Metoda sterowania z korektą kąta załączania silnika BLDC bezzałogowego aparatu latającego

Punkt komutacji poszczególnych tranzystorów w układzie zasilającym silnika BLDC uzależniony jest od momentu przecięcia się przebiegów napięć indukowanych przewodowych. Pomiędzy punktami komutacji napięcie indukowane powinno mieć wartość stałą. Przy takim punkcie komutacji tętnienia wytwarzanego momentu elektromagnetycznego powinny być najmniejsze. W praktyce określona wartość napięcia zasilającego, moment obciążenia oraz praca z dużą prędkością obrotową mają wpływ na czas narastania i zanik prądu w uzwojeniach silnika, powodując jego wydłużanie. W konsekwencji prowadzi to do ograniczania wartości wytwarzanego momentu elektromagnetycznego. Dodatkowo w niektórych aplikacjach, z uwagi na zmieniające się warunki pracy (np. zmniejszające napięcie zasilające baterii akumulatorów), tak określony kąt załączenia może uniemożliwić utrzymanie zadanej mocy na wale silnika. W pracy dokonano analizy wpływu zmiany wartości kąta załączenia na właściwości silnika. Na bazie modelu symulacyjnego pokazano wpływ zmiany wartości kąta załączenia na wytwarzaną wartość średnią momentu elektromagnetycznego. W warunkach laboratoryjnych dokonano weryfikacji praktycznej. Zamieszczono wnioski.

Switching point of particular transistors in BLDC power converter depends on the intersection moment of induced line voltages. When taking dependence of trapezoidal induced voltage on commutation point, then this voltage should be constant. At this commutation point, ripple of generated electromagnetic torque should be the smallest. In practice, specified supply voltage, load torque and high-speed operation affect rise time and decay of current in motor windings causing extension of rise time. In consequence, it leads to decrease of generated electromagnetic torque. In some applications, defined in such way turn-on angle cannot be able to keep set motor power due to change of working conditions (e.g. decrease of battery voltage). In the paper the analysis of influence of turn-on angle on motor properties was conducted. The influence of turn-on angle on average electromagnetic torque was shown based on the simulation model. A practical verification was made in the laboratory conditions. Conclusions were placed.