‌های نیمه هادی مطمئن، اعتبار و محبوبیت موتور‌های dc را در بسیاری از کاربرد‌های صنعتی تحت تأثیر قرار داده است. علی رغم این امر، هنوز موتور‌های dc در زمینه محرکه‌های با سرعت متغیر مورد استفاده هستند. مواردی نظیر: غلتک‌های نورد، جرثقیل‌های سقفی و سایر کاربرد‌هایی که نیازمند کنترل دقیق گشتاور و یا سرعت می‌باشد.

این موتور‌ها همچنین در وسایلی که با باتری راه اندازی می‌شوند (مثل قایق‌های شناور) و لیفتراک‌ها و برای راه اندازی لوکوموتیو‌های راه آهن مورد استفاده قرار می‌گیرند.

موتور‌های dc کوچک، بیشتر از نوع آهنربا‌های دائم، به صورت گسترده در خودرو‌ها به کار می‌روند. مثل موتور‌های استارت، موتور‌های برف پاک کن، موتور‌های بالا بر شیشه، موتور‌های پروانه و موتور‌های مربوط به راه اندازی سایر لوازم جانبی. ادامه نوشته بصورت مقاله میباشد و از لینک زیر میتوانید دانلود و مطالعه کنید.

فهرست مطالب درایو موتور براشلس:

مقدمه
فصل اول
آشنایی با موتور‌های DC معمولی و BLDC
۱_۱ جزئیات ساختاری
۱_۲ دو وظیفه کم. تاتور در ماشین DC
۱_۳ جمع بندی
۱_۴ تعریف موتور BLDC
۱_۵اصول عملکرد موتور BLDC
۱_۶ کنترل حلقه بسته موتور BLDC
۱_۷ بلوک دیاگرام کلی راه اندازی موتور BLDC
۱_۸ راه اندازی موتور BLDC بدون سنسور
فصل دوم
تشریح نقشه فنی پروژه و سخت افزار طراحی شده
۲_۱ اینورتر سه فاز
۲_۲ شماتیک کلی پروژه
۲_۳ مدار فیدبک جریان
۲_۴ کنترل سرعت
فصل سوم
تشریح نرم افزار و برنامه‌های مربوط به پروژه
۳_۱ میکروکنترلر
۳_۲ LCD
۳_۳ ADC
۳_۴ PWM
۳_۵ Timer
۳_۶ Timer
۳_۷ main
فصل چهارم
خلاصه پروژه و پیشنهادات
۴_۱ خلاصه پروژه و پیشنهادات
Reference
پیوست
MOSFET
MOSFET Driver
LPC۲۱۳۲