Частота ШИМ в блоке управления асинхронным двигателем Опции

[iiv]

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

[AlexandrY]

Если я таки ошибся в своих рассуждениях и не правильно оценил возможную частоту ШИМа, так было бы классно узнать как правильно оценить ее!

Если посмотреть как делают высокооборотные движки то они все сплошь BLDC.
Т.е. никакой синусоиды там не нужно. А значит и высокочастоного ШИМ-а не нужно.
Достаточно будет центро-симметричного ШИМ-а на 800 Гц.

[iiv]

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.

[AlexandrY]

скажите, пожалуйста, а как отличить BLDC от асинхронного?

Покрутите двигатель и посмотрите напряжение на обмотках. У BLDC должно быть где-то так:


Интересно как это вам удается с частотой 500 Кгц управлять нагрузками более 100 Вт.
По моим прикидкам выходные транзисторы раскалиться должны за секунды.

[iiv]

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?

[AndreyChip]

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

[khach]

Вы крутите асинхронный мотор, у вас и на шильдике написано АС . У меня 50 ват PMSM при вращении завал дает несколько вольт

Надо еще убедится, что это турбина не с активными магнитными подшипниками. Если выводов больше 3 (плюс 1 заземление) то на обмотках активных магнитных подшипников могут быть элетрические сигналы при вращении ротора.

[iiv]

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

[AlexandrY]

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.

[iiv]

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

[Timmy]

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?