|
Частота ШИМ в блоке управления асинхронным двигателем |
|
|
|
Mar 2 2016, 23:05
|
вопрошающий
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 726
Регистрация: 24-01-11
Пользователь №: 62 436

|
Добрый день,
имеется турбомолекулярка, там, где она стояла написано, что долгосрочно можно эксплуатировать на 48тыс об/мин, и при дополнительном водяном охлаждении и не более часа до 84тыс об/мин. Частотника и документации к ней нет, прозвонил провода трех выходов (звезда или треугольник - не знаю), сопротивление 0.18ом, индуктивность 100мкГн между любой парой, на корпусе написано, что 19В и 6А.
Правильно ли я понимаю, что частота ШИМа должна быть такой, что при этой частоте индуктивное сопротивление должно быть таким, что при 19В амплитуде должно рассеиваться не более тех же 6А*6А*0.18Ом=6.48Ватт, то есть индуктивное сопротивление должно быть больше 19*19/6.48=55.7Ом, а частота ШИМа должна быть выше 55.7Ом /(2*Pi*100мкГн) = 88кГц?
Если я таки ошибся в своих рассуждениях и не правильно оценил возможную частоту ШИМа, так было бы классно узнать как правильно оценить ее!
Спасибо!
ИИВ
|
|
|
|
3 страниц
1 2 3 >
|
 |
Ответов
(1 - 30)
|
Mar 3 2016, 19:17
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 55
Регистрация: 27-05-09
Из: Шахты
Пользователь №: 49 641

|
Частоты 45кГц хватит (проверенно практикой ), а что бы не сжечь надо делать защиту драйвера и двигателя. Есть кит наборы готовые под ваш мотор, так проще.
|
|
|
|
|
Mar 3 2016, 20:26
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 781
Регистрация: 3-10-04
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 768

|
Цитата(iiv @ Mar 3 2016, 02:05)  имеется турбомолекулярка, там, где она стояла написано, что долгосрочно можно эксплуатировать на 48тыс об/мин, и при дополнительном водяном охлаждении и не более часа до 84тыс об/мин. Частотника и документации к ней нет, прозвонил провода трех выходов (звезда или треугольник - не знаю), сопротивление 0.18ом, индуктивность 100мкГн между любой парой, на корпусе написано, что 19В и 6А.
Правильно ли я понимаю, что частота ШИМа должна быть такой, что при этой частоте индуктивное сопротивление должно быть таким, что при 19В амплитуде должно рассеиваться не более тех же 6А*6А*0.18Ом=6.48Ватт, то есть индуктивное сопротивление должно быть больше 19*19/6.48=55.7Ом, а частота ШИМа должна быть выше 55.7Ом /(2*Pi*100мкГн) = 88кГц? Неправильно понимаете. ШИМ тут ни при чем, значения для частот электропитания от синусоидального напряжения. Обычно частота вращения кратна частоте подводимого электропитания. Ну ли дробные доли. Определяется числом полюсов и нолей. В доке должен быть рабочий режим.
|
|
|
|
|
Mar 3 2016, 21:20
|
вопрошающий
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 726
Регистрация: 24-01-11
Пользователь №: 62 436

