ЖУРНАЛ «СТА» №4/2006

(рис. 4). На плате сопряжения распола- гался контроллер AT90S8535 для об- служивания датчиков. Основной задачей было создание блока, пригодного для управления вен- тильными двигателями различной мощности, с программным обеспече- нием для организации обратной связи двигателя по скорости, моменту или положению. В течение года была раз- работана и испытана первая версия блока управления с выходным током до 40 А. Надёжность первой версии блока была низка изза ряда конструк- тивных недоработок. Вторичная цепь питания блоков была построена на им- пульсных источниках, драйверы кото- рых при пульсациях входного напря- жения выходили из строя, создавая тем самым условия для пробоя по питанию микросхем соответствующих цепей. Вторая версия блоков отличалась от первой применением DC/DCконвер- торов вторичного питания и одношун- товой схемой выходных ключей. По су- ти, вторая версия устранила только один недостаток в цепи питания; кон- структивно и идеологически первые две версии не отличались. Третья версия блоков кардинально отличается от первых двух. Была по- ставлена задача при минимальных габа- ритных размерах (внутренний объём блока под электронику составляет 104 × 52 × 23 мм = 0,124 л) получить мак- симальную мощность, для чего при- шлось заново разрабатывать блок. Ми- нимизация габаритов блока определя- лась прежде всего компоновочными со- ображениями. Отказались от платы со- пряжения. Роль обслуживания внешних устройств переложили на контроллер TMS320F2406, который раньше обслу- живал только двигатель, и отказались от AT90S8535. Оптически развязали CAN, что повысило помехоустойчивость в ли- нии передачи данных. Переделали ка- нал отсечки по току, в результате чего более эффективной стала защита по то- ку. Ввели плату флэшпамяти, что по- зволило менять прошивку блока без его замены. Доработали программное обеспечение для управления двигате- лем по напряжению. Все эти мероприя- тия позволили уменьшить внешний га- барит блока, улучшить защиту, повы- сить качество управления. Блок гаран- тированно работает при мощностях до 1 кВт при обеспечении необходимого теплоотвода. Слабым местом блока яв- ляется его соединение с приводом и внешними устройствами. Исходя из компоновочных соображений, при- шлось отказаться от использования со- единительного разъёма; фазные прово- да подпаиваются прямо на силовую плату, что затрудняет монтаж, снижает надёжность и усложняет ремонт. Одна- ко это оправданно, пока не определён окончательный вид и компоновка ап- парата. На данном этапе дальнейшее совершенствование блока управления решается путём применения модуль- ных силовых мостов выходных транзи- сторов GWM 1600055P3 фирмы IXYS, что улучшает тепловые и токовые экс- плуатационные характеристики. Также разработан и испытан блок векторного управления вентильными двигателями с применением 10разрядного датчика положения ротора RMB30 фирмы RLS взамен датчиков Холла. Этот блок по- зволяет поднять управление на качест- венно новый уровень, уменьшает пуль- сации выходного тока, снижает порог ограничения регулируемой скорости, повышает КПД, снижает уровень шу- ма. Применение данного блока требует доработки конструкции привода. Сиг- нальный вариант блока представляет собой одноплатную конструкцию с га- баритами 110 × 90 × 30 мм, окончатель- ный вариант будет определён конст- рукцией аппарата. Модернизации также подверглась ру- левая головка (рис. 5, 6). Теперь это конструктивно законченный блок с улучшенным внешним видом (рис. 6), с плоской клавиатурной панелью, графи- ческим ЖКдисплеем. Блок построен на базе микроконтроллера MSP430F149 фирмы Texas Instruments, который зани- мается обработкой графической ин- формации, выводимой на дисплей. При необходимости рулевая головка может обеспечить беспроводную передачу данных по каналу IrDA. Информация для индикации передаётся от контрол- лера верхнего уровня по RS232. Применение в качестве контроллера верхнего уровня микропроцессора SAB80C167 накладывало ряд ограниче- ний по мощности и быстродействию и, как следствие, увеличивало время от- клика, что внешне проявлялось в оче- видном запаздывании при выполнении 44 СТА 4/2006 РАЗ РА БО Т КИ / ГО Р ОД С КОЙ Т РАН С ПО Р Т www.cta.ru Рис. 5. Схема компоновки одного из ранних вариантов рулевой головки (пульта управления) трансскутера Рис. 6. Современный вариант рулевой головки (пульта управления) трансскутера семейства «Кенгуру» Рис. 4. Действующий макет блока управления двигателями (общий вид со снятой крышкой)