[iiv 29]

Добрый день,

имею обычный не большой трехфазный сервомотор и его контроллер ESC. Мне не нравится как работает ESC и я хочу его переразвести и перепрограммировать, или разобраться почему у меня не получается то, что я хочу.

За основу взял

https://electronoobs.com/eng_arduino_tut91_code1.php

Там в софте на каждый оборот мотора есть 6 шагов, подъем и спуск 1-2 фазы, подъем и спуск 2-3 фазы, подъем и спуск 3-1 фазы. Переход с каждого шага на следующий происходит по компаратору на свободной катушке.

Я запутался, объясните, пожалуйста, а как тогда в таком случае меняют скорость вращения?

[amaora 25]

Из такого ESC серво не получится, нужен датчик положения:

1) для корректного управления током статора;

2) для замыкания сервоконтура положения;

Это могут быть два разных датчика, а может быть один. Есть бездатчиковые варианты, но они сложнее схемы из трех компараторов и не всегда применимы.

Скоростью управляют в замкнутом контуре на выходе которого формируется заданный момент или ток. Потом контур тока держит заданную величину тока с учетом положения ротора. В упрощенном варианте можно задавать напряжения вместо тока, считая, что ток не будет сильно отставать.

[iiv 29]

4 hours ago, amaora said:

Из такого ESC серво не получится, нужен датчик положения:

Спасибо за ответ! Я думал раньше также, но ведь куча дронщиков летает на моторах, из которых торчит только 3 провода и точно нет датчика положения, и, как я понимаю, все или компаратором, или еще чем-то решают эту проблему.

 

Смотрел на код, что я выше приводил. Как я понимаю, там шимом выставляют ток на моторе, а компаратором ловят точку перехода. Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что этого должно быть достаточно?

[amaora 25]

7 minutes ago, iiv said:

Смотрел на код, что я выше приводил. Как я понимаю, там шимом выставляют ток на моторе, а компаратором ловят точку перехода. Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что этого должно быть достаточно?

Это схема определения положения по ЭДС на свободной обмотке. Так можно работать на скорости отличной от нуля когда есть достаточная величина ЭДС.

Регулированием ШИМ, а далее тока и скорости получаете необходимые условия. Но вы говорили про сервомотор, от сюда я и подумал, что скорость может быть нулевой и тогда бездатчиковая схема по ЭДС не обеспечит надёжную работу в таком случае.

Если же скорость будет всегда выше некоторого порога и не переходит через ноль, то с такой ESC можно работать, только сделать необходимые контуры управления.

Там часто делают регулирование скорости по равновесию напряжения модуляции и ЭДС. Явного контура регулирования скорости нет а мотор выходит на равновесную скорость сам в соответствии с уравнениями двигателя. Задается только величина заполнения ШИМ, что эквивалентно заданию напряжения.

[iiv 29]

Спасибо большое, amaora за ответ!

Возможно я был не прав сразу не сказав зачем мне это надо. Делаем квадрокоптер, с примерно 8-10 дюймовыми пропеллерами, пока по обычной конструкции.

Моторы китайские (2200kv XXD 30A 1045 примерно как по ссылке). Флайконтроль полностью свой, но моторы управляются через ESC, который был в комплекте. Общий вес дрона получился 1200г, моторы на столе в пике развивают примерно 700г тяги каждый, то есть по идее все вместе должно летать надежно, не супер спортивно, но и нормально. Частотомером измерял, мотор в пике крутит около 9000-11000 оборотов в минуту (rpm), на 11В по идее должно было быть 24200rpm.

Не нравится тот факт, что родные ESC довольно сильно греются и очень не стабильно и совершенно не предсказуемо дают тягу - например, в полете регулярно вырубаются и потом снова включаются. Как я понимаю, если летать с ручным управлением - это не страшно, дернул туда-сюда рычаг и оно снова полетело, но тут управление полностью автоматическое и оно такие закидоны не понимает. То же самое происходит с другими покупными ESC на 60А с алиэкспресса.

Так как вес роль тоже играет, и, главное, хочется полной стабильности полета, появилась идея сделать свой ESC, но вот в раздумии заложить ли обратную связь по оборотам только по свободной обмотке, или FOC, или даже по обоим методам. Посоветуйте, пожалуйста, на какой схеме ESC в моем случае остановиться?