|
Цитата(AlexandrY @ Mar 4 2016, 02:12)  Если посмотреть как делают высокооборотные движки то они все сплошь BLDC. скажите, пожалуйста, а как отличить BLDC от асинхронного? У меня к ней вообще нет документации, так как она - встраиваемая в масспектрометр, и я видел как она работала в масспеке, и после этого ударил по рукам с продавцом. Естественно если я обращусь к производителю масспеков, то меня пошлют. Визуального доступа, чтобы посмотреть внутренности у меня нет. Как я понимаю, мотор с одним из подшипников находится в закрытом (вакуумном??) отсеке, и я читал, что открытие этого отсека приводит к негодности, поэтому не хотел бы туда лезть. Выходной шлейф прозвонил, в нем 3 провода на сам мотор, и три пары сенсоров: две пары для измерения температуры, а одна пара меняет свое сопротивление, если вращать руками вал, то есть скорей всего какой-то индуктивный сенсор положения или скорости. То есть могу покрутить руками и померить что-то, но визуально, индуктивность от вращения и скорости вращения не меняется, то же самое с сопротивлением. Есть куча всего, чтобы сформировать ШИМ примерно до 1МГц, и сделать любую форму сигнала для такой проверки, ну и понятно сгладить высшие гармоники, чтобы на выходе было все меньше 2КГц или около этого. Еще известно, что при работе она может нагреваться до 80-120С, то есть с большой вероятностью, там внутри постоянных магнитов нет. Время разгона (возможно с учетом нарастания вакуума) около 10 минут до 800Гц, и около еще 10 минут до 1400Гц, этот режим предусмотрен масспектрометром, но на корпусе самого насоса в шильдике отражено только 800Гц. Правильно ли я понимаю, что ШИМ на 500КГц через фильтр из ферритов должен управлять хоть BLDC, хоть ассинхронником и можно особо не заморачиваясь о том, что именно внутри работать именно на таком режиме? Скорость оборотов я пока не понимаю как измерять, но вакуумный ионизационный сенсор, надеюсь, у меня будет и по качеству вакуума в трех камерах я смогу установить примерно скорость.
|
|
|
|
|
Mar 5 2016, 06:16
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 55
Регистрация: 27-05-09
Из: Шахты
Пользователь №: 49 641

|
Возьми 3 провода из двигателя закороти между собой и покрути за вал , если туго стал крутится значит с магнитами или поставь вольтметр(осциллограф) и крути за вал если есть есть напряжение то все с магнитами.
|
|
|
|
|
Mar 5 2016, 16:25
|
вопрошающий
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 726
Регистрация: 24-01-11
Пользователь №: 62 436

|
Цитата(AlexandrY @ Mar 4 2016, 12:24)  Покрутите двигатель и посмотрите напряжение на обмотках. У BLDC должно быть где-то так: спасибо за идею! Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что если у меня возникает около 40мВольт переменного напряжения между клевмами, когда я кручу рукой вал мотора, правда график не похож на Ваш, то таки у меня BLDC мотор, так как в асинхронном напряжение возникать не должно? Если да, то примерно с какой частоты (khach утверждает, что с 1000Гц, но может это как-то можно оценить) стоит переключаться с ШИМа на включение-выключение по синусу?
|
|
|
|
|
Mar 5 2016, 19:18
|

Ally
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 6 232
Регистрация: 19-01-05
Пользователь №: 2 050

|
Цитата(iiv @ Mar 5 2016, 18:25)  спасибо за идею!
Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что если у меня возникает около 40мВольт переменного напряжения между клевмами, когда я кручу рукой вал мотора, правда график не похож на Ваш, то таки у меня BLDC мотор, так как в асинхронном напряжение возникать не должно? Если да, то примерно с какой частоты (khach утверждает, что с 1000Гц, но может это как-то можно оценить) стоит переключаться с ШИМа на включение-выключение по синусу? Да , это не похоже на BLDC. Скорее всего асинхронник. Асинхронники как раз дают в пределах милливольт. Можно пропустить на некоторое время постоянный ток через обмотку в статичном состоянии, а потом закрутить. У асинхронников должно генерируемое напряжение вырасти. А качественные BLDC должны еще сопровождаться 3-х фазными датчиками холла для управления стартом и синхронизмом.
|
|
|
|
|
Mar 6 2016, 08:59
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 55
Регистрация: 27-05-09
Из: Шахты
Пользователь №: 49 641

