|
проектирование электрического привода |
|
|
|
Oct 1 2012, 12:25
|
Группа: Новичок
Сообщений: 7
Регистрация: 1-10-12
Пользователь №: 73 760

|
Добрый день. Передо мной встала задача- разработать электрический привод. С электротехникой знаком довольно косвенно, не моя это специальность. Поэтому ищу помощи.
Мощность привода до 1кВт даже поменьше. Высокие стабильные обороты - примерно 10 000-13 000 об/мин. Момент-наверное только пусковой- на валу масса 1-2кг. Тоесть просто должна вращаться масса на высоких оборотах. Малые габариты - диаметр внешний 50-60 мм, длинна не так принципиальна- 100-150 мм. Простота изготовления.
Вот. Это то что от меня требуется. Соответственно начал изучать литературу, варианты конструкций. Стандартное решение для таких устройств-асинхронный 3-х фазный двигатель. Впринципе литературы по расчету и проектированию этого типа двигателей достаточно. И с 30-й попытки может и рожу что то достойное.
Но меня привел в смущение один экземпляр-китайский движок, на постоянных магнитах. Причем качественный. И черт меня дернул искать альтернативные конструкции.
Вообщем теперь в голове каша. Прошу помочь хотя бы с определением типа двигателя. Преимущества недостатки асинхронных/вентильных/вентильных реактивных применительно к моим условиям?
|
|
|
|
|
Oct 1 2012, 13:39
|
;
     
Группа: Участник
Сообщений: 5 646
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 509

|
Это можно решить на IRAMS10UP60B без особых напрягов. Двигатель асинхронный - вполне нормально, на таких оборотах - это вроде как герц 400-600 ? Что нужно. 0. Частота ШИМ у Вас будет 19-20 кГц. Двигатель - с базовой частотой повыше. Один мой постоянный заказчик перематывает двигатели под свои нужды, у него на 50Гц крутятся с номинальной мощностью при 60 вольтах, т.е. он обмотки рассчитывает на перем.60В. 1. Определиться с методом останова - выбег либо плавный стоп. 2. Определиться с методом разгона. Тут посложнее. 2.1- разгон плавный - это понятно. Если у Вас фиксированная сетка частот - берете записываете таблицу синуса, желательно чтобы каждый период ШИМ был с новым отсчетом - иначе поимеете проблемы с вибрацией из-за некачественного выхода. В таблицу синуса подмешиваете 3-ю гармонику, так чтобы на рабочих оборотах у Вас был немного пологая верхушка синусоиды, это где-то y(t)= 0.9*sin(f)+0.1*sin(3*f) А, вот скрин
2.2 Если фиксированная частота, то метод разгона проще и надежнее - по амплитуде. Т.е. За нужное время Вы плавно увеличиваете множитель на выходе. 2.3. Если 2.2 не устраивает, лучше сразу считайте синусы в реальном времени. На настройку DDS-ов у Вас уйдет куча времени. Не забывайте, что Вам нужен очень качественный синус. При этом, скорее всего, Вам нужны будут таблицы резонансных частот для их перескока. 3. Прочие вопросы - необходимость программной компенсации пульсирующего выпрямленного напряжения на электролитах, методика измерения тока в нижнем плече полумоста итд итп - это все по аппликухам. Удачи.
Сообщение отредактировал _Pasha - Oct 1 2012, 13:41
|
|
|
|
|
Oct 1 2012, 14:13
|
Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 172
Регистрация: 14-11-11
Из: Москва
Пользователь №: 68 299

|
Непонятно, что значит масса на валу. На каком радиусе, т.е. момент инерции? И мощность нагрузки на вал 1 кВт при работе на номинальной скорости? Если на ном. скор. работа без нагрузки, то зачем 1 кВт? Требуется быстрый разгон? Конечно, асинхронный проще всего. Для стабилизации будет, видимо, датчик скорости. Тогда по нему и разгонять можно, поднимая частоту или мощность при фикс частоте.
Движок на пост. магнитах (синхронный, бесколлекторный?) тоже можно запитать, будет стабильнее скорость, но для разгона тут хорошо бы иметь датчик положения.
|
|
|
|
|
Oct 1 2012, 17:47
|
Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 068
Регистрация: 14-01-08
Из: Винница
Пользователь №: 34 083