[Vasily_ 59]

14 часов назад, iiv сказал:

То же самое происходит с другими покупными ESC на 60А с алиэкспресса.

Надежно, но не дешево. https://www.hacker-motor-shop.com/e-vendo.php?shop=hacker_e&SessionId=3613x8fc970b86f0a235589adae9fd518c35c

[AlexMI 20]

15 часов назад, iiv сказал:

Не нравится тот факт, что родные ESC довольно сильно греются и очень не стабильно и совершенно не предсказуемо дают тягу - например, в полете регулярно вырубаются и потом снова включаются. Как я понимаю, если летать с ручным управлением - это не страшно, дернул туда-сюда рычаг и оно снова полетело, но тут управление полностью автоматическое и оно такие закидоны не понимает. То же самое происходит с другими покупными ESC на 60А с алиэкспресса.

У вас явно что-то не так, и учитывая что другие ведут себя аналогично то вероятнее всего проблема не с ESC. Я собрал несколько аппаратов и наэксперитентировался с ними достаточно. Мне ни разу не попадался ни один ESC который бы давал нестабильную тягу или вырубался, более того любительские прошивки типа BLHeli уже очень давно умеют подхватывать синхронизацию даже после перезапуска МК практически мгновенно.

Смотрите питание, токи там не маленькие, не проседает ли? Смотрите сигнал управления, уровни, тайминги. Полётный контроллер телеметрию же пишет? Что там в выходных каналах управления в интересующие моменты?

[iiv 29]

Спасибо огромное за советы!

3 hours ago, AlexMI said:

Полётный контроллер телеметрию же пишет? Что там в выходных каналах управления в интересующие моменты?

контроллер управления свой, тайминг 20мс выставлен с очень хорошей точностью. Сваливается, если я резко меняю режим, например, мотор работал на 1.7мс (70% тяги), а я его на следующем периоде перевел на 1.3мс (30% тяги) или еще меньше. Причем один мотор может заглохнуть, а остальные - нет и все это совсем не предсказуемо. Если по 1-2% тяги за период (то есть за 20мс) менять, все работает нормально. У меня винты большие 10 дюймов. Может там инерция большая и ESC не справляется.

Токи до ESC выше 20А не превышал (не надо было), ток на входе всех 4-х ESC хорошо мониторится и я уверен, что и мощи батареек и мощи проводов хватает. Более того, летал на проводе (то есть со внешним блоком), все было также. При резком переключении режима - непредсказуемо может заглохнуть. Да, через секунду подхватывает, но за секунду можно много дров наломать и винты потерять. Летаю на компьюторном вижине без ручного управления, поэтому в такие моменты ничего сделать не могу, а на такие ситуации компьютер-вижн еще не обучил.

Скажите, пожалуйста, а прошивки в ESC надо менять? Я пока это не делал, может в этом проблема?

[AlexMI 20]

25 минут назад, iiv сказал:

Скажите, пожалуйста, а прошивки в ESC надо менять? Я пока это не делал, может в этом проблема?

Зависит от того на чём оно сделано и что китайцы туда зашили. Но прошвки и настройки этих прошивок под разные сценарии самолёт/вертолёт/авто/лодка/многороторная система отличались сильно. Например для вертолёта важно было держать стабильные обороты (эмуляция гувернёра), для авто нужен реверс и т.п., для многороторных же систем настройки как правило отключали все фильтры/стабилизаторы предполагая что полётный контроллер сам знает как правильно регулировать и ничего не сломать. Когда я этим занимался были SimonK и BLheli. Самих ESK было не сильно много разновидностей и под каждую из них нужно было править и пересобирать прошивку индивидуально, т.к. схемотехника немного отличалась, номиналы отличались, и это было когда все на AVR летали, потом к ним добавились Silicon Labs C8051, что сильно увеличило зоопарк, а сейчас у китайцев есть МК со встроенными драйверами MOSFET специально под BLDC, и что туда шить неясно.

Но вообще описанное поведение не нормально, ESC которые у меня были при мгновенном сбросе газа в минимум, но не в ноль, просто уменьшали ШИМ, а ротор ещё долго по инерции снижал скорость пока не приходил к новому равновесию, впрочем существовали прошивки которые могли принудительно тормозить иногда ещё и сливая электричество обратно в аккумулятор, я ими не пользовался.

