Имитатор коллекторного электродвигателя постоянного тока, на чём сделать? Опции

[LCD]

Здравствуйте, есть задача сделать имитатор электромотора с целью тестирования блоков, которые моторами будут управлять. Рабочее напряжение - 110 В, ток - единицы ампер. Нужно имитировать различную нагрузку на мотор, застопоривание и, в идеале, различную степень износа коллектора, перегорание катушки и межвитковое замыкание.

Блоки отслеживают не только активную составляющую, которую относительно просто сымитировать, но и индуктивную.

Какие могут быть варианты построения схемы?

Сообщение отредактировал LCD - Jul 19 2018, 22:44

[kovigor]

Какие могут быть варианты построения схемы?

Купите движок, продумайте конструкцию простейшего стенда с этим движком, нарисуйте на листике чертеж, пригласите токаря/фрезеровщика и попросите выточить и отфрезеровать все необходимые вам детальки. Выйдет натурально, просто, недорого и неубиваемо.
Так и вспомнился лабораторный стенд для исследования такого движка в нашем политехе. И нагрузку там можно было имитировать. Кстати, ее очень просто имитировать - сажаем на один вал с нашим движком другой такой же, это будет генератор. Нагружая этот генератор на реостат, можно плавно менять нагрузку на наш движок. И все.
Межвитковое КЗ предполагает резкое падение индуктивности.
Обрыв обмотки - тут все ясно. Правда, движки разные есть. Некоторые движки, насколько я помню, могут пойти вразнос, если неожиданно отключить или оборвать обмотку возбуждения. И при резком сбросе нагрузки движок тоже может пойти вразнос.
Да, большая тема и емкая, но, ИМХО, реальный стенд с настоящим движком будет в 1000 раз полезнее любой модели ...

[Serge V Iz]

Набор сравнительно толстых дросселей и резисторов и огромное количество реле для организации частичных подключений-отключений и, может быть, переключений параллелно-последовательно? Прямо без демпфирующих диодов, с искрами )

Сообщение отредактировал Serge V Iz - Jul 20 2018, 06:38

[Herz]

Какие могут быть варианты построения схемы?

Вариант: найти эквивалентную схему, определить пределы изменений её параметров для Ваших условий, построить "вживую" стенд, где возможно было бы варьировать эти величины в различных сочетаниях. Затем автоматизировать процесс.

[kovigor]

Вариант: найти эквивалентную схему, определить пределы изменений её параметров для Ваших условий, построить "вживую" стенд, где возможно было бы варьировать эти величины в различных сочетаниях. Затем автоматизировать процесс.

Ключевой вопрос: а зачем ? Реальные, живые движки исчезли из продажи ? ТС молчит. Остается только догадываться. Моя догадка - ТС не электронщик, а программист, и работать с виртуальной моделью для него проще, чем с реальной железкой

[k155la3]

в качестве "модели" нагрузки - на валу "подопытного" - двигатель + векторный частотный преобразователь.
В противном случае, так или иначе, это придется делать "наразвес" частично или полностью, в том числе измеритель момента на валу.

[Herz]

Ключевой вопрос: а зачем ? Реальные, живые движки исчезли из продажи ? ТС молчит. Остается только догадываться. Моя догадка - ТС не электронщик, а программист, и работать с виртуальной моделью для него проще, чем с реальной железкой

Не только программисту может быть неудобен стенд с "живыми движками". Кроме того, как Вы предлагаете имитировать "различную степень износа коллектора, перегорание катушки и межвитковое замыкание"? Набирать целый склад моторов разной мощности, разной кондиции и с разными неисправностями?

[@Ark]

Не только программисту может быть неудобен стенд с "живыми движками". Кроме того, как Вы предлагаете имитировать "различную степень износа коллектора, перегорание катушки и межвитковое замыкание"? Набирать целый склад моторов разной мощности, разной кондиции и с разными неисправностями?