|
Цитата(iiv @ Mar 5 2016, 19:25)  спасибо за идею!
Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что если у меня возникает около 40мВольт переменного напряжения между клевмами, когда я кручу рукой вал мотора, правда график не похож на Ваш, то таки у меня BLDC мотор, так как в асинхронном напряжение возникать не должно? Если да, то примерно с какой частоты (khach утверждает, что с 1000Гц, но может это как-то можно оценить) стоит переключаться с ШИМа на включение-выключение по синусу? Вы крутите асинхронный мотор, у вас и на шильдике написано АС . У меня 50 ват PMSM при вращении завал дает несколько вольт
|
|
|
|
|
Mar 14 2016, 22:14
|
вопрошающий
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 726
Регистрация: 24-01-11
Пользователь №: 62 436

|
Во-первых, огромное спасибо всем откликнувшимся, содействующим и советующим!!!
Запутался я в конец, запустить не могу...
Выводов у нее 15, через DB-15 штекер. Снял верхнюю крышку, точно отождествил кто куда подключен. Там есть два термодатчика на 2кОм, один внутри, один на корпусе. Есть 3 силовых контакта на мотор, более точные характеристики между каждыми 100мкГн, и 0.09 Ом резистивного сопротивления. Также есть еще одна подозрительная пара с 0.25Ом внутренним, на которой наводится небольшие милливольты при вращении вала.
Пробовал запустить... Не могу, пожалуйста, посоветуйте, что я делаю не так!
Делаю ШИМ плиской, частота ШИМа около 70КГц, 12 бит, 6 выходов (три пары) подаю на три пары csd87350q5d + ucc27201 - я эту связку как-то для питания повышающего трансформатора использовал и около 10А и 15В у меня удавалось прокачивать почти без нагрева.
На выходе с каждой пары драйвер + мосфет последовательно поставил индуктор на кольце (900НГн с 11 витками, то есть около 100мкГн), которые и соединил с входами с мотора. Также ко всем трем парам (1-2, 1-3, 2-3) поставил по 10 или по 20мкФ керамики.
На выходе всего этого без подключенного мотора при подключении к любой паре осциллографом вижу идеальный синус, на столько идеальный, на сколько показывает дисплей осциллографа. Частоту синуса могу вариировать очень плавно в диапазоне от 0.3 до 1500Гц, проверил весь диапазон осциллографом. Также в пределах от 20% до 100% могу регулировать мощность (за счет ШИМа), понятно, что амплитуда синуса в зависимости от мощности тоже меняется так, как и ожидается.
Подключил мотор, запустился... мотор стартанул, с 0.3 до 5 Гц довольно шустро, но нагрелись ужасно мосфеты (не драйверы), потребление было около 8А на 10В.. Повторная попытка также сделать привела к тому, что мосфеты все погорели...
Также до этого вместо связки csd87350q5d + ucc27201 использовал один мосфет-драйвер tc4421, понятно поправив под него ШИМ, на выходе опять же без нагрузки был идеальный синус, с нагрузкой драйверы выходили на 2А потребление и мотор рывками дергался, но толком не подхватывал, но тут видно было, что драйверы просаживаются, и не тянут стартовой ток.
Пожалуйста, посоветуйте, что я делаю не так!!!
Спасибо!
PS: фотки в исходном сообщении по причине их неинформативности при таком большом размере удалил и приаттачил сюда поменьше.
ИИВ
|
|
|
|
|
Mar 15 2016, 02:11
|
Гуру
     
Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710

|
Дроссели считаются совсем по-другому. Так что, поставьте покупные — 100 мкГн, или более, и на 5 А, или более. Если Вы в Германии, то можно спросить у Wurth, где поближе, а то и сами привезут.
Хоть какие-нибудь конденсаторы после дросселей должны быть.
Вся конструкция должна быть аппаратно защищена по току — достаточно одного резистора в общем проводе на все три плеча, с него, через небольшую RC,— на компаратор и далее на одновибратор, выход которого завести на входы разрешения драйверов.
А ещё, амплитуда 5 Гц должна быть во столько же раз меньше, во сколько 5 меньше 800.
|
|
|
|
|
Mar 15 2016, 07:28
|

