Добрый день, нужна помощь профессионалов. Собрал простенькую схему одноключевого последовательногог ШИМ для управления коллекторным
ЭД ДПР-52-Н1-03 (27В, 4.6Вт, 4500обмин, 0,33А, постоянные магниты на статоре). Столкнулся с тем что реальная скорость выше рассчетной. Сначала ШИМ работал на частоте 1 кГц, так вот при скважности управляющих импульсов на транзисторе соответствующих 6В двигатель разгонялся до скорости, которая должна быть при 20В. А при скважности соответствующей 10В двигатель уже вращается как будто напряжение на нем все 27В. Двигатель работает практически на холостом ходу, инерционная нагрузка очень мала. Я знаю что без нагрузки ЭД может работать на скорости превышающей номинальную, поэтому подключил его к стабилизированному источнику питания и скорость стала соответствовать ожидаемой. Я решил что он разгоняется за те доли миллисекунды что к нему приложено напряжение и решил увеличить частоту ШИМ до 30 кГц. Это помогло и реальная скорость стала немного ближе к рассчетной но все равно она значительно выше. Привожу схему и осцилограммы. Сверху график для коллектора транзистора, снизу управляющие импульсы. Меня смущает что транзистор закрывается с задержкой (интервал 2) и нулевое напряжение на интервале 3. На интервале 4 тоже присутствует напряжение, но я думаю что это противо ЭДС двигателя и она в разгоне не участвует. Чем вызвана задержка (2) я пока не догадался, а интервал 3 это наверное за счет ЭДС индукции при выключении транзистора включается обратный диод который шунтирует двигатель.

Сообщение отредактировал Voldemari4 - May 13 2014, 06:05

Почти правильно. Он разгоняется не за доли миллисекунды, - точнее - за много таких долей. А потом крутится по инерции. Хороший двигатель может долго крутится без питания - он станет генератором, выдающим напряжение пропорционально скорости.
Более деликатное управление должно контролировать ток при разгоне. Если вставить шунт, получится более информативная картинка.

+
задержка 2 вызвана пассивным методом закрытия силового транзистора, кроме того - он относительно высоковольтный и низкочастотный.
Фаст диод ставить совсем не обязательно, можно такой же 1N4937.

Спасибо. Кстати, шунт есть, вот привожу осциллограммы с него. Сверху шунт снизу управляющие импульсы. Мне вообще нужно крутить ЭД и на дисплейчике отображать реальную частоту вращения. Высокая точность не нужна поэтому я решил что частоту буду рассчитывать зная ток и напряжение по формуле N = N0 - deltaN = U*k1 - I*k2. Коэффициенты можно расчитать измерив ток и зная напряжение для нескольких точек. Теперь думаю как быть, если N0 не соответствует расчетному значению. Может запитывать двигатель меньшим напряжением, затем прокалибровать какому значению скважности какая скорость соответствует, затем ввести коэффициент K3 для приведения скважности к оборотам холостого хода. То есть формула станет выгдядеть N = q*k3 - I*k2, где q - скважность. Для этой конкретной платы. А что делать на будущее? Конечно лучший вариант это поставить энкодер. Но хотелось бы обойтись каким-нибудь расчетным методом. Может какой-нибудь фильтр поставить и датчик напряжения для обратноя связи.

Сообщение отредактировал Voldemari4 - May 13 2014, 07:21

В моменты паузы двигатель превращается в генератор и вырабатывает напряжение пропорциональное скорости вращения.
Все.

Можно не только в паузах - квазимостовым методом.

Гениально! В момент паузы меряю напряжение, оно пропорционально скорости.

TSerg
Еще раз внимательно посмотрел осцилограммы, длительность момента паузы когда двигатель работает в генераторном режиме сильно зависит от нагрузки на валу, потому что изменяется длительность работы обратного диода. Поэтому такой способ подходит только для случая с постоянной нагрузкой.

А вот и нет.

Получается есть проблема определения момента закрытия обратного диода. Наверное, я могу контролировать ток с помощью шунта, и в моменты когда он становится равен нулю начинать измерение напряжения. При больших нагрузках диод может и не закрыться. Что бы успевать нужно хотя бы раз 10 за период ШИМ запускать АЦП. Пока что пробую сделать расчет через коэффициенты как я писал ранее. Если не получится или в следующей версии схемы реализую вариант с измерением напряжения. Вообще решение очень элегантное мне кажется.

Можно измерять в любой момент. Нужно только вычесть падение напряжения на обмотке ротора. Например, мостовой схемой. Тут есть небольшая проблема с изменением сопротивления от температуры (нагрева).
Вот только такой простой ШИМ не очень хорошо подходит для мотора с точки зрения уменьшения его времени жизни.
Что Вы хотите-то? Есть ведь драйверы специальные для моторов.

А можете микросхемки драйверов подсказать? Я смотрел но мне только наборы силовых ключей с драйверами попадались. Хотелось бы задавать драйверу желаемую скорость вращения, а он все остальное сам делал.

Вот таких не знаю. Смотрите у Allegro, TI, ST.... много разных. А зачем, и с какой точностью нужно скорость держать?

Драйвер - это не система регулирования, а ее силовая часть и "умной" она быть не может.
Все в одном флаконе в виде микросхемы - есть, но это уже не драйвер.

Подскажите микросхемки которые "все в одном флаконе". В моем приложении нужны функции силовой части, расчета скорости, измерение тока двигателя и регулятора скорости. Сейчас я все расчеты реализую на PIC18 контроллере, силовая часть как на схеме. Все вместе с учетом доставки стоит примерно 10$. Интересно, выйдет ли дешевле, если использовать микросхему "все в одном"