Торможение brushless мотором с постоянным моментом, нужна помощь Опции

[alexei_u]

Добрый день,уважаемые форумчане!
Описание задачи: Ведется построение лебедки,для затягивание в небо дельтаплана/параплана. Сейчас для этого используется гидравлическая установка,но к ней есть некие притензии. Корпус,на котором соеденены барабн+мотор, крепится в прицеп на машину. Машина набирает скорость и едет потом с постоянной скоростью. Барабан свободно раскручивается, а потом в какой-то момент на него плавно подается тормозное усилие. Пилост взлетает,а дальше в процессе затяжки нужно поддерживать постоянный момент на барабане. Этот момент должен быть легко изменяемым оператором. Бывают моменты, когда барабан почти полностью останавливается.
В наличии есть такой мотор:http://hobbyking.com/hobbyking/store/__254...nner_Motor.html
Посчитали скорости при планируемом передаточном соотношении-на роторе мотора получается порядка 1000 об/мин. Выделяемая мощность-порядка 2кВт.
Так понимаю,что нужен тормозной резистор,на котором будет стравливаться выделяемая энергия+полумостовая схема с обратной связью для такой отдачи энергии,при которой на барабане будет поддерживаться постоянный момент.+в моменты остановки барабана надо наоборот загонять ток в мотор до тех пор,пока снова не появится усилие на барабане,чтобы опять перейти к динамическому торможению.
Раньше думал,что постоянная амплитуда тока в обмотках даст постоянный момент, но,видимо, это сработает только в моменты,когда мотор неподвижен.
Как проконтроллировать момент? Какие схемы использовать? Есть ли сравнительно недорогие готовые решения?
До этого с силовой электроникой не работал-что по теме можно почитать?(Сейчас читаю Семенова "силовая электроника:от простого к сложному"

[AlexandrY]

В наличии есть такой мотор:http://hobbyking.com/hobbyking/store/__254...nner_Motor.html

Это же для пропеллеров мотор.
Очень рисковано на таких делать силовые приводы.
Диаметр вала 10 мм очень маленький. Ломаются от динамических нагрузок.
Да и преобразователь для такого будет очень дорогой.
А вот за тормоза беспокоиться не надо. В таких системах генерируемая мощность уходит обратно в аккумулятор.
Нужен очень сильный обратный момент чтобы понадобился резистор.

[MrAlex]

http://векторное-управление.рф/vvedenie-v-kurs.html

[Guest_TSerg_*]

И это на живых людях..

[alexei_u]

http://векторное-управление.рф/vvedenie-v-kurs.html

Большое спасибо!

AlexandrY:
Там будет механическое понижение передаточного соотношения 1:10. Сам барабан надежно закреплен в каркасе,естественно,не на валу 10мм. Питать планируется от автомобильного аккума 12В.
"А вот за тормоза беспокоиться не надо. В таких системах генерируемая мощность уходит обратно в аккумулятор.
Нужен очень сильный обратный момент чтобы понадобился резистор. " То есть предлагаете рекуперативное торможение?

Товарищ вставлял мотор в станок,с регулируемыми оборотами.На предполагаемых оборотах,при разомкнутых контурах он намерил 5-8В. Хочу ещё посмотреть на осцилографе,что по форме там генериться. При этом,если закоротить обмотки,то весьма эффективно получалось затормозить станок( ремень просто начинал проскальзывать по шкиву).

TSerg:
Давайте,пожалуйста,конструктивно.Никто на живых людях экспериментировать не будет,пока система не будет отлажена. К тому же к затягиванию на лебедках такого рода допускаются только опытные пилоты.

[AlexandrY]

Давайте,пожалуйста,конструктивно.

У меня есть отладочнай плата с процессором и софтом которая может тянуть такой движок до 2 Квт от 20..30 В.
Если надо, то есть отдельная плата с модулем торможения и резисторами.
Цена 580 Евро.

[alexei_u]

У меня есть отладочнай плата с процессором и софтом которая может тянуть такой движок до 2 Квт от 20..30 В.
Если надо, то есть отдельная плата с модулем торможения и резисторами.
Цена 580 Евро.

Классно! Был бы очень благодарен ссылке(можно в лс)
Почитал про векторное управление-стал думать о ноуте+Usb плата сбора данных(пара ацп+цап`ов), когда наткнулся на такие штуки:
http://kellycontroller.com/ksl2410012v-24v...ller-p-652.html
регеном они обзывают возвращение энергии в батарею. Эта штука будет работать с автомобильным аккумом или могут возникнуть подводные камни?

UPD:Наверное,лучше взять контроллер с датчиками холла, а не бездатчиковый, чтобы корректно отработать остановки барабана.

