Motor für präzise Bewegungen bei niedriger Geschwindigkeit, aber auch für hohe Geschwindigkeiten geeignet

Ich versuche, ein System zu entwerfen, das sich bei Bedarf mit bis zu 4000 U / min drehen sollte, aber auch bei unter 100 U / min oder weniger präzise (hoffentlich subgradig) positionieren kann. Ich habe einen absoluten Positionsgeber für die Regelung mit geschlossenem Regelkreis. Die Belastung des Motors ist sehr gering (ein dünnes Stück Plastik).

Was ich bisher probiert habe:

  • Ein Hobby-BLDC-Motor mit ESC. Dies funktioniert perfekt für hohe Geschwindigkeiten, aber ich konnte den ESC nicht dazu bringen, langsamer als ~ 1000 U / min zu gehen.
  • Ein Schrittmotor funktioniert perfekt bei niedrigen Geschwindigkeiten und Mikroschritten + der Encoder bietet eine hervorragende Auflösung. Ich war jedoch nicht in der Lage, einen Standard-NEMA-17-Stepper dazu zu bringen, bei 12 V schneller als 200 U / min zu fahren, selbst wenn ich langsam beschleunigte.

Diese sind eine Größenordnung von dem entfernt, was ich in Bezug auf den Geschwindigkeitsbereich möchte.

Einige Möglichkeiten, die mir eingefallen sind:

  • Herunterschalten des BLDC. Die Kehrseite ist, dass auch die Höchstgeschwindigkeit proportional sinkt und wir wieder einen Motor mit einem hohen Drehzahlbereich benötigen.
  • Aufrüsten des Schrittmotors. Dies würde die effektive Auflösung unannehmbar verringern, während die Geschwindigkeit erhöht wird.
  • Manuelle Steuerung des BLDC ohne ESC. Ich bin mir nicht sicher, ob ich einen durchschnittlichen Hobbymotor dazu bringen kann, langsam und gleichmäßig zu laufen, selbst wenn ich einen geeigneten Controller gefunden habe.

Was ist der beste Weg, um dieses Problem zu lösen, bei dem ich bei niedrigen Geschwindigkeiten eine präzise Kontrolle habe, aber bei Bedarf auch bei hohen Geschwindigkeiten möglich bin? Gibt es eine andere Art von Motor oder eine Möglichkeit, diese Motoren zu steuern, die mir geben kann, was ich will?

Machen Sie Ihren eigenen ESC / hacken Sie den ESC, den Sie haben.
Kombinieren Sie einen Stepper und einen BLDC auf derselben Welle. Der Rest ist Software. Stellen Sie jedoch sicher, dass der Stepper keine zerstörerisch hohen Spannungen erzeugt, wenn er mit 4000 U / min betrieben wird (wenn es sich um einen Typ mit geschalteter Reluktanz handelt, sollte dies nicht der Fall sein).
Ich würde sagen, ein gebürsteter Hobby-Gleichstrommotor und ein ESC bieten Ihnen eine bessere Chance als bldc für den Einzelmotorbetrieb mit Ihrem Encoder und können eine Vielzahl anderer Möglichkeiten verwenden, z was zu Problemen bei der freien Rotation führt, aber aufgrund der Funktionsweise des bldc-Motors werden Sie Dinge wie Cogging am Ende mit niedriger Geschwindigkeit erleben. Alternativ, wie wäre es, wenn Sie einen bldc herunterschalten, anstatt einen Stepper hochzurüsten?
Es kann entweder ein bürstenbehafteter oder ein bürstenloser Motor hergestellt werden, um die gewünschte Leistung zu erbringen. Ein Hobbymotor und ein Hobby-ESC reichen jedoch möglicherweise nicht aus. Wenn die Last ziemlich konstant ist, sollte das helfen. Dies ist eine Herausforderung, die viel Forschung erfordern kann.
Klingt so, als wollten Sie einen Servomotor und fahren.
Danke für die Vorschläge! Basierend darauf werde ich versuchen, ein Positionssteuersystem für niedrige Geschwindigkeiten mit einem bürstenbehafteten oder bürstenlosen Motor zu verwenden, oder einen erschwinglichen Servomotor suchen, der meinen Anforderungen entspricht. Wenn das fehlschlägt, werde ich mich wahrscheinlich für das BLDC und ein 2-Modus-Getriebe mit einem niedrigen Geschwindigkeits- und einem hohen Geschwindigkeitsprofil entscheiden. Zwei Motoren auf derselben Welle sind wahrscheinlich meine letzte Option, aber ich denke, das könnte in meinem Setup mehr Probleme verursachen, als es löst.

Antworten (3)

Die meisten Hobby-Regler betreiben ihren Motor sensorlos. Daher ist die Drehzahl auf einem bestimmten Niveau nicht stabil zu erkennen. Dies bedeutet, dass eine korrekte Geschwindigkeitssteuerung bei niedriger Geschwindigkeit nicht einfach ist, da die sensoless-Steuerung bei einem gewissen Geschwindigkeitsniveau funktionieren würde.

Schrittmotor eignet sich gut für Positionsanwendungen. Wenn Sie einen Schrittmotor als Drehzahlregelung verwenden möchten, sollten Sie eine Vektorregelung anstelle einer offenen Schleife anwenden. Dann werden Sie mehr als 600 RPM bekommen.

Danke für den Hinweis, dass die sensorlose Steuerung bei niedrigen Geschwindigkeiten nicht funktioniert. Ich denke, das Rollen meines eigenen Servos durch Hinzufügen der richtigen Sensoren und des Steuersystems sollte besser funktionieren.

Verwenden Sie einen Schrittmotor mit variabler Reluktanz für die Feinpositionierung und einen Induktionsmotor für hohe Geschwindigkeiten, koppeln Sie beide Wellen zusammen.

Beide Motortypen erzeugen kein Drehmoment, wenn sie nicht mit Strom versorgt werden, und erzeugen keine Spannung, wenn sie gedreht werden, sodass der Schrittmotor nicht versucht, Kilovolt auszugeben, wenn er mit hohen Geschwindigkeiten gedreht wird, und der Induktionsmotor die Feinpositionierung nicht beeinträchtigt.

Sie benötigen einen Drehgeber an einem Schrittmotor, bei dem der Geber die gleiche Anzahl von Impulsen wie die Schritte des Motors liefert. Sie können dann den Encoder verwenden, um zu wissen, wann der Schrittmotor kommutieren soll. Mit dem passenden Treiber sollten Sie in der Lage sein, bei Bedarf weit über die gewünschten 4000 U / min zu kommen.

Um das optimale Beschleunigungsmoment zu erhalten, ist eine mechanische Anpassung der Encoderscheibe an den Wellenwinkel erforderlich.

Motor für präzise Bewegungen bei niedriger Geschwindigkeit, aber auch für hohe Geschwindigkeiten geeignet
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v