Σχεδίαση και κατασκευή κυκλώματος για την οδήγηση brushless DC κινητήρα με χρήση τεχνικών sensorless ελέγχου.

Κατωπόδης, Παναγιώτης; Katopodis, Panagiotis

dc.contributor.author	Κατωπόδης, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Katopodis, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2021-06-15T08:59:54Z
dc.date.available	2021-06-15T08:59:54Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53557
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21255
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	BLDC κινητήρας	el
dc.subject	Ηλεκτρονικός ελεγκτής ταχύτητας	el
dc.subject	Τεχνικές ελέγχου κινητήρα	el
dc.subject	Διαμόρφωση Εύρους Παλμών	el
dc.subject	Σχεδίαση και ανάλυση κυκλώματος ελέγχου BLDC κινητήρα	el
dc.subject	BLDC motor	en
dc.subject	Pulse Width Modulation (PWM)	en
dc.subject	Software and Hardware for controlling BLDC motor	en
dc.subject	Electronic Speed Controller (ESC)	en
dc.subject	Drive techniques of BLDC motor	en
dc.title	Σχεδίαση και κατασκευή κυκλώματος για την οδήγηση brushless DC κινητήρα με χρήση τεχνικών sensorless ελέγχου.	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Εφαρμογές Μικροηλεκτρονικής	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-05-24
heal.abstract	Η χρήση των κινητήρων brushless DC (BLDC) έχει επεκταθεί τα τελευταία χρόνια, τόσο στις βιομηχανικές εφαρμογές, όσο και στην αγορά των οικιακών συσκευών, των κλιματιστικών και της αυτοκινητοβιομηχανίας, λόγω της υψηλής απόδοσης, της αθόρυβης λειτουργείας και της χαμηλής απαίτησης για συντήρηση. Η παρούσα διπλωματική εργασία αναλύει αρχικά, τα σημαντικότερα στοιχεία ενός κυκλώματος οδήγησης BLDC κινητήρα, το οποίο ονομάζεται ESC (Electronic Speed Controller) και του τριφασικού αντιστροφέα (3-phase inverter). Στην συνέχεια παρουσιάζονται τεχνικές οδήγησης του κινητήρα, οι οποίες διαχωρίζονται σε sensorless (χωρίς χρήση αισθητήρα) και sensored (με χρήση αισθητήρα) τεχνικές. Για την μείωση του κόστους και της πολυπλοκότητας του κυκλώματος οδήγησης, προτιμήθηκε η οδήγηση χωρίς χρήση αισθητήρα. Η μέθοδος που χρησιμοποιήσαμε στο κατασκευαστικό κομμάτι, στηρίζεται στην χρήση της τάσης BEMF, η οποία παράγεται κατά την περιστροφή του κινητήρα, για τον εντοπισμό των σημείων διέλευσης από το μηδέν, αυτής της τάσης ( zero crossing points). Με αυτό τον τρόπο είναι δυνατή η μεταγωγή έξι βημάτων, με ηλεκτρονικό μεταγωγέα (τριφασικός αντιστροφέας), για την περιστροφή του κινητήρα. Ιδιαίτερη ανάλυση γίνεται και στις υπόλοιπες μεθόδους εντοπισμού θέσης του ρότορα του BLDC μοτέρ, πέρα από την μέθοδο με τα σημεία διέλευσης από το μηδέν (ZCPs). Ακόμα, στην συγκεκριμένη πτυχιακή εργασία, αναλύεται το σήμα διαμόρφωσης εύρους παλμού ή κοινώς PWM ( Pulse Width Modulation), καθώς και οι διάφορες μορφές ενός σήματος PWM. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται, σε τεχνικές στηριζόμενες στο σήμα PWM, για τον έλεγχο του τριφασικού αντιστροφέα και κατ’ επέκταση του BLDC κινητήρα. Επιπλέον, αναλύονται στρατηγικές ελέγχου μόνιμου μαγνήτη, ο οποίος βρίσκεται στο εσωτερικό του BLDC κινητήρα. Στο κατασκευαστικό μέρος της εργασίας, παρουσιάζεται το σχηματικό διάγραμμα και το τυπωμένο κύκλωμα αυτού, κοινώς PCB (Printed Circuit Board), τα οποία σχεδιάστηκαν με χρήση του προγράμματος Altium Designer. Επιπρόσθετα, αναλύονται τα σημαντικότερα στοιχεία του κυκλώματος, και ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στον μικροεπεξεργαστή ATmega328, ο οποίος αποτελεί το «μυαλό» του κυκλώματος οδήγησης. Επίσης, παρουσιάζεται και αναλύεται το λογισμικό (software) που χρησιμοποιήθηκε για τον προγραμματισμό του μικροεπεξεργαστή, με στόχο τον έλεγχο του μοτέρ. Τέλος, η εργασία αυτή ολοκληρώνεται μαζί με τα συμπεράσματα και ορισμένα αποτελέσματα από το κατασκευαστικό κομμάτι της εργασίας.	el
heal.abstract	The last years the use of brushless motors has expanded to the industrial applications as well as the market of domestic appliances, air conditionings and car industry due to their high performance, silent function and low demand for maintenance. This diploma thesis analyzes at the beginning the main elements of a drive circuit BLDC motor, called ESC (Electronic Speed Controller) and the 3-phase inverter. After that, drive techniques of the motor are presented, which are separated in sensorless (without use of sensor) and sensored (with use of sensor) techniques. In order to reduce the cost and complexity of the drive circuit, drive without sensor has been preferred. The method that has been used in the construction part is based on the BEMF voltage, which is produced at the rotation of the motor for the tracking of the zero crossing points of this voltage. This way it is possible the transport of six steps with electronic transporter (3- phase inverter) for the rotation of the motor. Other methods of tracking place of BLDC motor are analyzed, besides the method of Zero Crossing Points (ZCPs). Further on it is analyzed the Pulse Width Modulation signal (PWM) and various forms of the PWM signal. Special emphasis is given on techniques based on the PWM signal for checking the 3-phase inverter and the BLDC motor. In addition control strategies of a permanent magnet, which is found inside BLDC motor, are analyzed. In the construction part of the thesis the diagram and the Printed Circuit Board (PCB) are presented, which have been designed using the Altium Designer program. Further on, the main elements of the circuit are analyzed, and special emphasis is given on the microprocessor ATmega328, which is the “brain” of the drive circuit. Also it is presented and analyzed the software used for programming the microprocessor in order to check the motor. Finally the thesis is completed with some conclusions and results from the construction part.	en
heal.advisorName	Σωτηριάδης, Παύλος-Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Ρουσσάκη, Ιωάννα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Επικοινωνιών, Ηλεκτρονικής και Συστημάτων Πληροφορικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	137 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false