Управление коллекторным двигателем, Управление коллекторным двигателем с помощью AVR Опции

[eag]

Помогите разобраться с управлением коллекторным двигателем на AVR.
Вот некоторые требования:параметры двигателя:
- 24В 36Вт;
- регулировка оборотов двигателя от 5 до 100%
Нужна помощь.

[haker_fox]

Помогите разобраться с управлением коллекторным двигателем на AVR.
Вот некоторые требования:параметры двигателя:
- 24В 36Вт;
- регулировка оборотов двигателя от 5 до 100%
Нужна помощь.

В общем случае нужен H-мост (H-bridge), схема, которая будет формировать PWM(ШИМ), датчик скорости и разбор ПИ(Д) алгоритма (если нужна стабилизация скорости), возможно энкодер, для отслеживания угловой координаты поворота вала.
Я сам сейчас работаю над аналогичной проблемой. И то, что я перечислил, это то, с чем я столкнулся.

В моем случае мостом управляет МК (ATmega16), в качестве тахометра и энкодера пока служит энкодер от мышки (у меня лабораторный стенд), все работа находится в процессе разработки.

Некоторые материалы, которые Вам возможно помогут:
Схемы H-мостов
http://www.cadvision.com/blanchas/hexfet/np-s.htm
http://www.dprg.org/tutorials/1998-04a/
ПИД
http://www.embedded.com/2000/0010/0010feat3.htm
ШИМ
http://www.4qdtec.com/pwm-01.html
Готовые проекты
http://www.modularcircuits.com/h-bridge_secrets1.htm

Буду сам признателен услышать полезные советы по этому вопросу!

[Artak]

Если двигатель должен вращатья только в одном направлении,
достоточно поставить один транзистор(напимер силовой полевик с низким пороговим напряжением, чтобы открылся при логическом уровне сигнала)
и один диод для пропускания тока самоиндукции мотора(как делается для поключения реле)
Для регулировки скорости можно использовать выходы таймеров с ШИМ
Если достаточно грубой регулировки и нагрузка двигателя относительно стабильна, то нет необходимости в енкодерах и алгоритмах регулиовки,
можно просто установить скорость по скважности ШИМ -а

Сообщение отредактировал Artak - Feb 28 2008, 23:31

[masterpc]

Если двигатель должен вращатья только в одном направлении,
достоточно поставить один транзистор(напимер силовой полевик с низким пороговим напряжением, чтобы открылся при логическом уровне сигнала)

Я таким образом запускаю двигатели 110В/3,5А и более, но лучше всего ставить драйвер для полевика, иначе транзюк греется при частоте ШИМа 20 кГц (я пробовал IRML540). Для мощных двигателей нужно ставить опторазвязку перед драйвером.
Н-мост интересен тем, что можно тормозить двигатель.

[Dog Pawlowa]

...
- регулировка оборотов двигателя от 5 до 100%
Нужна помощь.

Помогаем - задача в общем случае нерешима.
Заставить работать коллекторный двигатель под нагрузкой на скорости меньше номинальной в 20 раз практически невозможно.

[VXDRV]

Помогаем - задача в общем случае нерешима.
Заставить работать коллекторный двигатель под нагрузкой на скорости меньше номинальной в 20 раз практически невозможно.

- без обратной связи...

[Dog Pawlowa]

- без обратной связи...

Плавно, под нагрузкой - и с обратной связью. Уж не с любой обратной связью так точно.

[eag]

Плавно, под нагрузкой - и с обратной связью. Уж не с любой обратной связью так точно.

Спасибо Всем, буду разбираться

[sashman]

Плавно, под нагрузкой - и с обратной связью. Уж не с любой обратной связью так точно.

Обратная связь через оператора тоже считается

[evgeny_ch]

Помогаем - задача в общем случае нерешима.
Заставить работать коллекторный двигатель под нагрузкой на скорости меньше номинальной в 20 раз практически невозможно.

Это почему же?
Диапазон скоростей привода с ДПТ раньше был 10000.
Можно с тахо, можно и без.

[ValeraK]

Помогите разобраться с управлением коллекторным двигателем на AVR.
Нужна помощь.