[whale 6]

Разработка с нуля  стабильного полного драйвера блдс с ос по наведенной эдс с своими хотелками это года на 3.

[Arlleex 187]

3 часа назад, whale сказал:

Разработка с нуля  стабильного полного драйвера блдс с ос по наведенной эдс с своими хотелками это года на 3.

Да ладно Вам... За три года можно воробья в поле загонять.

[whale 6]

2 hours ago, Arlleex said:

Да ладно Вам

Это вам кажется, если содрать всю схемотехнику и набрать человек 10 на стабильную зп то пол года но боюсь это не окупится.

Изменено 30 декабря, 2023 пользователем whale

[amaora 25]

On 12/27/2023 at 11:46 PM, iiv said:

Так как вес роль тоже играет, и, главное, хочется полной стабильности полета, появилась идея сделать свой ESC, но вот в раздумии заложить ли обратную связь по оборотам только по свободной обмотке, или FOC, или даже по обоим методам. Посоветуйте, пожалуйста, на какой схеме ESC в моем случае остановиться?

Я вот тоже когда-то тоже хотел мультиротор сделать, не понравились эти ESC, начал делать свой контроллер, теперь электропривод у меня вторая работа. Для векторного надо измерять ток в фазах, это увеличивает габариты/вес, на мой вкус для летающих аппаратов это имеет смысл от ~2 кВт мощности на мотор.

А что готовые ESC так нестабильно работает это не нормально, как уже сказали. Быстрее и проще будет разобрать с готовыми ESC, хорошие работают стабильно.

[iiv 29]

Огромное спасибо всем за интересные ответы!

 

Пока движусь по траектории: квадро без поворотных роторов пока, и может мультиротор на 6 моторов в будущем, в моей задаче есть непреодолимая нужда движения и зависания в заданном наклоне над заданным объектом (обычная квадра такое не может).

 

С ESC - заметил, что летит стабильно, если не работать на 30% и меньше от пиковой мощности. На маленьких мощностях, особенно если на них заходить с больших и резко, обычно все начинает глючить. Как я говорил, мотор 2212KV, тяга на 4-х винтах 3кг достигается, лопасти по 10 дюймов. Предполагаю, что при переходе с высоких оборотов на низкие два разных покупных ESC с алиэкспресса банально не предвидели и плохо предсказывали проход через 0. Очевидно, что могу прикрутить маленький магнетометр рядом с мотором, и по нему уточнять скорость вращения когда 0 будет глючить. У меня моя квадра получилась всего-то 700г, и при мощи в 3кг такие глюки происходят очень регулярно. Пока летаю с дополнительной 1кг гирей, чтобы моторы меньше 0.3 мощи не уходили.

С позицией

On 12/30/2023 at 10:29 AM, whale said:

Разработка с нуля  стабильного полного драйвера блдс с ос по наведенной эдс с своими хотелками это года на 3.

не согласен, я предполагаю, что железо и софт в тех ESC, что я пользую, практически не отличается от https://electronoobs.com/eng_arduino_tut91_code1.php и за пару недель в одни руки повторяется (софт я уже понял, силовые платы раньше разводил). Если я его просто повторю, но добавлю копеечный магнетометр рядом с мотором, то проблему стабильности можно решить и при <30% мощности и процессор контроллера от этого не повесится от дополнительных расчетов. Накрайняк в качестве контроллера ESP32 поставлю, можно будет прошивку во время полета менять 🙂

Очень буду благодарен и другим дельным советы как лечить проблемы штатных ESC на малых мощностях. Как я понимаю, я банально еще не столкнулся с проблемами на больших мощностях, и превентивные советы на что обратить внимание - с большой благодарностью выслушаю (про сечение питания и падение напряжения на 100А+ хорошо осведомлен и имею практический опыт).

[whale 6]

2 hours ago, iiv said:

не согласен, я предполагаю, что железо и софт в тех ESC, что я пользую, практически не отличается от

Это называется спиз... взять готовое говно и понаставить своих костылей глядишь как нить и заработает через пень колоду. 

Кстати сомневаюсь что там реализовано векторное управление.

 

Изменено 1 января пользователем whale