Управление моментным двигателем, Вопрос к практикующим инженерам Опции

[Stepanich]

Здравствуйте.

Имеется моментный двигатель (коммутация звезда) UTH-76 от Celera Motion (в девичестве Applimotion).

Были сняты осциллограммы линейных напряжений при принудительном вращении ротора (считай, Back EMF):


и фазных токов при закорачивании всех фаз опять-таки при принудительном вращении ротора (тока 3-й фазы нет, т. к. нет третьего щупа):


Задача (эксперимент): обеспечить плавное перемещение ротора со скоростью примерно 0,1 град./с. Управление разомкнутое (датчик на основе магнитного кольца имеется, но в этом эксперименте не используется), т. е. в первом приближении - как шаговик.

Коммутацией трёх полумостов достигаем такой формы токах в фазах (чтобы повторить форму Back EMF, полученную при эксперименте с принудительным вращением ротора):


или такой (чтобы повторить форму токов, полученную при эксперименте с принудительным вращением ротора):



Итог один - зависимость момента от угла поворота: в точке максимума (по модулю) двух токов момент максимален, а в точке пересечения любых двух токов (когда третий максимален по модулю) момент минимален, причём не просто минимален, а практически исчезает (будто двигатель обесточен, хотя ток потребеления от источника при этом почти не уменьшается), что вызывает резкий перескок на следующий полюс, когда соотношение токов немного качнётся дальше; разумеется, всё это повторяется циклично (напомню, вращение очень медленное - 0,1 град./с и меньше). Правильней сказать, что сам эффект есть всегда, только вот он максимален в одном месте, а минимален в другом.

Это похоже на известное явление cogging torque, при котором происходит изменение момента от угла, но этот эффект в худшем случае должен составлять 15%, а не приводить полной потере момента.

Вопрос: как обеспечить сохранение момента (свести к минимуму его флуктуации) на всех углах, т. е. в чём ошибка в создании формы токов в фазах?
Ещё раз отмечу:
- обратная связь сейчас не используется намеренно, т. к. скорость вращения очень мала;
- цель эксперимента не само вращение, а обеспечение сохранности момента на всех углах.

Литературы по управлению электроприводом имеется достаточно (в т. ч. по по векторному), но вся она сводится к вращению двигателя на скоростях с максимальной эффективностью, не решая задачу точного позиционирования и удержания угла.

Спасибо.

[Stepanich]

варп, мы обсуждаем статический режим, т. е. режим, при котором токи не изменяются, поэтому фазы "вскоре" не сменятся. Ещё раз напомню проблему: исчезновение момента на определённых углах (каждых 60-ти электрических градусах). Моделируем вот что: подаём трапецеидальные токи в обмотки с низкой частотой и смотрим на момент на валу.

AlexandrY, так я и хотел услышать подобный ответ: у этого двигателя есть углы, получаемые путём формирования неизменных токов в фазах, при которых момент нулевой. И это не стёб. Согласен на перенос моего вопроса в раздел для начинающих.

[Tanya]

AlexandrY, так я и хотел услышать подобный ответ: у этого двигателя есть углы, получаемые путём формирования неизменных токов в фазах, при которых момент нулевой. И это не стёб. Согласен на перенос моего вопроса в раздел для начинающих.

Вот случайно заглянула к вам... Странные вещи... Что тут моделировать...
При постоянных токах в обмотках момент как функция угла обязательно будет кое-где равен точно нулю, так как средний момент равен нулю, а эта функция непрерывна. Простая такая математика.

[варп]

... Простая такая математика.

Tanya, скажите Ваше мнение - момент в коллекторном двигателе может быть равным нулю при каком-то положении ротора?

Сообщение отредактировал варп - Dec 29 2017, 13:05

[Tanya]

Tanya, скажите Ваше мнение - момент в коллекторном двигателе может быть равным нулю про каком-то положении ротора?

Нет, а почему Вы спрашиваете?

есть позиции ротора где какую бы комбинацию токов вы не применили вы не получите сколько нибудь значительного момента преодолевающего трение.

Да уж, не верится.

[варп]

Нет, а почему Вы спрашиваете?

Tanya, спрашиваю потому, что идёт какая-то бесконечная путаница в понятиях.... Вот смотрите...

При постоянных токах в обмотках момент как функция угла обязательно будет кое-где равен точно нулю, так как средний момент равен нулю, а эта функция непрерывна. Простая такая математика.

То есть, момент, вроде как где то будет равен НУЛЮ ...
я переспросил -
...Tanya, скажите Ваше мнение - момент в коллекторном двигателе может быть равным нулю про каком-то положении ротора?...
Вы ответили -

Нет, а почему Вы спрашиваете?

Вот я и пытаюсь дать понять, что коллекторный и BLDC двигатели по сути одинаковы... То есть - момент в них не может быть равен нулю...
В коллекторном двигателе подключение нужных обмоток при вращении ротора происходит АВТОМАТИЧЕСКИ (щётками по ламелям коллектора) , а в BLDC нужные обмотки подключаются ВНЕШНИМИ силовыми ключами определённым образом ориентируясь на сигналы с датчиков Холла, которые отслеживают положение ротора... Но оба двигателя, что коллекторный, что BLDC - способны "тянуть" с нулевых оборотов..., независимо от положения ротора... Да, момент может больше, или меньше, смотря на положение ротора... , но момент будет ВСЕГДА...

Сообщение отредактировал варп - Dec 29 2017, 11:32

[Tanya]

Вот я и пытаюсь дать понять, что коллекторный и BLDC двигатели по сути одинаковы... То есть - момент в них не может быть равен нулю...

Читайте внимательно, что было написано. Там было про BLDC с фиксированными токами в обмотках.
В коллекторном двигателе посредством коллектора ток меняется.

[варп]

....В коллекторном двигателе посредством коллектора ток меняется.

... а что, если вал коллекторного двигателя ЗАКЛИНИТЬ (не дать ему вращаться ), момент у него исчезнет??? Ни куда момент не денется...
------------
... а обсуждать BLDC с фиксированными токами в обмотках, да ещё без контроля положения ротора - просто бред...
BLDC двигателем ВСЕГДА нужно управлять.... Тогда и момент всегда будет...
Не надо "лошади отрывать ноги, а потом спрашивать - почему она не бегает..."

Сообщение отредактировал варп - Dec 29 2017, 11:46