[MrAlex]

http://kellycontroller.com/ksl2410012v-24v...ller-p-652.html
регеном они обзывают возвращение энергии в батарею. Эта штука будет работать с автомобильным аккумом или могут возникнуть подводные камни?

По ссылке как раз бездатчиковый.

Всетаки не каждый аккумулятор в себя 2 кВт сможет вобрать без последствий.

[alexei_u]

По ссылке как раз бездатчиковый.

Всетаки не каждый аккумулятор в себя 2 кВт сможет вобрать без последствий.

Да там в соседней строчке у них с датчиками:
http://kellycontroller.com/kbl24101x12v-24...regen-p-52.html
три датчика холла в мотор надо запихать+потом настроить.

Аккум свинцовый-автомобильный. 2кВт-это пиковые, когда в воздухе сильная болтанка.
Но всё равно,есть какие-то предложения?(У товарища были мысли впихнуть буфер из ионисторов).
в пдф-ке схема включения: http://kellycontroller.com/mot/downloads/K...LUserManual.pdf
на 13й странице понятно,а на 14й не понятный отросток на 24 вольта.

[Егоров]

Сам путь ошибочный.
Коли есть уже барабан и тяговый автомобиль не отменяется, то стоит поискать тормоз попроще двигателя. Механический, с электромагнитом, на вязкости жидкости или еще что-то подобное.
Двигатель оправдан был бы если бы приводил в движение неподвижную лебедку, просто тянул трос метров 300 или сколько там разбег занимает.

[AlexandrY]

Классно! Был бы очень благодарен ссылке(можно в лс)
Почитал про векторное управление-стал думать о ноуте+Usb плата сбора данных(пара ацп+цап`ов), когда наткнулся на такие штуки:
http://kellycontroller.com/ksl2410012v-24v...ller-p-652.html
регеном они обзывают возвращение энергии в батарею. Эта штука будет работать с автомобильным аккумом или могут возникнуть подводные камни?

UPD:Наверное,лучше взять контроллер с датчиками холла, а не бездатчиковый, чтобы корректно отработать остановки барабана.

Мутный какой-то агрегат.
Стоило бы поинтересоваться там диапазоном торможения.
Может оказаться, что тормозит он весьма медленно.
А судя по отдельному тумблеру реверса с управлением там не все так просто.

Кстати хочу показать фотку как ломаются BLDC движки при неправильно подобранных усилиях на валу.


Вам похоже вряд ли поможет отладочная плата. Если этим занимать то как минимум надо уже знать где применяют вескторное управление.
В BLDC движках невозможно применить векторное управление ибо это не двигатели переменного тока.

[Guest_TSerg_*]

В BLDC движках невозможно применить векторное управление .

Еще как применяют, поскольку BLDC - это вентильный двигатель.

[AlexandrY]

Еще как применяют, поскольку BLDC - это вентильный двигатель.

Да, но что-то по ссылке ниже на контроллер BLDC никаких намеков на векторное управление нет.
Это не настораживает?

[Guest_TSerg_*]

Ну и зачем мне чужие ссылки? Я Вам свои могу подкинуть
http://model.exponenta.ru/20120513.html
http://www.findpatent.ru/patent/214/2141719.html
и даже так:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%...%BD%D0%B8%D0%B5

Векторный метод был придуман для представления АС, как виртуального DC, поэтому обычный DC без труда переводится на векторный принцип.
Даже со щетками, если приделать управление их положением

Все синхронные машины также "легко" переводятся на векторный принцип, включая ШД.

Еще лет так 35 назад я сделал систему векторного управления ШД, которая позволила резко упростить требования к электроприводу больших планшетов ( графопостроителей ).

[AlexandrY]

Еще лет так 35 назад я сделал систему векторного управления ШД, которая позволила резко упростить требования к электроприводу больших планшетов ( графопостроителей ).

Круто! С учетом что векторное управление было предложено всего 10-ю годами ранее и тогда в помине не было микроконтроллеров способных за разумное время обсчитывать реакцию по модели движка.

А не смущает, что ни в одной вашей ссылке нет упоминания BLDC двигателя?

[Guest_TSerg_*]

Круто! С учетом что векторное управление было предложено всего 10-ю годами ранее и тогда в помине не было микроконтроллеров способных за разумное время обсчитывать реакцию по модели движка.

А не смущает, что ни в одной вашей ссылке нет упоминания BLDC двигателя?

1. BLDC == вентильный двигатель, если что-то до сих пор непонятно.

2. Если бы Вы внимательнее знакомились с трудами отечественных ( советских ) ученых того времени, то Вы бы легко обнаружили, что принципы оптимального управления динамическими системами, одним из них ( Понтрягиным ), были более, чем похожи на принципы векторного управления, при том, что труды эти были сделаны ранее.