|
Возможно, на той же MC3PHAC можно сделать частотник. Не знаю только, получится ли от нее 600 Гц. Ибо не пробовал. Спрячь ее с предложенным Пашей модулем - довольно просто должно получиться. Кста, третьей гармоники положено ок. 0,15 от первой. И еще в асинхронном моторе есть скольжение, пропорциональное моменту нагрузки. То есть частота ротора слегка отстает от питающей. У 1 кВт мотора при ном. моменте - порядка 2-5%. В ПМСМ, ессно, скольжения нет  . И еще - я или, возможно, Паша, могли бы подпилить наши частотники под Ваши параметры. Если бы возня окупилась. А еще китайцы продают контроллер мотор-колеса(BLDC). Там в нем регулится не частота, а ограничение тока. Частота же получается сама, в зависимости от нагрузки. Зато дешево и сердито. А уже для рег. частоты придется делать некую обратную связь. Может, Ваш моторчик с пост. магнитами годится как BLDC.
|
|
|
|
|
Oct 1 2012, 19:09
|
;
     
Группа: Участник
Сообщений: 5 646
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 509

|
Цитата(Burner @ Oct 1 2012, 20:47)  Возможно, на той же MC3PHAC можно сделать частотник. Не знаю только, получится ли от нее 600 Гц. У него куда засад с топологией (PLL капризный). Кроме того, там обновление PWM асинхронно к его частоте, т.е. сигнал "грязный", и верхняя частота емнип 100Гц. И самое главное - измерение напряжения на DC и последующая компенсация статическая, относительно 3.5вольт. Это наприемлемо, т.к. имея хронически пониженное напряжение - получаем искажения формы сигнала->повышение вибрации. 2ТС: задумайтесь сразу о вибродиагностике подшипников для Вашего "пациента".
Сообщение отредактировал _Pasha - Oct 1 2012, 19:15
|
|
|
|
|
Oct 2 2012, 19:52
|
Группа: Новичок
Сообщений: 7
Регистрация: 1-10-12
Пользователь №: 73 760

|
Большое спасибо за ответы. Пока что о системе управления речи не идет. Мне нужно с самим типом привода определиться. Хотя именно система управления и приводит меня в наибольшее смущение.
Мой двигатель должен раскручиваться за 5-10 сек до номинальных оборотов (10 000-13 000). На номинальном режиме- нагрузка не велика. Ну мощностью до 1кВт. Это примерно. Необходимо просто поддерживать стабильные обороты. При отключении останавливается, ну 5-10 сек. Момент инерции маленький- масса-2-3кг на радиусе 40-50 мм.
Я так это понимаю- у асинхронных двигателей, частота вращения зависит от частоты тока в первую очередь. Тоесть в принципе система управления нужна для разгона/ вывода на номинальный режим и торможения.
В ступор меня вводит отсутствие каких-либо датчиков в вентильном двигателе китайского производства. Тоесть в книжках пишут про датчики положения, измерение противо-эдс и тд и тп. Тут ничего-просто три провода на питание.
Ну вот вроде бы асинхронный-нормально. Но оптимально? Просто передо мной основной критерий-простота изготовления и стоимость, и я рассуждаю так, что статоры у асинхронного и на постоянных магнитах(бесколлекторного) одинаковые. а вот ротор у магнитного вроде бы и попроще сделать то? "Приклеить" магниты, и делов то. А короткозамкнутый ротор еще сделать надо. Я к проблемме подхожу с технологической точки зрения. Поэтому важны ваши советы, как специалистов электротехников.
|
|
|
|
|
Oct 3 2012, 04:23
|
;
     
