Kann man einen BLDC-Motor ohne Schaden rückwärts laufen lassen?

Kann man einen BLDC-Motor ohne Schaden rückwärts laufen lassen?

Ist es in Ordnung, einen BLDC-Motor eines Modellflugzeugs beim Landen rückwärts zu fahren, damit es einen kleinen "Rückwärtsschub" bekommt und auf der Landebahn etwas schneller zum Stehen kommt?

Ist es in Ordnung, die BLDC-Motoren eines Modellhubschraubers rückwärts zu fahren, damit er kopfüber schweben kann?

Oder muss ich die Hardware so konstruieren, dass sie den Motor unter keinen Umständen rückwärts fährt, egal was der Pilot am Boden am Sender macht?

Der Motor sollte in Ordnung sein, aber wenn Sie von einem Hubschrauber sprechen, nicht von einem kleinen Quadcopter oder ähnlichem, müssen Sie dies sowieso mechanisch tun, indem Sie die Tonhöhe ändern. Die Blätter selbst können aus aerodynamischen Gründen nicht rückwärts laufen, und das Starten / Stoppen dauert einige Zeit, in der der Hubschrauber abstürzen würde, wenn er nicht hoch genug wäre. Einige Hubschrauber haben auch eine Freilaufmechanik, die nicht rückwärts gefahren werden kann.
Einige 3D-Quadrocopter kehren tatsächlich ihre Drehrichtung um und es funktioniert überraschend gut, z. B. Heli-Max Voltage 500 3D und Blade 200 QX. Obwohl diese wahrscheinlich herauskamen, nachdem diese Frage geschrieben wurde. Außerdem gibt es viele Modellhubschrauber, die aufgrund der Änderung der Blattneigung anstelle der Motorrichtung umgekehrt schweben, und nicht nur große; Nehmen Sie zum Beispiel den Blade Nano QX, einen Mikro-Heli für den Innenbereich mit funktionierender Taumelscheibe und kollektivem Pitch für den Rückenflug.

Antworten (5)

BLDC-Motoren verwenden normalerweise nur Permanentmagnete am Rotor (sei es Innenläufer oder Außenläufer) und einen Satz Wicklungen am Stator, die in einer dreiphasigen Dreiecks- oder Sternkonfiguration verbunden sind. Der Geschwindigkeitsregler erzeugt nur eine dreiphasige Wellenform mit variabler Frequenz, um den Motor anzutreiben. Da die Wicklungen symmetrisch sind, gibt es elektrisch keinen Grund, warum Sie den Motor nicht in beide Richtungen drehen können.

Ob es eine gute Idee ist, eine Stütze bei der Landung rückwärts laufen zu lassen, ist eher ein Luftfahrtproblem als alles, was von Natur aus elektronisch ist. Nachdem ich einige RC-Flugzeuge geflogen bin, scheint es mir sinnvoll zu sein, dass Sie, wenn Sie die Stütze bei der Landung umkehren, im Grunde nur eine Bremskraft entlang der Linie der Rotationsachse ausüben. Wenn diese Linie über dem Schwerpunkt verläuft (nicht darunter), sollte das die Dinge so drehen, dass das Heck unten bleibt, also sollten Sie in diesem Fall stabil sein. Wenn sich die Propellerachse jedoch unterhalb des Schwerpunkts befindet, sehen Sie Vorwärtsdrehmomente, die die Nase nach unten treiben würden, was zu Schäden führen würde.

Exzellent. Mein Verständnis ist, dass sowohl Druckstützen als auch Traktorstützen so konstruiert sind, dass sie Kraft direkt durch den Schwerpunkt ausüben, genau aus den Gründen, die Sie hier erwähnt haben. Ich gehe davon aus, dass sich die Kraftlinie nicht ändert, wenn Sie die Richtung umkehren - klingt das vernünftig? Wenn das Flugzeug stabil ist, wenn Sie vom Cruisen auf die Landebahn gehen und Sie beim Aufsetzen plötzlich die Stromversorgung des Motors unterbrechen, dann schätze ich, dass ein bisschen Rückwärtsschub genauso stabil sein wird.

Ja, Sie können einen bürstenlosen Gleichstrommotor in beide Richtungen antreiben.

Siehe zum Beispiel den Steuerchip MC33035 für bürstenlose DC-Motoren von On Semiconductor, der über einen Pin zur Richtungssteuerung verfügt.

Hier eine kleine Erklärung ab S. 9 des Datenblatts :

Der Vorwärts-/Rückwärtseingang (Pin 3) wird verwendet, um die Drehrichtung des Motors zu ändern, indem die Spannung an der Statorwicklung umgekehrt wird. Wenn der Eingang bei einem bestimmten Sensoreingangscode (z. B. 100) den Zustand von hoch nach niedrig ändert, werden die aktivierten oberen und unteren Treiberausgänge mit derselben Alpha-Bezeichnung ausgetauscht (AT zu AB, BT zu BB, CT zu CB). Tatsächlich wird die Kommutierungssequenz umgekehrt und der Motor ändert die Drehrichtung.

