Торможение BLDC, Способы торможения BLDC Опции

[Eug28]

Есть 3 кВт BLDC двигатель с частотой вращения 8000 об/мин на валу которого имеется нагрузка с моментом инерции 0,08 кг*м2 которую требуется останавливать за время 2-3 с.
Какие имеются способы быстрого без ударов торможения BLDC?

[Stanislav]

Stanislav, Вы пытаетесь спорить с очевидными вещами. Нет резистора - почти все тепло получите в обмотках двигателя, как ни замыкайте обмотки - "правильно" или "неправильно". В данном высказывании, речь идет о распределении выделяемого тепла, а не об эффективности торможения.

Здравствуйте.
Всё же предпочитаю обсуждать предложение без отрыва от контекста:

...В случае двигателя, введение дополнительного резистора снижает эффективность торможения...

Выделение моё, простите.
"Правильное" (то есть, эффективное) торможение без отвода тепла в поглощающий резистор, или другой диссипативный элемент, мне представить себе сложно. Ну, разве при наличии аккумулятора или суперконденсатора можно было бы с натяжкой согласиться. Но это лишь частный, и весьма экзотический, случай.
ШИМ там вообще не обязательна. На диодном мосте с коммутируемой (активной) нагрузкой можно сделать торможение весьма близким к оптимуму. Без ШИМ, если под этим подразумевается активная коммутация ключей "микропроцессором".

Сообщение отредактировал Stanislav - Apr 21 2012, 09:22

[Guest_@Ark_*]

Здравствуйте...

Добрый день.

"Правильное" (то есть, эффективное) торможение без отвода тепла в поглощающий резистор, или другой диссипативный элемент, мне представить себе сложно. Ну, разве при наличии аккумулятора или суперконденсатора можно было бы с натяжкой согласиться. Но это лишь частный, и весьма экзотический, случай. ШИМ там вообще не обязательна. На диодном мосте с коммутируемой (активной) нагрузкой можно сделать торможение весьма близким к оптимуму. Без ШИМ, если под этим подразумевается активная коммутация ключей "микропроцессором".

Надо определиться с термином "Правильное, т.е. эффективное торможение". Это остановка двигателя за минимальное время с некоторой начальной скорости, без разрушительных последствий для системы (механической и электрической). Последнее - очень важно. Поэтому и задача стоит получить не максимально возможный тормозной момент, а максимально допустимый (тот, что механика способна выдержать). То есть он должен быть искусственно ограничен, и гнаться за большим - нет ни какого смысла. Разрушите систему механически.
Второй ограничивающий фактор - это отвод энергии, отбираемой при торможении, которую нужно где-то утилизировать (не обязательно в тепло). Если нет возможности рассеивать (утилизировать) отбираемую мощность при максимально допустимом тормозном моменте заданное время - придется его уменьшать. Иначе разрушите систему тепловым способом.
Как видите, понятие "Эффективное торможение", в реальности, может быть сильно скорректировано этими факторами. И стремление получить максимальный тормозной момент различными ухищрениями может оказаться совершенно излишним.

На диодном мосте с коммутируемой (активной) нагрузкой можно сделать торможение весьма близким к оптимуму.

Да. С этим можно согласиться. С учетом сказанного выше.

Сообщение отредактировал @Ark - Apr 21 2012, 10:54

[Stanislav]

Это значит, что в нормальных (не аварийных) режимах торможения никаких пропусков шагов быть не должно. Если они есть это значит, что ВЫ неправильно выбрали режимы

Опять для "тех, кто в танке".
Это лишь иллюстрация рассинхронизации частоты вращения ротора и поля. Причём, простейшая.

Надо определиться с термином "Правильное, т.е. эффективное торможение". Это остановка двигателя за минимальное время с некоторой начальной скорости, без разрушительных последствий для системы (механической и электрической). Последнее - очень важно. Поэтому и задача стоит получить не максимально возможный тормозной момент, а максимально допустимый (тот, что механика способна выдержать). То есть он должен быть искусственно ограничен, и гнаться за большим - нет ни какого смысла. Разрушите систему механически.

