haker_fox
Mar 4 2010, 03:07
Здравствуйте! Из за недостатка опыта прошу посмотреть мою схему управления двигателем постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.
Собственно говоря, интересно, будет ли такое решение работать.
Исходные данные:
- частота ШИМ 8 кГц.
- пусковой ток двигателя 5 А.
- питание двигателя 27 В.
В схему введен дроссель L2 (буду мотать на ферритовом кольце) специально для того, чтобы ограничить dI/dt = 5А/10 мкс - чтобы при КЗ (наихудший случай) успевало сработать ограничение по току. Отслеживание тока выполненно классически: токоизмерительный шунт -> RC фильтр (его номиналы подбирал, анализируя литературу по DC-DC преобразователям, типа UC348X) -> компаратор. Также на компаратор подается опора от 0 до 1.1 В. Таким образом, можно выбрать порог срабатывания компаратора от 0 до Imax = Uоп / Rшунт = 1.1 / 0.22 = 5А. При срабатывании защиты, компаратор немедленно сбрасывает треггер и до прихода следующего импульса ШИМ и до тех пор, пока на выходе компаратора не появится лог. 1, треггер не установится в 1, а значит не разрешит проход текущего импульса ШИМ через логический элемент И. Таким образом, выполняется ограничение по току.
Естественно, прежде чем решиться воплощать эту схему в железе, я анализировал решение в MicroCAP. Все работатает, за исключением того, что ток все-таки в пике превышает номинально установленный. Но это происходит из за задержки переключения компаратора, а за это время задержки ток успевал нарасти как раз примерно до превышаемого. Это я просчитывал, исходя из задаваемого дросселем dI/dt.
Ну вот вроде и все.
Народ, я понимаю, что занимаюсь анахронизмом, что есть готовые интегральные решения. Но мне нужно (я вынужден) делать именно на том, что начерчено. Прошу здоровой критики без сарказма и заранее Вам спасибо за это. Также, прошу прощения, если объяснил что-то сбивчиво или упустил. Если нужно, я поправлюсь.
Заранее благодарен!
kamil_yaminov
Mar 4 2010, 04:55
Делаем защиту (для источников тока) на LM339 примерно таким же способом. Единственно в чем различие - еще есть схема перезапуска с частотой 1 Гц (то есть в случае КЗ управление включается через 1 сек) для источников тока это некритично вроде как. Защита работает железно,
haker_fox
Mar 4 2010, 05:22
Цитата(kamil yaminov @ Mar 4 2010, 12:55)

Защита работает железно,
О! Спасибо! Это уже вдохновляет!
Правда у меня перезапуск происходит по каждому новому импульсу ШИМ. Т.е. получается именно ограничение тока. В случае КЗ клемм мотора, фактически нагрузкой выступает дроссель.
Инетересно, его можно намотать на колечке ферритовом или нужен зазор? Пока недостаточно понял теорию. Как бы дроссель в насыщение не вошел. Тогда все ограничение dI/dt в трубу вылетит и останется только L298 с платы "соскребать")
kamil_yaminov
Mar 4 2010, 06:54
Могу дать документик. Там все предельно просто и ясно написано, когда зазор нужен, а если нужен, то какой зазор выбрать.
haker_fox
Mar 4 2010, 07:10
Цитата(kamil yaminov @ Mar 4 2010, 14:54)

Могу дать документик. Там все предельно просто и ясно написано, когда зазор нужен, а если нужен, то какой зазор выбрать.
Благодарю! Буду изучать!
Не забудьте резистор с выхода компаратора на 5v, а то не включится потом.
galjoen
Mar 4 2010, 12:03
Давным-давно для такой защиты добавляли к токоизмерительному резистору R10 ещё и небольшой дроссель последовательно. Чаще всего сам резистор в виде воздушного дросселя делали. Там ещё немножко эффект тепловой защиты получался из-за повышения сопротивления меди при нагреве этого резисторо-дросселя. Ну и RC фильтр конечно, чтобы ложных срабатываний не было. Причём соотношение постоянных времени LC и RC рассчитывалось такое, чтобы при КЗ защита по dI/dT срабатывала чуть раньше, чем по току. В вашем случае можно вместо ещё одного дросселя на L2 обмоточку добавить.
Цитата(galjoen @ Mar 4 2010, 16:03)