Ally
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 6 232
Регистрация: 19-01-05
Пользователь №: 2 050

|
Цитата(iiv @ Mar 15 2016, 00:14)  Пожалуйста, посоветуйте, что я делаю не так!!! Похоже на BLDC. Дерганья это характерное поведение BLDC без синхронизации. Надо было все-таки сделать мой эксперимент с подмагничиванием и убедится что это именно асинхроник. Гугле говорит, что только очень древние помпы делали на асинхронниках.
|
|
|
|
|
Mar 15 2016, 08:00
|
вопрошающий
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 726
Регистрация: 24-01-11
Пользователь №: 62 436

|
Цитата(Plain @ Mar 15 2016, 08:11)  Дроссели считаются совсем по-другому. Так что, поставьте покупные — 100 мкГн, или более, и на 5 А, или более. Скажите, пожалуйста, а как считаются? Я считал на основе реактивного сопротивления на 800Гц, не правильно? Чем мной смотанные 11 витков проводом в 1мм (сечение 0.7квмм) на колечке с 900нГн не сможет прокачать 5А, его резистивное 4мОма, реактивное на 800Гц 0.5Ом, то есть он до 10А по идее должен с трудом, но прокачивать? То есть я бы и купил бы, если бы понимал бы почему мой не подходит. Цитата(Plain @ Mar 15 2016, 08:11)  Хоть какие-нибудь конденсаторы после дросселей должны быть. правильно, я же написал, что пробовал ставить керамику 10мкФ и 20мкФ, и с одной, и с другой у меня так все и грелось. Или таки я не правильно их скоммутировал и конденсаторы надо сигнал-земля или сигнал-Vcc ставить, вдруг не сложно, посоветуйте, пожалуйста? Цитата(Plain @ Mar 15 2016, 08:11)  Вся конструкция должна быть аппаратно защищена по току — достаточно одного резистора в общем проводе на все три плеча, с него, через небольшую RC,— на компаратор и далее на одновибратор, выход которого завести на входы разрешения драйверов. да, этого нет, так как собрал все навесным (платы с полумостами были от других проектов). Спасибо большое за совет, сделаю обязательно, когда буду плату разводить. Но, по идее, если обороты маленькие, ничего такого произойти не должно было? Цитата(Plain @ Mar 15 2016, 08:11)  А ещё, амплитуда 5 Гц должна быть во столько же раз меньше, во сколько 5 меньше 800. это мне интуитивно было понятно, и, по идее, 12 битный ШИМ с легкостью позволяет, но меньше 300нс пульс в ШИМе моя связка мосфет+драйвер не потянут, то есть в пике синус можно в 40 раз заШИМить, а, вот чтобы более-менее разумно, получается, я амплитуду только в 5, ну максимум в 10 раз имею право уменьшить. Собственно пока ограничился 5 разами, иначе синус становится кривым. Конечно 5 раз - это не 800/5, и, честно говоря, не сильно представляю как этот вопрос без изменения частоты ШИМа можно решить.... Или таки играться входным в диапазоне 2-19В, а остальное дотягивать ШИМом? Если же менять частоту ШИМа, то надо менять номинал индуктора на выходе, то есть для низкой частоты ШИМа - один индуктор, для высокой - другой. Как правильно, пожалуйста, посоветуйте? Спасибо!
|
|
|
|
|
Mar 15 2016, 09:03
|
вопрошающий
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 726
Регистрация: 24-01-11
Пользователь №: 62 436