Незнаю поможет-ли, пару лет назад сделал себе сверлильный станочек
и к нему простенький контроллер, смотри прицепленный архив со схемой и сырцами.

Прикрепленные файлы

 Sverlo.zip ( 24.79 килобайт ) Кол-во скачиваний: 331

 

[_Pasha]

Кстати о сложном и наболевшем.
1. Каким параметром правильно выразить допустимую нестабильность частоты вращения?
Предложил заказчику в % при скачке нагрузки от 0 до максимально допустимой, но что-то мне не нравится. Имхо,надо еще время реакции как-то учитывать.
2. Кто знает, как лучше всего моделировать (в какой софте и какие лучше модели) коллекторный двигатель ?
3. Чтобы не играть в одни ворота Справочник по эл.машинам
Раздел ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА МАЛОЙ МОЩНОСТИ ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ
[attachment=18606:attachment]

[Starick]

...надо еще время реакции как-то учитывать.

По своему опыту скажу, что введение обратной связи (по скорости, по току, по напряжении, по чему угодно) для систем с долей инерциионости (двигатель, генератор), всегда предусматривает ПИД регулирование. А коэффициенты ПИД регулятора уже подбираются опытным путем на готовом реальном объекте. И разгворы, которые я слышал типа о инфранизком ШИМ регурировании (например, для нагревательных элементов в печах) и тому подобное - все это частные случи ПИД регулятора.

[Kirill Frolov]

Помогите разобраться с управлением коллекторным двигателем на AVR.

Коллекторные сасут. Ибо BLDC (безщёточные) позволяют рулить синхронно в т.ч. даже если без интегрированных датчиков холла. По обратной ЭДС в обмотке определяется положение ротора. У атмела есть аппнота (ключевые слова brushless, bldc motor control). Никаких энкодеров действительно не надо в таком случае.

По своему опыту скажу, что введение обратной связи (по скорости, по току, по напряжении, по чему угодно) для систем с долей инерциионости (двигатель, генератор), всегда предусматривает ПИД регулирование. А коэффициенты ПИД регулятора

Ключевое слово -- синхронно. ПИД не нужен.


[quote name='_Pasha' date='Mar 6 2008, 16:41' post='375569']
2. Кто знает, как лучше всего моделировать (в какой софте и какие лучше модели) коллекторный двигатель ?

В железном. Из натурального чугуния.

[Itch]

Кстати двигатель, который крутит кулер на процессоре - это BLDC?

[Kirill Frolov]

Кстати двигатель, который крутит кулер на процессоре - это BLDC?

По сути да.

[Антон Малыгин]

В общем ПИД регулятор обычно не нужен. все задачи обычно сводяться к ПИ регулятору.
Вернее даже можно сделать так. при разгоне работать на П регуляторе скорости и только потом подключать И часть. т.к. пропорциональная часть с успехом справиться с разгоном, в статике же работают обе части.
Обычно в условиях работы забивают.
погрешность частоты питающей сети (не более 5%) изменение момента (около 30%, хотя для разных целей по разному)
и диапазон регулирования.
Смоделировать процессы происходящие в САУ можно в следующих программах SistemView / Visim / SwCAD III/ MatLab / siam
первые две вроде у меня есть с остальными не работал.
Если у тебя полевики имеют встроенный диод (необходимо проверить по даташиту), то в схеме внешний диод в принципе нафиг нужен...
и если управлять транзисторами логикой (IRL) то там обычно они уже встроены в структуру...
Естественно для уменьшения падения напряжения можно несколько в параллель включить.
и обычно один транзистор работает в ключевом режиме, второй в ШИМ (хотя оба работают в ключевом режиме), т.е. один постоянно открыт а другим регулируется напряжение.