Давным-давно для такой защиты добавляли к токоизмерительному резистору R10 ещё и небольшой дроссель последовательно.
Категорически не согласен с таким способом (само?)убийства. Шунт должен быть низкоиндуктивным.
Цитата(haker_fox @ Mar 4 2010, 17:28)

Неужели это действительно так важно? Хорошо, отвечу : мне мешает отсутсвие денег.
Отсутствие денег - это все отговорки
Цитата(Tanya @ Mar 4 2010, 17:31)

Значит - для себя? Закажите образцы. Бесплатно.
Надо делать из того, что в любой момент еще доооолгие годы можно будет купить, а не рыскать потом с помощью гууууугля по маузерам и прочим ефайндам при попытке повторить рукотворное чудо. Кстати, аргумент в пользу готовых чипов только одЫн - место на печатной плате.
Designer56
Mar 5 2010, 08:36
Цитата(haker_fox @ Mar 5 2010, 05:32)

......
Чтож, и это верно. В схемотехнике опыта у меня не много. Поэтому, пока есть возможность, попробую себя на в этой области. Тем более, схему я придумал практически самостоятельно и хочу проверить решение не только в симуляторе, но и в железе.
.....
haker_fox
Apr 1 2010, 03:50
Выяснился неприятный момент: триггер не устанавливается. При этом на вход тактирования поступают импульсы ШИМ, на входе SET + 5В, на входе D и CRL лог. 1. Т.е. триггер должен быть установлен. Однако этого не происходит. Входы неиспользованного второго триггера притянуты к +5 В. В "ручном" режиме, т.е. когда импульсы подаю кнопкой, триггер устанавливается через раз. Примерно в 5 случаях 1 раз. Блокировочный конденсатор по питанию есть.
Не могу понять причину. Обычный триггер, и не работает.
Может быть будут у кого-нибудь идеи по поводу это проблемы?
Заранее спасибо!
Цитата(haker_fox @ Apr 1 2010, 05:50)

Выяснился неприятный момент: триггер не устанавливается. При этом на вход тактирования поступают импульсы ШИМ, на входе SET + 5В, на входе D и CRL лог. 1. Т.е. триггер должен быть установлен. Однако этого не происходит. Входы неиспользованного второго триггера притянуты к +5 В. В "ручном" режиме, т.е. когда импульсы подаю кнопкой, триггер устанавливается через раз. Примерно в 5 случаях 1 раз. Блокировочный конденсатор по питанию есть.
Не могу понять причину. Обычный триггер, и не работает.
Может быть будут у кого-нибудь идеи по поводу это проблемы?
Заранее спасибо!
Уровни на входах триггера чем смотрели? осциллографом или тестером? Возможно на выходе компаратора проскакивают короткие отрицательные импульсы, которые постоянно сбрасывают выход триггера в 0...
haker_fox
Apr 1 2010, 06:06
Цитата(Old1 @ Apr 1 2010, 14:32)

Уровни на входах триггера чем смотрели? осциллографом или тестером? Возможно на выходе компаратора проскакивают короткие отрицательные импульсы, которые постоянно сбрасывают выход триггера в 0...
И осциллографом и мультиметром. А также визуально, т.е. двигатель не работает.
На счет коротких импульсов: иногда триггер устанавливается (двигатель работает) и сам не сбрасывается. Однако, установки удавалось добиться только, если тактировать триггер от кнопки.
haker_fox
Apr 2 2010, 07:37
Цитата(Old1 @ Apr 1 2010, 14:32)

