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[讨论] 一种新型无刷电机自驱动方案,大神们拍拍砖,评价一下可行性如何
2019-11-4 16:46:49  664 无刷电机 自驱动方式 低成本
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本帖最后由 Nancyfans 于 2019-11-5 16:26 编辑

微信截图_20191104170127.jpg 本人是电子技术方面的菜鸟,在公司搞产品开发,前段时间一个项目,老板的硬性指标一定要把电机成本控制在80块以内,本来选定了一款有刷电机,后来从电机厂家了解到,有刷电机如果频繁启动,正反转,寿命会大幅缩短,极端情况一个500小时的电机可能只能用几十个小时。没办法只能用无刷电机,但无刷电机成本实在太高了,电机加上驱动器,预算超出了太多太多。后来想方设法琢磨怎么降低成本,偶然从有刷电机获得灵感,设计了一个无刷电机自驱动方案,初步分析如果方案可行的话,可以大幅降低无刷电机的成本,满足我们老板的要求,同时感觉也会有很大的市场应用前景,尤其用在像我们这种功能简单,又对成本,寿命,噪音有较高要求的这一类产品上。
以下是正文:
我认为有刷电机和无刷电机的区别在于,有刷电机是自驱动,而无刷电机是外部驱动。有刷电机旋转时转子状态改变,从而自动切换不同绕组通电。而无刷电机是外部驱动,他必须先通过霍尔感知电机转子状态,然后再处理位置信息,然后才控制相关绕组通电。所以我就想,能不能让无刷电机也做出自驱动的形式,像有刷电机一样,让转子本身的状态作为出发条件来驱动自身运转。
从这个角度出发,我想到了光电开关,在电机转子上增加遮光盘,通过遮光盘来实时体现转子位置,将光电开关的信号直接输入到驱动电路三相逆变器,这样子可以实现类似有刷电机的自驱动。认准这个方向,我先后做了五次尝试,失败了五次。通过不断改进,终于在第六次实现了无刷电机自驱方案,这个方案理论上可以实现和无刷电机相似的驱动效果。
下面我将这个方案具体介绍一下。以三相二极电机为例:
电机的结构和电路原理如下图:
电机结构 电路组成
以下是电机的驱动时序分析:
工作时序1 工作时序2 工作时序3 工作时序4 工作时序5 整体时序
以上就差不多是整个驱动方案内容,请大神们拍砖,多多赐教!
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2019-11-4 16:46:49   评论 分享淘帖
7 个讨论
不错哦
2019-11-4 18:24:48 1 评论

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1 条评论
看看
2019-11-4 19:05:02 评论

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楼主的构思非常不错  就是加工工艺和生产成本有问题吗
2019-11-4 21:15:16 1 评论

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1 条评论
好,很不错,好好学习下先,谢谢分享啊!
2019-11-11 14:47:49 评论

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有没有小伙伴有兴趣把这个电机搞出来玩玩的不,咱们就在现有电机上改造,应该很容易,我可以搞外壳结构部分嘿嘿
2019-11-12 18:39:45 评论

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对某些特定类型电机进行升级改造有一定的价值,但也有不少——拙见啊——不足:

1.原理上讲,和采用霍尔元件的无刷电机是一致的,采用干簧管进行切换的电机(Ossie Motor)也是一个道理;
2.根据经验,采用光电检测方案不是太稳定,受外部光线、灰尘等环境因素影响过大,出现故障的几率过大。在抗干扰这一点上来说,采用磁(霍尔元件、干簧管等)比光更稳妥一些;
3.光电检测元件本身需要再增加一些额外的驱动电路,特别是与电机电源不一致的情况,这个驱动是必需的;
4.电机运行(绕组切换)对光电驱动的干扰问题需要注意一下;
5.光电检测相关元件、部件的物理结构和安装问题,都需要在实际环境条件下测试验证;
6.……暂时没有了,等到具体设计、实施时才会遇到真正现实和具体的问题,目前只纸上谈兵的想到这些。
不好意思,勿怪!



Ossie Motor

Ossie Motor
2019-11-13 08:56:25 2 评论

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2 条评论
  • 花蝶店 2019-11-13 23:22

    哇,很专业的评价,非常感谢!光电感性稳定性的问题,我设想的结构有点像伺服电机编码器那样的,加装在电机尾部的封闭结构来实现,这个应用也很成熟。第3,4点,设想的电机应该有两路电源线,一个光电部分的电源,一个动力电源,动力电源可以调节电压调速,光电部分电源不变。

    lm12041204a 回复 花蝶店: 2019-11-13 23:31

    针对特定的场合还很不错的方案,如果要作为产品推广的话,则需要多考虑一下相对现有产品的优势在哪里,因为在市场上要考虑各种成本,价格只是其中一项,还要考虑性能、结构的先进性、简洁性、后期的运行稳定性、维修的方便性等,运维成本。总之,要做成产品,最好先做一下市场调研,细分一下市场。

这个方案还有个特点,可以通过增加通光槽的宽度,使电机实现三三通电的效果,三个绕组同时工作,有效提高电机转矩和效率。
2019-11-15 13:13:39 评论

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