И частоту 20кГц не нужно делать...хватит 4...16кГц (все промышленные частотники делаются на такой несушей частоте)
иначе могут позникнуть проблемы с переключением транзисторов (модулей)
Удачи в познаннии...я в скором времени такую же штуку хочу забабахать на аттини 2313. и у меня в одном плече будет Р-канальный в другом Н-канальный транзистор.
единственное торможения двигателя у меня не будет., хотя реверсивный мост буду делать с питанием от аккумуляторов 8,4В

[_Pasha]

Доброго времени!
История, однако, прикольная.
Двигатель типа ДПР, номинальные 27В, 0.5А
Чувак просит управление, да попроще. В общем, ШИМ, и все пока.
Сделал все это за полтора дня на TN15 ввиду полной ясности задачи.
Проходит время. Пора запускать. Глубина регулировки мелковата. Где-то 30%, ниже - срабатывает защита по току. Это на частотах до 12кГц. Понятно, что не хватает момента для старта. Начинаются штатные извращения...
В итоге, не очень-то осознанно повышаю частоту ШИМ до 50кГц (в релизе - 100кГц) - все работает идеально(от 5%, момент, ессно, никакой, но в рамках ТЗ). В общем, все хорошо, но осадочек остался - как же объяснить "капризы" двигателя - не пойму. Частота ему, видите-ли, не нравится... Может, кто объяснит?

[evgeny_ch]

Доброго времени!
История, однако, прикольная.
Двигатель типа ДПР, номинальные 27В, 0.5А
Чувак просит управление, да попроще. В общем, ШИМ, и все пока.
Сделал все это за полтора дня на TN15 ввиду полной ясности задачи.
Проходит время. Пора запускать. Глубина регулировки мелковата. Где-то 30%, ниже - срабатывает защита по току. Это на частотах до 12кГц. Понятно, что не хватает момента для старта. Начинаются штатные извращения...
В итоге, не очень-то осознанно повышаю частоту ШИМ до 50кГц (в релизе - 100кГц) - все работает идеально(от 5%, момент, ессно, никакой, но в рамках ТЗ). В общем, все хорошо, но осадочек остался - как же объяснить "капризы" двигателя - не пойму. Частота ему, видите-ли, не нравится... Может, кто объяснит?

Капризы связаны с малой индуктивностью двигателя.
При низкой скважности ШИМ ток становится прерывистым, магнитная система работает вблизи насыщения.
Непонятно, зачем двигателем 0,5А управлять с ШИМ.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Apr 30 2008, 06:12

[_Pasha]

Непонятно, зачем двигатель 0,5А управлять ШИМ.

А там проще не выйдет. Питалово может быть от 24 до 60 В.
Спасибо за объяснение. Тут вот в предыдущих постах

И частоту 20кГц не нужно делать...хватит 4...16кГц (все промышленные частотники делаются на такой несушей частоте)

Интересно, в какое место могут ударить грабли человека, внявшего этим словам?

[evgeny_ch]

А там проще не выйдет. Питалово может быть от 24 до 60 В.
Спасибо за объяснение. Тут вот в предыдущих постах

Интересно, в какое место могут ударить грабли человека, внявшего этим словам?

Это высказывание справедливо для двигателей с большим током и напряжением питания, где затруднительно поднять частоту ШИМ. У таких двигателей индуктивность обмоток большая, ток не прерывается. Частоту ШИМ желательно выбирать выше диапазона слышимости, для избежания акустических эффектов при работе двигателя.
Бывает и адаптивная ШИМ.

[-=TRO=-]

Это высказывание справедливо для двигателей с большим током и напряжением питания, где затруднительно поднять частоту ШИМ. У таких двигателей индуктивность обмоток большая, ток не прерывается. Частоту ШИМ желательно выбирать выше диапазона слышимости, для избежания акустических эффектов при работе двигателя.
Бывает и адаптивная ШИМ.

У меня была мысль собрать приборчик который пройдясь по частоте на номинальном для двигателя напряжении выдавал бы значение 2х частот:
1. Нижнюю, при которой сердечник начинает входить в насыщение, когда в рабочем режиме начинает происходить разрыв тока.
2. И верхнюю, при которой затраты на премагничивание железа нехорошо начинают влиять на кпд.
А пока кручу ручкой резюк на драйвере ir2153.pdf, и смотрю ток потребления на тестере. При непонятках гляжу на осцилограму шунта (последовательо с обмоткой движка).