Ещё про измерение тока, двигатели шунты и усилители Опции

[amaora]

Создавал здесь тему, наверно ~6 месяцев назад, про измерение тока трехфазного синхронного двигателя с помощью одного шунта. С того времени мнение поменялось, теперь мне кажется, что это плохая, удешевленная и компромиссная схема измерения. А правильно измерять ток напрямую, в двух обмотках двигателя. Тогда не будет ограничений на частоту и скважность управляющих сигналов. И дополнительно это позволит управлять двумя коллекторными двигателями с одного трехфазного инвертора, с некоторыми ограничениями.

Ну и вопрос, как теперь измерять ток через обмотки двигателя (двигателей). Напряжения питания двигателей 12-24в, ток (по обмоткам) до 20А. Управляющая часть работает от 3.3в. Частоты управления ~20-80кГц.

1. ACS711, имеет собственный импульсный источник шума, видимо у датчика магнитного поля очень подвижный ноль.
2. Шунт 1мОм + INA213, по ДШ все хорошо, только GBW 14кГц.
3. Шунт 1мОм + INA194, не может измерять в обе стороны, у сдвоенной схемы наверно будет нелинейность около нуля.
4. Шунт 1мОм + AD8205, питание 5в, и без этого уже надо обеспечивать много разных напряжений, частоты тоже мало.
5. Шунт 1мОм + LT1999, питание 5в, а частоты уже даже много.

Ещё было бы неплохо дополнительно растянуть небольшой участок (-5А+5А) на всю разрядность АЦП, но это будет слишком громоздко, второй усилитель неизбежен.

Да и коэффициент возможно было бы лучше задать резистором, чем терпеть фиксированный.

Какие ещё варианты?

Спасибо.

[_Pasha]

Вы ж сами третьего дня отметили, что измерение тока в момент переключения - плохая идея.
Обыкновенно это делают на середине периода шим или после нек-рой задержки, это все современными силовушными МК замечательно реализуется. Причем, от "мерялки" не нужно требовать функции ITRIP - это можно сделать шунтом внизу и компаратором, и никаких там выбросов не будет, если правильно выполнить минус питания.
--
Какая амплитуда была у выброса?

[amaora]

Вы ж сами третьего дня отметили, что измерение тока в момент переключения - плохая идея.
Обыкновенно это делают на середине периода шим или после нек-рой задержки, это все современными силовушными МК замечательно реализуется. Причем, от "мерялки" не нужно требовать функции ITRIP - это можно сделать шунтом внизу и компаратором, и никаких там выбросов не будет, если правильно выполнить минус питания.
--
Какая амплитуда была у выброса?

Да, вопрос во времени переходного процесса после переключения, по синфазному входу, 1мкс до 0.1% мне кажется достаточно хорошим значением, для периода 12.5мкс. LT1999 имеет такие (или близкие) параметры, судя по графикам, но требует питания 5в. У AD почти все требует 5в.

Ну и вопрос с шумами, может и нет смысла делать на шунте и усилителях. Последний раз когда я мерил ток с помощью ОУ на выходе был шум 20-50мв, при усилении G=45. Хотя там и по питанию было ~100мв шума.

ITRIP это выключение ключей при превышении тока потребления? Для начала обойдусь без этого, ограничение будет в источнике (он не способен выдать так много, чтобы повредить что-то).

Амплитуда? я ещё ничего не делал, только ДШ читаю.

[_Pasha]

Да, вопрос во времени переходного процесса после переключения, по синфазному входу, 1мкс до 0.1% мне кажется достаточно хорошим значением, для периода 12.5мкс.

ITRIP это выключение ключей при превышении тока потребления? Для начала обойдусь без этого, ограничение будет в источнике (он не способен выдать так много, чтобы повредить что-то).

1. Вы не поняли. Или я Захват сигнала S/H ацп будет в этом случае на середине интервала открытия либо нижнего либо верхнего транзисторов. Это может быть неоправданным усложнением, но упростит схему. Тем более FOC все равно подразумевает постоянное вмешательство во всю шим-времянку
2. Тогда нужен запас. А прототипы изучали-то?
Например


Сообщение отредактировал _Pasha - Aug 3 2013, 18:03

[amaora]

1. Вы не поняли. Или я Захват сигнала S/H ацп будет в этом случае на середине интервала открытия либо нижнего либо верхнего транзисторов. Это может быть неоправданным усложнением, но упростит схему. Тем более FOC все равно подразумевает постоянное вмешательство во всю шим-времянку
2. Тогда нужен запас. А прототипы изучали-то?
Например

Бестолку делать выборку в середине если переходный процесс длится 50мкс, а частота выборок 80кГц, вот о чем я. Нужен подходящий усилитель. Это первый вопрос.

Второй с шумами, ясно что надо много всего учитывать, и разводку до которой ещё далеко. Но те кто такое не раз делал может быть могут оценить, что от какой схемы ожидать.

Какой запас? К чему эта схема модельного контроллера BLDC? Там нет измерения тока, обратная связь по ЭДС. С этим уже наигрался, хочу работать по току.

Сообщение отредактировал amaora - Aug 3 2013, 18:20

[MiklPolikov]

Если не секрет, зачем вообще мерить ток двигателя с частотой 80КГц ?
И какая точность при этом нужна ?

[amaora]

Если не секрет, зачем вообще мерить ток двигателя с частотой 80КГц ?
И какая точность при этом нужна ?

Скорость например 200 об/сек, у двигателя 22 полюса, электрическая скорость 200 * 22 / 2 = 2200 об/сек. Один оборот надо проходить с не слишком круптым шагом, чем меньше тем лучше, например 30 шагов, это 12 угловых градусолв на шаг, 2200 * 30 = 66 кГц. Это частота формирования новых значений вектора напряжения. В классическом FOC который везде описан, регуляцию тока можно осуществлять и на более низкой частоте, т.к. она проходит в другой системе координат с помощью ПИ регуляторов. Но мне нужна ещё и идентификация параметров двигателя, это проще всего сделать на той частоте где хорошо представляется вся динамика системы. То есть это уже вопрос не только скорости вращения но и скорости переходных процессов по току. Для управление не планирую использовать ПИ, скорее что-то релейное, с линейной частью вместо нейтральной области. Здесь снова важно быстрое измерение тока. То есть может понадобится "повернуть" вектор тока на торможение так быстро как позволяет индуктивность обмоток и напряжение питания. У меня нет значений индуктивностей (нигде не нашел, и измерять пока не пробовал) чтобы показать численно, какие частоты нужны. Но больше 100кГц уже начнутся проблемы с количеством вычислений, с этим не очень хорошо даже расчитывая на cortex-m4, а более быстрый вычислитель это уже слишком толсто будет для контроллера двигателя.

По точности больших требований нет (1% после линейной калибровки, хорошо, ещё лучше если этот процент вызван белым шумом а не нелинейностью или дополнительной зависимостью от чего либо), но если можно снизить шумы, то не хочется отказываться. Может понадобится работа в малом диапазоне токов, уже указывал -5..+5А.

[MiklPolikov]

Иными словами, измеряя ток Вы узнаёте угол между ротором и полем статора ?