3. Да, представьте себе, микроконтроллеров, в Вашем понимании, тогда у нас не было, но мы умели решать задачи цифро-аналоговыми способами.

[alexei_u]

Сам путь ошибочный.
Коли есть уже барабан и тяговый автомобиль не отменяется, то стоит поискать тормоз попроще двигателя. Механический, с электромагнитом, на вязкости жидкости или еще что-то подобное.
Двигатель оправдан был бы если бы приводил в движение неподвижную лебедку, просто тянул трос метров 300 или сколько там разбег занимает.

Механический и гидравлический пройдены. Хотелось на моторе,чтобы можно было бы эту же лебедку использовать,как активную(ну или части её-взаимозаменяемость).
Параллельно рассмотривается вариант на электромагнитной муфте...
Просто мотор есть уже.

Зрелище оторванного вала не из приятных. В нашей системе планируем его нарастить и в подшипник закинуть-на вал мотора будет только скручивающее усилие передаваться.

Со службой поодержки общаюсь-штатно привернуть к контроллеру тормозной резистор не выходит. Сейчас обдумываю варианты. Стоит написать,спросить, какой ток он может использовать для торможения?

[MrAlex]

Зрелище оторванного вала не из приятных. В нашей системе планируем его нарастить и в подшипник закинуть-на вал мотора будет только скручивающее усилие передаваться.

Чтобы не скручивать вал, момент через корпус непостредственно передается, аутраннер всетаки.

Стоит написать,спросить, какой ток он может использовать для торможения?

Какой заявлен максимальным. Вместо резисторов обмотки греться будут

[Burner]

По идее, БЛДС мотором как раз рулить проще всего. Особенно когда он с датчиками. Усилие(момент) примерно пропорционально проходящему через обмотки току, а ток напрямую задается в контроллере.
Чтоб ваш агрегат вообще нормально работал, я бы предложил поставить именно датчик натяжения троса. лучше - специальный датчиковый ролик, через каковой проходит трос перед попаданием на барабан. И тензодатчик на нем. Подозреваю, что ролик использовать не удастся.
Мож., нечто вроде тензодатчика на крепление самого барабана, но тогда еще нать акселерометр, чтобы вычитать ускорение самого барабана.
Можно и по моменту на моторе работать, но тогда нужно учитывать инерцию этого мотора, и мож. еще барабана. Кстати, на нем вы имеете переменный диаметр намотки.
Как самый тупой вариант, можно для определения текущего усилия натяжения троса использовать ускорение двигателя(оно пропорционально этому моменту), умноженное на момент инерции, минус теоретический активный момент - каковой определяется по току, текущему сейчас через обмотки.
Ускорение определять просто по времени импульсов с датчиков. Если этого мало - то придется присобачить к мотору нечто вроде мышиного датчика вращения.
Нужно будет иметь уже готовую снятую зависимость момента торможения от тока. Что противно - она может меняться от старения магнитов, или от деформации деталей двигателя. Во всяком разе, мне говорили, что у мотора ШД5, к которому я делал драйвер, заметно упал момент. Типа сам по себе, бо мне показалось, что режим его не изменился. А магнитов в нем нет вообще. Так что самокалибровка зависимости "ток-момент" очень бы не помешала.
С тормозным резистором проблем не вижу вообще. Обычное его использование в частотниках - типа релейный режим. По напряжению на банках. Выше верхнего порога - включаем, ниже нижнего - выключаем. Ессно, обеспечить так точно заданный ток не получится. Точно - это надо норм. шунт, и ШИМ или типа того(напр., тот же релейный режим с ОС с шунта, порог - задача тока).

[alexei_u]

Чтобы не скручивать вал, момент через корпус непостредственно передается, аутраннер всетаки.

Какой заявлен максимальным. Вместо резисторов обмотки греться будут

350A на 10 секунд ;300А на минуту. И постоянно может гнать 140А.(планируется 120).

Возможно ли расковырять этот контроллер, запитать упарвляющую часть( микроконтроллер и датчики холла отдельно), а силовую часть замыкать не через батарею,а через тормозной резистор?(тогда он на неё скидывать мощность будет) Или в корне неправильная/нереализуемая затея?