|
Цитата(AlexandrY @ Mar 15 2016, 13:28)  Похоже на BLDC. Я БЫЛ НЕ ПРАВ, ЭТО BLDC!!! Только что снял кожух, чтобы подцепиться дрелью к валу, раньше не понимал как и, поэтому, боялся... Повесил осциллограф на пару выходов, запустил дрель, и... увидел красивенький такой синус, частота которого точно совпадает с частотой вращения дрели. Амплитуда синуса линейно растет от частоты вращения с коэффициентом примерно 0.05, то есть при 1Гц было 50мВ, при 10Гц 0.5В, и около 1В при 20Гц. Интерполируя дальше имеем 40В при 800Гц, то есть как раз удвоенный номинал двигателя. У мотора есть еще пара выводов, эта пара ведет себя точно так же, только у нее амплитуда синуса примерно в 3 раза меньше... Правильно ли я понимаю, что это вспомогательная обмотка для датчика положения? Теперь вопросы... скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что 1. ток у меня должен быть всегда около 6А, но я меняю частоту и напряжение? 2. с какого разумного напряжения мне стоит стартовать? Если у меня 19В при 800Гц а стартовать-то вроде надо с 1Гц, то есть правильно ли я понимаю, что надобно иметь 25миливольт??? Спасибо! ИИВ
|
|
|
|
|
Mar 15 2016, 09:49
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 413
Регистрация: 12-05-06
Из: Latvija
Пользователь №: 17 041

|
Цитата(iiv @ Mar 15 2016, 11:03)  Я БЫЛ НЕ ПРАВ, ЭТО BLDC!!! Пропустите между двух фаз постоянный ток пару ампер, если это BLDC будет присутствовать докручивание до стабильных положений ротора, количество которых совпадет с количеством пар полюсов.
|
|
|
|
|
Mar 15 2016, 11:25
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 835
Регистрация: 9-08-08
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 39 515

|
Цитата(iiv @ Mar 15 2016, 12:03)  1. ток у меня должен быть всегда около 6А, но я меняю частоту и напряжение? 2. с какого разумного напряжения мне стоит стартовать? Если у меня 19В при 800Гц а стартовать-то вроде надо с 1Гц, то есть правильно ли я понимаю, что надобно иметь 25миливольт??? На мотор нужно напряжение равное (частота*19/800 + 6А * сопротивление обмоток), то есть порядка 0.6Вольт на старте. На высоких оборотах желательна обратная связь по току, так как если слегка не угадаете ЭДС, будет недопустимое отклонение тока. У вас скорее всего произошло насыщение дросселей, по причине как перегрузки по току, так и неправильного расчёта, после чего мосфеты перегрузились быстрой перезарядкой конденсаторов фильтра. И хорошо, если мотор не испортился от перегрузки по току, какое напряжение на него подавали, неужели 3.5 вольта? Расчёт дросселей - это серьёзная тема, лучше купите готовые. Кстати, какой материал сердечника у ваших дросселей?
|
|
|
|
|
Mar 15 2016, 12:17
|
Гуру
     
Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710

|
Цитата(iiv @ Mar 15 2016, 11:00)  а как считаются? По объёму зазора — он практически прямо пропорционален требуемой энергии — дроссель является таким же вторичным источником питания, как и конденсатор. Цитата Или таки я не правильно их скоммутировал и конденсаторы надо сигнал-земля или сигнал-Vcc ставить Обычно ставят на общий провод. Цитата собрал все навесным (платы с полумостами были от других проектов) Это сильно нехорошо, длины всех соединений должны стремиться к нулю. Цитата чтобы более-менее разумно, получается, я амплитуду только в 5, ну максимум в 10 раз имею право уменьшить ... Как правильно, пожалуйста, посоветуйте Например, стандартный понижающий стабилизатор, может даже монолитный, и у него в нагрузке три полумоста, для которых никаких дополнительных защит уже не требуется, так что, их можно затактовать 300...500 кГц постоянным 100% ШИМ-синусом, а выходным напряжением стабилизатора рулить посредством подключения к его ноге обратной связи сигнала управления через резистор.
|
|
|
|
|
Mar 16 2016, 10:21
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 55
Регистрация: 27-05-09
Из: Шахты
Пользователь №: 49 641

|
Драйвера для единичного изготовления можно купить например BOOSTXL-DRV8301 $100 к нему есть плата управления LAUNCHXL-F28027F . Проблем не будет. Это самый дешевый и быстрый способ .
|
|
|
|
|
Mar 16 2016, 12:06
|