Herz, Вы осознаете, что стоимость разработки подобного стенда будет, как минимум на порядок, дороже разработки проверяемого блока управления...
К тому же, чисто программная модель - не получится. Без разработки железа здесь не обойтись - высоко-токовые ключи, дроссели, реле, элементы защиты...
Плюс блок управления всем этим хозяйством, и не слабое ПО, для реализации всех возможных режимов... Тут предлагали движок с частотным управлением - хорошее (но не дешевое) решение, но оно закрывает лишь часть возможных режимов... Стенд с "живыми движками" и дополнительной "обвеской", будет, как минимум, дешевле...
Экономическая целесообразность разработки подобного стенда - под вопросом. По моему мнению, он будет очень полезен, только как инструмент разработчика. Причем, не дешевый инструмент... Использовать его в серийном производстве для выходного контроля, на мой взгляд, - не целесообразно. Там достаточно проверить качество изготовления (качество пайки, в частности), работоспособность изделия в основных режимах и срабатывание защит...
Ну если, конечно, у заказчика нет особых требований к надежности, за которые он готов платить...

[Herz]

Herz, Вы осознаете, что стоимость разработки подобного стенда будет, как минимум на порядок, дороже разработки проверяемого блока управления...
К тому же, чисто программная модель - не получится. Без разработки железа здесь не обойтись - высоко-токовые ключи, дроссели, реле, элементы защиты...

Без железа, разумеется, не получится, если автор собирается испытывать какие-то блоки именно "в железе", а не в симуляторе.

А вопрос про осознание - это не ко мне. Что бы я ни осознавал, решать автору и его работодателю.

[@Ark]

А вопрос про осознание - это не ко мне. Что бы я ни осознавал, решать автору и его работодателю.

Разумеется.
Им и переадресуем этот вопрос.

[LCD]

Пока остановился на варианте с двумя механически соединёнными моторами с энкодером и контролем тока на ведомом двигателе. Может быть, потом будет имитатор износа коллектора на тиристоре/транзисторах/реле. Девайс предназначается больше не для производства, а для разработчиков, т. е. для test-driven development на железячном уровне.

[kovigor]

Экономическая целесообразность разработки подобного стенда - под вопросом. По моему мнению, он будет очень полезен, только как инструмент разработчика.

Может, мне одному показалось, но я думаю, что автору нужен именно инструмент разработчика. Для разработки одного экземпляра блока управления стенд, конечно же, будет неоправданно дорогим. Но если автор планирует разработку, изготовление достаточно крупной партии и вывод своего продукта на рынок, то стоимость стенда едва ли нужно ставить во главу угла ...

И еще, на нормальных движках, в штатном режиме, коллектор не изнашивается много-много лет, и часто переживает сами обмотки, подшипники и проч. Примеры - рядом. Дрели, болгарки, лобзики работают в жутких условиях, в воздухе, сильно загрязненном пылью и т.п. При этом они работают годами и даже десятками лет. Щетки - да, стираются, но о-о-о-чень медленно. В пылесосе пыльный воздух прокачивается прямо через мотор. Там, конечно, фильтр стоит, но ведь им всего не отловишь ! И ничего коллекторы не делается, равно как и щеткам. Недавно чинил пылесос, прослуживший 10 лет. Коллектор - как новый. А вот подшипник спереди заклинил и рассыпался. Вот так ...

[Herz]

И еще, на нормальных движках, в штатном режиме ...

Так то - на нормальных, в штатном режиме. Подозреваю, что обычных условий и тестировать особо нечего. Стандартные защиты от аварийных случаев достаточно известны.
Но кто знает, какие такие экстремальные условия автор хочет предусмотреть...

[Егоров]

Когда-то давно столкнулся с подобной проблемой. Разрабатывался блок управления коллекторным двигателем.
Соединили два одинаковых двигателя через гибкую муфту валами, получили мотор-генератор. Генератор подгружали до требуемой величины реостатом. Сначала сняли все пусковые и переходные характеристики , потом месяца через полтора-два (ресурсные испытания в режиме пуск-стоп по 5 с ) получили и картину что будет при износе щеток-коллектора, подшипников.