По илее, БЛДС мотором как раз рулить проще всего. Особенно когда он с датчиками. Усилие(момент) примерно пропорционально проходящему через обмотки току, а ток напрямую задается в контроллере.
Чтоб ваш агрегат вообще нормально работал, я бы предложил поставить именно датчик натяжения троса. лучше - специальный датчиковый ролик, через каковой проходит трос перед попаданием на барабан. И тензодатчик на нем. Подозреваю, что ролик использовать не удастся.
Мож., нечто вроде тензодатчика на крепление самого барабана, но тогда еще нать акселерометр, чтобы вычитать ускорение самого барабана.
Можно и по моменту на моторе работать, но тогда нужно учитывать инерцию этого мотора, и мож. еще барабана. Кстати, на нем вы имеете переменный диаметр намотки.
Как самый тупой вариант, можно для определения текущего усилия натяжения троса использовать ускорение двигателя(оно пропорционально этому моменту), умноженное на момент инерции, минус теоретический активный момент - каковой определяется по току, текущему сейчас через обмотки.
Ускорение определять просто по времени импульсов с датчиков. Если этого мало - то придется присобачить к мотору нечто вроде мышиного датчика вращения.
Нужно будет иметь уже готовую снятую зависимость момента торможения от тока. Что противно - она может меняться от старения магнитов, или от деформации деталей двигателя. Во всяком разе, мне говорили, что у мотора ШД5, к которому я делал драйвер, заметно упал момент. Типа сам по себе, бо мне показалось, что режим его не изменился. А магнитов в нем нет вообще. Так что самокалибровка зависимости "ток-момент" очень бы не помешала.

Это возможно. До лебедки того типа,что сейчас используется, просто раматывался киллометр троса и усилие задавалось машиной,крепилось это дело через монометр. Блочная система+ манометр установлена и на мактивной лебедке для контроля тяги.
На сколько понял, при векторном управлении данные с манометра будут излишними? Или предполагается, что эти данные в петлю обратной связи, а далее быстродействующий ПИД?

Зарядил этот мотор в осцилограф посмотреть....там получается синусойда,модулированная неким апериодичным сигналом.

350A на 10 секунд ;300А на минуту. И постоянно может гнать 140А.(планируется 120).

Возможно ли расковырять этот контроллер, запитать упарвляющую часть( микроконтроллер и датчики холла отдельно), а силовую часть замыкать не через батарею,а через тормозной резистор?(тогда он на неё скидывать мощность будет) Или в корне неправильная/нереализуемая затея?



Это возможно. До лебедки того типа,что сейчас используется, просто раматывался киллометр троса и усилие задавалось машиной,крепилось это дело через монометр. Блочная система+ манометр установлена и на мактивной лебедке для контроля тяги.
На сколько понял, при векторном управлении данные с манометра будут излишними? Или предполагается, что эти данные в петлю обратной связи, а далее быстродействующий ПИД?

Зарядил этот мотор в осцилограф посмотреть....там получается синусойда,модулированная неким апериодичным сигналом.

upd: Разница между голым и намотанным барабаном небольшая(порядка 15%). Момент будет нарастать плавно,что не критично.
Если звависимость момент-так будет меняться на больших временах, то это тоже не проблема-затяжкой управляет оператор, который в случае чего добавит/сбросит тягу+есть радиосвязь по рации.

[AlexandrY]

Зарядил этот мотор в осцилограф посмотреть....там получается синусойда,модулированная неким апериодичным сигналом.

О, это уже интересней. Вроде речь все время шла о BLDC с трапецеидальной характеристикой.
Откуда синусоида? Какой силовой блок был применен?
Может искаженная трапеция показалась синусоидой?

А то на тех сайтах авиамодельных днем с огнем не найти движка с синусоидальной характеристикой.

[alexei_u]

О, это уже интересней. Вроде речь все время шла о BLDC с трапецеидальной характеристикой.
Откуда синусоида? Какой силовой блок был применен?
Может искаженная трапеция показалась синусоидой?

А то на тех сайтах авиамодельных днем с огнем не найти движка с синусоидальной характеристикой.

Видимо,я неправильно выразился. Я просто крутил мотор с постоянной скоростью, смотрел, что с ЭДС на обмотках. Если интересно,что выдает управляющий блок, то могу попросить у товарища на пару дней посмотреть-покрутить.

[Burner]

Я подозреваю, что монометр меряет не давление, а натяг троса. Не знал, что такие приборы существуют .

Или предполагается, что эти данные в петлю обратной связи, а далее быстродействующий ПИД?

Ну типа того. Токо интегратор там не очень нужен. Вам ведь нужно удерживать постоянное усилие. на тросе. А момент инерции двигателя может этому мешать, когда он раскручивается или тормозится. Раз есть датчик натяга - сигнал ошибки от него позволит немного подавить инерцию ротора активным воздействием. Т. е., в простейшем виде сигнал ошибки должен просто изменять задачу тока БЛДЦ, чтоб разгонять или тормозить его током вместо рывков троса. Сталбыть, рывок троса Вы заменяете импульсом тока. Ускорение, ессно, ограничено отношением макс. момента мотора к моменту инерции его ротора и всего, что к нему прикручено. Если не хватит, остальное придется дать тросу. Динамику, ессно, придется подгонять настройкой ПИДа.