Laboratorium „Sterowania mikromaszyn” , „MEMS i mikronapędy”

Badanie silnika wykonawczego bezszczotkowego prądu stałego (BLDCM)

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową, zasadą działania oraz sposobem sterowania 3-pasmowego silnika
bezszczotkowego prądu stałego z komutacją elektroniczna (BLDC). W układzie sterowania zastosowano
fabryczny sterownik firmy Advanced Motion Controls typu BE30A8. Częstotliwość przełączania tranzystorów
jest stała i wynosi 20 kHz. Regulację prędkości obrotowej i zmianę kierunku wirowania dokonuje się przy
pomocy jednego potencjometru. Detekcja położenia wirnika odbywa się przy pomocy trzech czujników Halla.

Program ćwiczenia:

1. Zapoznanie się z budową i układem sterowania.

2. Połączenie układu pomiarowego zgodnie ze schematem pomiarowym pokazanym na rysunku 1.

3. Wyznaczanie charakterystyk mechanicznych n=f(T

L

), sprawności wypadkowej

η

wyp

=f(T

L

), prądu źródła

zasilającego I

1

=f(T

L

) oraz mocy wyjściowej P

out

=f(T

L

) dla pracy silnika przy trzech różnych

położeniach potencjometru P (położenie lewe skrajne i dwa dowolne) zadającego prędkość obrotową n

oraz U

dc

=U

N

=55V.

4. Wyznaczanie charakterystyk mechanicznych n=f(T

L

), sprawności wypadkowej

η

wyp

=f(T

L

), prądu źródła

zasilającego I

1

=f(T

L

) oraz mocy wyjściowej P

out

=f(T

L

) dla pracy silnika przy skrajnym lewym

położeniu potencjometru P zadającego prędkość obrotową oraz U

dc

<U

N

.

5. Wyznaczenie minimalnej wartości napięcia zasilającego U

dcmin

umożliwiającego prawidłową pracę

układu napędowego.

6. Obserwacja przebiegów czasowych prądów i napięć.

7. Opracowanie wyników

Dane znamionowe maszyn:

Silnik wykonawczy prądu stałego z komutacją elektroniczną:

U

N

=55V, I

N

=4.1A, n

N

=1500 min

-1

, T

N

=2.3 Nm, T

max

=9.2 Nm, T/I=0.224 Nm/A, E/n=23.5 V/1000 min

–1

, klasa

izolacji F, budowa IP44, praca S1

Prądnica obcowzbudna prądu stałego:

P

N

=120 W, U

N

=230 V, n

N

=1500 min

-1

, I

fN

=0.09A

Podstawowe zależności:

n

P

T

out

L

55

.

9

=

gdzie: P

out

– moc wyjściowa układu elektromaszynowego (U

2

*I

2

)

100

*

(%)

in

out

wyp

P

P

=

η

gdzie: P

in

– moc wejściowa (U

1

*I

1

)

+

_

V

1

A

1

T

T

T

T

T

T

1

2

3

4

5

T1 T2 T3 T4 T5 T6

BLDC

A

V

2

A

2

H1

H2

H3

+

_

Uklad
Sterowania

+

_

Falownik
max25A ~230V

P

6

U

dc

Sterowniki typu

BE30A8

Ph1

Ph2

Ph3

Rys.1. Układ pomiarowy do badania silnika BLDC