Группа: Участник
Сообщений: 5 646
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 509

|
Цитата(bababababa @ Oct 2 2012, 22:52)  Мой двигатель должен раскручиваться за 5-10 сек до номинальных оборотов (10 000-13 000). Вы меня пугаете  Это уже пусковой ток как минимум 4-х кратный будет. Но, заметьте, если разгонять повышением амплитуды - то это менее геморройно, чем частотой - уменьшается проблема резонансов. Со мной многие не согласятся, что ж, пусть говорят. Цитата В ступор меня вводит отсутствие каких-либо датчиков в вентильном двигателе китайского производства. Тоесть в книжках пишут про датчики положения, измерение противо-эдс и тд и тп. Тут ничего-просто три провода на питание. Датчики положения надо для синхронизации BLDC двигателя. Для ОС по частоте лучше резольвер. Для асинхронных - векторное управление не требует ОС по частоте.
|
|
|
|
|
Oct 4 2012, 06:40
|
Группа: Новичок
Сообщений: 7
Регистрация: 1-10-12
Пользователь №: 73 760

|
Вот как раз вопросы охлаждения и баллансировки мне куда ближе и понятнее, здесь я себя чуть увернее чувствую. А вот системы управления приводят меня в легкое недоумение.
Мне нужно полностью расчитать ротор-статор, для этого хотябы определиться с типом- асинхронный/на постоянных магнитах
С асинхронным я более менее разобрался, хотя если посоветуете хорошей литературы, по проектированию, буду благодарен. Не до конца понятно. как управлять синхронным. в китайском образце я никаких датчиков не могу найти. Провода от него всего 3. Возможна ли эксплуатация двигателя на постоянных магнитах, без датчиков и системы управления?
|
|
|
|
|
Oct 4 2012, 09:50
|
Группа: Новичок
Сообщений: 7
Регистрация: 1-10-12
Пользователь №: 73 760

|
Вот фотография китайца, который так меня заинитересовал.
Турбины равно как и датчиков там нету) Из-за него я упорно смотрю в сторону PMSM, пытаясь найти явные недостатки, потому что с точки зрения производства, на мой взгляд он проще. Чего то я видимо не понимаю, раз все остальные используют стандартный асинхронник. Ну или китайцы уже впереди планеты всей.
|
|
|
|
|
Oct 4 2012, 10:42
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 439
Регистрация: 29-12-04
Пользователь №: 1 741

|
Цитата(bababababa @ Oct 4 2012, 11:50)  Вот фотография китайца, который так меня заинитересовал. Ну вот как я и предсказывал, ротор порвало. Другое дело, что на фотографии я в упор не вижу Цитата Момент инерции маленький- масса-2-3кг на радиусе 40-50 мм. и сам мотор действительно можно разогнать до 13000 за эти 5 секунд- тут ничего невероятного нет. Ротор композитный с самарий-кобальтовыми магнитам, магниты в виде сегментов. Поскольку этот материал нельзя механически обрабатывать, то придется заказывать прессование сегментов нужного радиуса, потом защищать их гальваникой от коррозии и намагничивать в импульсной установке. Частотный привод- обычный BLDC sensorless, возможно с ограничением мощности при разгоне и активным торможением. Теоретически в китайце может быть обратная связь по холлу, но непонятно по проводам- для ясности сделайте крупную фотку со стороны выводов статора. Если остался контроллер этой штуки- то тоже сфотографируйте, будет по нему понятно.
|
|
|
|
|
Oct 4 2012, 11:15
|
Группа: Новичок
Сообщений: 7
Регистрация: 1-10-12
Пользователь №: 73 760

|
Ротор не порвало)) он пострадал при разборке изделия)) Да, про 2кг я немного напутал)) там менее 500г. и радиусы меньшие, до 30 мм Цитата Частотный привод- обычный BLDC sensorless что это представляет из себя в железе? Обратной связи нету-с другой стороны выходят 6 проводов 3 из них замкнуты на 3-х фазный термодатчик. Остальные 3 как я понимаю, питание. По хорошему надо его полностью сломать, и посмотреть, что там опд этой заливкой, мож чего и скрыто.
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|