ブラインドブラシレスDCモーターBLDCの駆動

私はMCUを使用してBLDCコントローラーを作成することを検討しており、センサーのない逆起電力タイミング制御ドライバーに必要な設計とソフトウェアをステップ実行するatmelガイドAVR444を読んでいます。

私はこの主題についての理解を広げています。私が見ているアプリケーションはRCクワッドコプターのため、全体的な推力がかなり迅速な応答で変化することができる限り、速度精度のレベルは重要ではありません。負荷もあまり変わりません。モーターは3相（Y巻線）、約5-10V、<10Aと思います。

私は、電界を回転させて同期させるために、フローティング巻線の逆起電力の概念を理解しています。ただし、私の理解では、ローターで発生するトルクは、電界と永久ローターフィールド間の回転の差に比例します。そのため、通常、ローターはわずかに遅れており、トルクによって強制的に追い付こうとします。

AVR444アプリノートは、最初にモーターブラインドを（固定タイミングを使用して）駆動するソフトウェアを設計し、ポイントまでスピードアップしてから、逆起電力制御ソフトウェアが引き継ぐようにします。これは私には完全に理にかなっていますが、私が気になるのは、モーターブラインドを駆動することの制限は何ですか？

回転子の回転速度と電界の回転速度の間に大きな違いがない限り、トルクは回転子を加速し、電界と一致するように強制します。電場はソフトウェアによって制御されるので、電場を盲目的に駆動し、ローターが維持していると仮定すると、どのような問題がありますか？それは時々回転を滑らせる可能性が高いと思いますが、かなり高速（1000〜5000rpm）である程度の慣性があると、これは確かに平均化されますか？速度が100rpm前後で変動する場合、私はあまり騒ぎません。

モータードライブに固定電圧と固定回転周波数を使用すると、ローターが電気回転とペースを合わせるのに必要なトルクの量に応じて、巻線の電流が変化することが予想されます。電源の電流リミッターは狂気を止めることができます。

考え？推奨される方法は制御ループで逆起電力を使用することですが、制御ループを使用せずにBLDCモーターを盲目的に駆動することの制限とは何かに関するアイデアを探しています。

編集：興味深い研究ポイントであることに加えて、それはまた、実用的です。BLDCモーターを盲目的に駆動することは、1つの制御MCUが実行できるかなり簡単なタスクです。私が見ている現在の設計では、モーターごとに厳しい制御ループを実行するために、小型の個別のMCUが必要です。4つのモーター（場合によってはそれ以上）を備えた設計では、ボード上の1つと5つのMCUの違いです。

モーターブラインドを運転することは、いくつかの理由で悪い考えです。

1. それは非効率的です。モーターを実行する最も効率的な方法は、磁場をローターの90°前方にすることです。言い換えると、ローターのトルクは、駆動磁場とローターの磁気配向の外積です。

   位置フィードバックを使用すると、磁場を最適な角度に近づけることができます。つまり、電流は、モーターを所定の位置に保持するのではなく、実際にモーターを押す方向に流れます。言い換えると、振幅は、最大トルク構成でモーターを希望の速度で回転させ続けるために必要なものです。ローターがどこにあるかわからないときは、モーターをオーバードライブすることになります。

   これを見る別の方法は、駆動フィールドに正弦成分と余弦成分があることです。余弦がローターの90°前方の部分で、正弦部分がローターの現在の位置であるとします。位相角は、正弦成分と余弦成分の異なる混合と考えることができます。ただし、コサイン成分のみがモーターを動かします。正弦成分は発熱のみを引き起こし、無駄な電力を表します。

2. ロックを解除すると、ゲームは終了です。固定ドライブでは、ドライブ角度はロートルクでローターの少し先になります。速度が上がると（そして逆起電力のために有効駆動電圧が自動的に低下します）、または負荷が増えると、固定駆動はローターの最大90°前方になります。

   ただし、この時点では端にあり、変化があればトルクは減少します。モーターの負荷が増加すると、ローターは90°以上遅れ、これによりトルクが低下し、さらに遅れが生じます。次の1/4回転のスリップで、順方向トルクはゼロまで減少します。その後、次の1/2回転の間、駆動トルクが実際にローターを後方に押します。

   この時点で完全にねじ込まれています。駆動トルクが負荷に追いつけず、最後の3/4回転で正味の負のドライブを経験したため、最初にこの窮地に陥ったことを思い出してください。負荷が突然取り除かれ、非常に運が良ければ、ローターは次の1/4サイクルでドライブと同期するように速度を上げることができるかもしれませんが、最初の問題の原因となった条件がまだ存在します。

   回転子が同期しなくなると、1回転の正味トルクは0になります。異なる周波数の2つの正弦波の積は、それらの間の位相角に関係なく常に平均0になります。

したがって、全体的な推力が非常に迅速な応答で変化することができる限り、速度精度のレベルは重要ではありません

実際の動作ではなく、速度と精度の理由から、クワッドコプター用の新しいESCが標準のサーボPWMをどのように超えるかをググってください。

第二に、「ブラインドスタート」には、ローターをランダムに移動させるという唯一の目的があります。そのため、初期位置は、誘導する逆起電力によって決定できます。

また、BLDCは同期モーターであるため、ここでは「スリップ」は大きな場所にはなりません。非常に「数学的」だが「人間的」な方法での基本理論を学ぶための優れたリソースは、「エンドレススフィア」フォーラムにあります:-)