Именно так. Об этом я и написал выше, отвечая Вам (простите за самоцитирование):

Использование правильной коммутации обмоток способно сделать угловое торможение якоря соответствующим любой заданной заранее фунуции при существующих ограничениях на механическую, электрическую, магнитную и тепловую прочность системы.

Второй ограничивающий фактор - это отвод энергии, отбираемой при торможении, которую нужно где-то утилизировать (не обязательно в тепло). Если нет возможности рассеивать (утилизировать) отбираемую мощность при максимально допустимом тормозном моменте заданное время - придется его уменьшать. Иначе разрушите систему тепловым способом.

К этому стоит добавить ещё электрическую прочность изоляции обмоток и магнитную прочность якоря.

Как видите, понятие "Эффективное торможение", в реальности, может быть сильно скорректировано этими факторами. И стремление получить максимальный тормозной момент различными ухищрениями может оказаться совершенно излишним.

Да вижу, вижу.
Теперь всё верно. Позволю только небольшой комментарий по сути явления, наблюдаемого Автором темы.
У него при замыкании обмоток, как я понял, возникает знакопеременный момент на роторе, отчего систему основательно трясёт.
Причина - большие ускоряюще-замедляющие токи индуктивного характера.
В многополюсных синхронных машинах с электрической редукцией этот эффект мог бы проявиться в меньшей степени, но здесь, видимо, не тот случай.
В качестве начального критерия оптимизации, следовало бы выбрать хотя бы знакопостоянство тормозящего момента.

Необходимым условием знакопостоянства замедляющего момента является синхронность вращения тормозящего поля и ротора машины.
На диодном мосте с активной нагрузкой это условие выполняется автоматически. В более продвинутой системе с активным управлением ключами такую синхронность нужно обеспечить искусственно. Для этого, скорей всего, потребуется датчик углового положения (или хотя бы угловой скорости ротора), прямой или косвенный.
По-моему, теперь всё...

-----------------------------------------------------------------------------------------------

ЗЫ. Нехорошо скрывать/удалять посты, адресованные одному из участников, оставляя его глупости без ответа.
Придётся повторить, теперь со скринсэйвом...

Да, но это эффект второго или третьего порядка. Еще и емкость там есть...

Ёмкость - это как раз и есть эффект пятнадцатого порядка.
Индуктивность рассеяния - нет. Потому, как - первого.

Почему же мы должны Вам верить на слово. Приведите Ваш анализ.

"Мы" - это кто?
Пост мой был адресован непосредственно участнику Tanya. Маний с раздвоением не предполагалось.

...Вот был такой приверженец традиционной физики - П. Л. Капица.
Он строил специальные генераторы для получения рекордных магнитных полей. Раскручивался генератор, а потом коротился на специальный соленоид. Резисторов последовательно не ставил. Бывают еще катушки, падающие на магнит для этих же целей.

И - что?
Вы снова не поняли самОй сути, и опять о чём-то, о своём...

Учиться всегда пригодится.

Да... только суждено уже не всем...

[MaslovVG]

Необходимым условием знакопостоянства замедляющего момента является синхронность вращения тормозящего поля и якоря машины.
На диодном мосте с активной нагрузкой это условие выполняется автоматически.

Интересно чем это диодный мост с активной нагрузкой отличается просто от активной нагрузки?.

[Stanislav]

Интересно чем это диодный мост с активной нагрузкой отличается просто от активной нагрузки?.

Почти ничем, кроме конструктива, более удобного, на мой взгляд.
Однако, для увеличения эффективности пассивного торможения, импеданс нагрузки, вероятнее всего, лучше сделать активно-ёмкостным. Один электролит и один резистор с одним ключом (напр., тиристорным оптореле) будут точно удобнее целой их вязанки на каждой из фаз.