Ich glaube, Sie müssen beim "Durchschießen" vorsichtig sein - wenn Sie versuchen, die Richtung des Stromflusses in einer Wicklung umzuschalten, müssen Sie sicherstellen, dass ein Satz FETs vollständig ausgeschaltet ist, bevor Sie den einschalten anderen Satz, oder Sie könnten versehentlich Ihr Netzteil kurzschließen.

Sie können "adaptive Gate Drive" oder "Totzeit" googeln, um weitere Details zu erhalten.

Ich muss mit der Totzeit richtig umgehen, um ein Durchschießen auch im normalen Vorwärtslauffall zu vermeiden. Ich bin froh, dass Sie mich daran erinnert haben, dies zu überprüfen - es ist durchaus möglich, dass die Totzeit angepasst werden muss, um den gesamten Bereich vom schnellen Vorlauf bis zum schnellen Rücklauf abzudecken.

Worüber Sie sich am meisten Sorgen machen müssen, wenn Sie die Richtung eines Motors umkehren, ist, dass Sie weder dem Motor noch der Elektronik / den Schaltern, die ihn steuern, zu viel Strom zuführen.

Wenn Sie eine Spannungsquelle an einen Motor anschließen, der sich im Ruhezustand befindet und entweder eine große Trägheit oder einen blockierten Rotor hat, fließt ein großer Strom = V / R, wobei R der Statorwicklungswiderstand des Motors ist. Dies wird als Stallstrom bezeichnet.

Wenn Sie mit voller Geschwindigkeit mit einer Spannungsquelle über einem Motor fahren und sofort die Polarität der Spannungsquelle umkehren, können Sie den bis zu 2-fachen Stillstandsstrom erreichen, da die Spannungsquelle dann an der entgegengesetzten Polarität der Motorrückseite liegt -emf. Dies kann zu viel Strom sein, und wenn dies der Fall ist, müssen Sie die Rate steuern, mit der Sie die Spannung am Motor umkehren, indem Sie PWM oder eine andere Methode als eine harte Spannungsumkehr verwenden.

Der Schub bei Hubschraubern wird durch Variieren der Propellersteigung gesteuert, nicht durch die Motordrehzahl/-richtung. Bei einem Hubschrauber dreht sich der Hauptrotormotor fast immer mit der gleichen Geschwindigkeit.

Das umgekehrte Schweben erfordert eine speziell konstruierte Taumelscheibe, die eine positive und negative Blattsteigung ermöglicht.

Für die ursprüngliche Frage, ja, Sie können einen bürstenlosen Gleichstrommotor in beide Richtungen antreiben. Es schnell zu stoppen (mit einem daran angeschlossenen Propeller), die Schubrichtung zu ändern und Ihr Flugzeug auf der Spur zu halten, ist eine andere Geschichte :-)

Der Schub bei bemannten Flugzeugen in voller Größe wird durch Variieren der Propellersteigung oder der Gelenkrotorsteigung gesteuert, wodurch der benzinbetriebene Motor mit konstanter Geschwindigkeit läuft. Der Schub bei Modell-Quadrocoptern und anderen Modellhubschraubern mit mehreren Rotoren und vielen Modellflugzeugen mit starren Flügeln wird durch Variieren der Elektromotordrehzahl gesteuert. Jeder Antriebsmotor ist mit einem starren Propeller verbunden. Solche Hubschrauber haben keine Taumelscheibe. Umgekehrtes Schweben erfordert eine Richtungsänderung des Motors. Spektrum.ieee.org/Automaton/Robotik/Robotik-Software/…
Wahr für jeden einzelnen Punkt, den Sie zitiert haben. Aber die ursprüngliche Frage betraf Modell-RC-Flugzeuge (also Schub -> Motordrehzahl) und Modell-RC-Helikopter und umgekehrtes Schweben (also Schub -> Neigung). Koaxialer Multirotor-Heli AFAIK kann kein Rückenschweben. Quadcopter sind eine andere Sache, und ich habe noch keinen Quad gesehen, der während des Fluges WIRKLICH auf den Kopf gehen kann ...

Ich weiß, dass dies eine sehr alte Frage aus dem Jahr 2010 ist, aber für andere Leute mit dem heutigen Problem kommutieren bürstenlose Drohnen- und Modellmotorsteuerungen jetzt den Motor, indem sie die Gegen-EMK der Wicklung erfassen. Es gibt keine Hall-Effekt-Sensoren, also müssen Sie nur 2 der 3 Motorkabel umkehren.

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