Ally
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 6 232
Регистрация: 19-01-05
Пользователь №: 2 050

|
Цитата(AndreyChip @ Mar 16 2016, 12:21)  Драйвера для единичного изготовления можно купить например BOOSTXL-DRV8301 $100 к нему есть плата управления LAUNCHXL-F28027F . Проблем не будет. Это самый дешевый и быстрый способ . Автор вроде написал, что имеет свой гораздо более продвинутый драйвер. Загвоздка в датчике положения. Не ясен его принцип работы. Ждем разгадку.
|
|
|
|
|
Mar 16 2016, 13:38
|
вопрошающий
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 726
Регистрация: 24-01-11
Пользователь №: 62 436

|
Дорогие друзья, огромное спасибо, что помогаете! Цитата(AlexandrY @ Mar 16 2016, 18:06)  Автор вроде написал, что имеет свой гораздо более продвинутый драйвер. у меня стоят те же микросхемы, понятно, что техасская борда возможно была бы и удобнее, если бы у меня не было своего.
да, у меня лучше будет, особенно по управлению, хотя мосфеты и драйверы по характеристикам примерно эквивалентны. Цитата(AlexandrY @ Mar 16 2016, 18:06)  Загвоздка в датчике положения. Не ясен его принцип работы. Ждем разгадку. нету там этого датчика. Есть еще обмотка, сдвинута примерно на 60градусов относительно одной из основных. Имеет в 2.5 раза большее резистивное сопротивление и если крутить вал, то на этой обмотке набирается точно такой же синус, как и на основных обмотках, но в 2.5 раза меньше по амплитуде и, как я говорил, слегка сдвинутый на 60 градусов по фазе. А сгорело у меня понятно почему, сам дурак, что 10 вольт подал на старте, вместо 0.6В. Не подумал, думал, что ферриты все догладят. Ан-нет, не догладили. Также похоже стояла довольно медленная керамика. Пока сижу и сушу весла, так как в той схеме, что у меня была спаяна, жестко питание драйвера и мосфета было соединено, поэтому там 10В и бегало. Сегодня-завтра придут микросхемы, и можно будет спаять еще комплект, надеюсь, что этот раз с напряжением не проколюсь и таки все заработает.
|
|
|
|
|
Mar 17 2016, 19:16
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 55
Регистрация: 27-05-09
Из: Шахты
Пользователь №: 49 641

|
Цитата(iiv @ Mar 16 2016, 16:38)  Дорогие друзья, огромное спасибо, что помогаете!
у меня стоят те же микросхемы, понятно, что техасская борда возможно была бы и удобнее, если бы у меня не было своего.
да, у меня лучше будет, особенно по управлению, хотя мосфеты и драйверы по характеристикам примерно эквивалентны.
нету там этого датчика. Есть еще обмотка, сдвинута примерно на 60градусов относительно одной из основных. Имеет в 2.5 раза большее резистивное сопротивление и если крутить вал, то на этой обмотке набирается точно такой же синус, как и на основных обмотках, но в 2.5 раза меньше по амплитуде и, как я говорил, слегка сдвинутый на 60 градусов по фазе.
А сгорело у меня понятно почему, сам дурак, что 10 вольт подал на старте, вместо 0.6В. Не подумал, думал, что ферриты все догладят. Ан-нет, не догладили. Также похоже стояла довольно медленная керамика. Пока сижу и сушу весла, так как в той схеме, что у меня была спаяна, жестко питание драйвера и мосфета было соединено, поэтому там 10В и бегало. Сегодня-завтра придут микросхемы, и можно будет спаять еще комплект, надеюсь, что этот раз с напряжением не проколюсь и таки все заработает. Верю что будет лучше. Прочитав Вашу проблему , я подумал что вам ее надо решить в единичном варианте и очень оперативно , решил подсказать готовое решение за 10 тыс рублей, так как сам его пробовал, извините если обидел.
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|