----------------------------------

Неверно.
У единичной ”сферической в вакууме” обмотки индуктивность рассеяния отсутствует.

Неверно.
У обмотки синхронной машины индуктивность рассеяния таки присутствует.

...То что здесь подразумевается под ”индуктивностью рассеяния” есть следствие возникновения потока рассеяния , отличного от потока ротора , создаваемого постоянными магнитами в BLDC, но вызванного этим потоком в результате явления самоиндукции закороченнных/нагруженных обмоток статора, когда ток самоиндукции создает поток рассеяния.

В мемориз!

...В синхронных эл. машинах может не быть постоянных магнитов, при электромагнитном возбуждении, в таком случае принято вообще приводить аналогию с трансформатором, в котором эссно индуктивность рассеяния – не пустой звук. Т.е , когда нет внешней причины возникновения потоку рассеяния, нет и самого потока/индуктивности рассеяния. Это касается и ”единичных обмоток”, изолированных от окружающего мира и однообмоточных дросселей. На понимание с вашей стороны не надеюсь, ибо проходили , без толку.

Вы меня способны поразить, ей-богу. Вероятно, это когда-нибудь произойдёт...
Пока же настоятельно рекомендую изучить ещё и это:

Более подробной книги о катушках (одиночных!) я ещё не видел.
Если вам взбредёт и этих авторов отъявить дуралеями, пожалуйста, сделайте это хотя бы в соответствующей теме. Здесь же - увольте...

Вы писали ранее:
а где ”реакция якоря” в этой предшествующей цитате , не знали и тем более забыли ?

Всему своё время.
Предпочитаю не торопиться, дабы всяческая глупость была высказана явно. Например, вот так:

Это всё-же эффект первого порядка. Имеет значение отношение индуктивности рассеяния к активным нагрузкам на вторичке по сравнению с частотой поля от ротора на статор. Если Ls/R гораздо больше полупериода внешнего потока , то энергия потока рассеяния , возникшего как следствие тока самоиндукции , не будет успевать нагревать этот резистор по максимуму. Максимум диссипации при равенстве ωLs и R , об этом выше говорилось.

И т.д., и т.п.
От подобной чуши отвертеться будет ой как трудно, уважаемый тау.

Нормальные люди не путают якорь с ротором в синхронных эл. машинах. Якорем принято называть седечник статора вместе с обмоткой. Читайте учебники.

Ошибся и своевременно поправился - что ж тут такого?
Скажите, а как называется "сердечник статора вместе с обмоткой" у коллекторной синхронной машины?

Да всё понятно, юлите как обычно. Говорилось о более эффективном торможении в конце выбега ( в начале выбего ТС удовлетворяет то решение какое имеется) , Вы предлагали резистор

Мне показалось, что говорилось о торможении вообще. То есть, остановке ротора за заданное время. Вот, вникайте:

Есть 3 кВт BLDC двигатель с частотой вращения 8000 об/мин на валу которого имеется нагрузка с моментом инерции 0,08 кг*м2 которую требуется останавливать за время 2-3 с.
Какие имеются способы быстрого без ударов торможения BLDC?

Я лишь предлагаю Автору темы привести параметры движка и схему контроллера. Без этого гадание на кофейной гуще будет по-любому.

При ”свободном выбеге” тока вообще не будет , за исключением пятого/пятнадцатого порядка малости, и к вопросам TC не имеет отношения.

Под свободным я подразумевал лишь отсутствие внешнего воздействия на вал.
Если вы имеете в виду выбег ненагруженного электрически генератора, то да, тока почти не будет.
Опять лишь вопрос терминологии.

Опять же, ”импеданс реакции якоря” может быть сведен почти к нулю если ротор BLDC сделан из редкоземельных магнитов и поэтому не имеет существенной магнитной проводимости. Что там у ТС – только ему известно, но по косвенной информации L/R обмотки у него малО.

Попытка выкрутиться при недостатке сведений обречена... Поскольку это не так.
Применение подобных магнитов уменьшает лишь продольную составляющую реакции якоря. Поперечная уменьшается куда слабее. Суммарно - в 2-3 раза в среднем.
С постоянными времени вы сгоряча "промахнулись" порядка эдак на 2.
Индуктивное сопротивление рассеяния обмоток синхронной машины при номинальной скорости вращения ротора примерно на порядок больше их активного сопротивления.
Индуктивное сопротивление реакции якоря обычно в 5-20 раз больше сопротивления рассеяния. Иногда принимаются меры, чтобы его уменьшить, но всё равно оно обычно доминирует.
Выходное сопротивление мотора/генератора на КЗ, таким образом, в начале торможения является практически чисто индуктивным. И уменьшается по мере уменьшения скорости вращения ротора.

Что там у ТС – только ему известно, но по косвенной информации L/R обмотки у него малО.

Из чего сие следует?
По-моему, очень даже может быть наоборот.

Голословное замечание. Посмотрите на табличку параметров с L и R обмоток типичного БЛДЦ , способного вращаться на 10krpm и уясните сей факт. Можете даже L считать не рассеянной а полным комплектом всяких сущностей.

С удовольствием ознакомлюсь, если предложите таковую.
А пока выкладываю здесь табличку приблизительных параметров синхронных двигателей:

Стянута откуда-то отсюда:
http://www.motor-remont.ru/bibly.html
По-моему, там всё предельно ясно.

-----------------------------------------

...ТС писал, что разгоняется двигатель всего пару секунд. Для тех, кто видел ультрацентрифуги или турбомолекулярные насосы и не живет в танке, этим все сказано.

Изнутри?

Да... ему б ещё считать при этом научиться:

Из Ваших цифр можно посчитать, что энергия около 3 кДж.

Для тех, кто снаружи, энергия вращения равна (2*pi*8000/60)^2*0,08/2 = 28 (кДж).

Пишите ещё.

+500!!!

Сообщение отредактировал Stanislav - Apr 23 2012, 20:33

[тау]

Ошибся и своевременно поправился - что ж тут такого?

вы не поправились, а вращали якорем, чуть погодя назвав его ротором

Скажите, а как называется "сердечник статора вместе с обмоткой" у коллекторной синхронной машины?

а точно также (из Вольдека)

Под свободным я подразумевал лишь отсутствие внешнего воздействия на вал.
Если вы имеете в виду выбег ненагруженного электрически генератора, то да, тока почти не будет.

это не я имею ввиду, таковы методики измерения времени свободного выбега, запутанность терминологии исходит от вас.

С постоянными времени вы сгоряча "промахнулись" порядка эдак на 2.
Индуктивное сопротивление рассеяния обмоток синхронной машины при номинальной скорости вращения ротора примерно на порядок больше их активного сопротивления.
Индуктивное сопротивление реакции якоря обычно в 5-20 раз больше сопротивления рассеяния. Иногда принимаются меры, чтобы его уменьшить, но всё равно оно обычно доминирует.
Выходное сопротивление мотора/генератора на КЗ, таким образом, в начале торможения является практически чисто индуктивным. И уменьшается по мере уменьшения скорости вращения ротора.

Из чего сие следует?
По-моему, очень даже может быть наоборот.

С удовольствием ознакомлюсь, если предложите таковую.
А пока выкладываю здесь табличку приблизительных параметров синхронных двигателей:
По-моему, там всё предельно ясно.

на рисунке спецификация , ваши данные безнадежно устарели.
взято с http://www.pittman-motors.com/Brushless-DC...s-DC-Motor.aspx
0.3 ms постоянная времени.

Да... ему б ещё считать при этом научиться:Для тех, кто снаружи, энергия вращения равна (2*pi*8000/60)^2*0,08/2 = 28 (кДж).

то 28 Кдж, то 711 Дж ( до последней правки) . Эк вас колбасит.

Эскизы прикрепленных изображений