Уровни на входах триггера чем смотрели? осциллографом или тестером? Возможно на выходе компаратора проскакивают короткие отрицательные импульсы, которые постоянно сбрасывают выход триггера в 0...
Да, действительно, только проскакивает один раз. В момент включения двигателя.
dimka76
Apr 2 2010, 11:29
Цитата(haker_fox @ Apr 2 2010, 11:37)

Да, действительно, только проскакивает один раз. В момент включения двигателя.
Как вам уже говорили не хватает резистора с выхода компараторы на VCC_5V_LPOW.
Да и выход компаратора можно подфильтровать чутарик, чтобы фильтр фронты не слишком сильно валил.
haker_fox
Apr 3 2010, 06:57
Цитата(dimka76 @ Apr 2 2010, 20:29)

Как вам уже говорили не хватает резистора с выхода компараторы на VCC_5V_LPOW.
Да, это опечатка на схеме. В железе этот резистор присутствует.
Цитата(dimka76 @ Apr 2 2010, 20:29)

Да и выход компаратора можно подфильтровать чутарик, чтобы фильтр фронты не слишком сильно валил.
Скорее тогда необходимо помудрить с фильтром, на который сигнал с датчика тока поступает. Т.к. схема "датчик тока -> компаратор -> триггер" последовательная, и поэтому, неважно будет ли это фильтр составной (до и после компаратора) или один (до компаратора).
Если ошибаюсь, поправьте пожалуйста.
Dog Pawlowa
Apr 3 2010, 07:42
Офф
Делал подобные схемы, пока не выяснил, что в век транзисторов, пропускающий импульсный ток десятки ампер, проще возложить защиту по току на источник питания.
Тупизм подобных схем на компараторе в том, что они быстродействующие и неинтеллектуальные, поэтому срабатывают сразу при старте мотора или изменении нагрузки. Что говорить - продвинутые драйверы от Аллегро с порогом около 3 А уходят в защиту при старте мотора, который в установившемся режиме потребляет сотни миллиампер.
Нафик такие защиты, которые не дают работать. От чего защищаем?
Сейчас начнется - фильтры, повторные запуски, все для того чтобы прибор работал... Ну-ну...
haker_fox
Apr 3 2010, 10:50
Цитата(Dog Pawlowa @ Apr 3 2010, 16:42)

Офф
Делал подобные схемы, пока не выяснил, что в век транзисторов, пропускающий импульсный ток десятки ампер, проще возложить защиту по току на источник питания.
Но как быть, если источник питания отключается при 11 А, а закороченный/пробитый/еще какой-то движок, потребляет, скажем 7 А. При этом он зверски греется.
Цитата(Dog Pawlowa @ Apr 3 2010, 16:42)

Нафик такие защиты, которые не дают работать. От чего защищаем?
А если мотор плавно разгонять?
Цитата(Dog Pawlowa @ Apr 3 2010, 16:42)

Сейчас начнется - фильтры, повторные запуски, все для того чтобы прибор работал... Ну-ну...
Можно защиту сделать более интеллектуальной, введя МК. Однако, хотя такое и предполагается, параллельный "железный" контур, ИМХО, необходим.
haker_fox
Apr 6 2010, 01:27
Цитата(Dog Pawlowa @ Apr 3 2010, 16:42)

Что говорить - продвинутые драйверы от Аллегро с порогом около 3 А уходят в защиту при старте мотора, который в установившемся режиме потребляет сотни миллиампер.
Это действительно так? Просто интересно, неужели даже специалисты такого уровня и с таким опытом ничего не могут сделать?
Цитата(haker_fox @ Apr 3 2010, 19:50)

А если мотор плавно разгонять?
Ерунду написал. Самый первый импульс ШИМ, какой бы скважности он не был, будет заблокирован сработавшей в этот момент защитой.
Как же вообще тогда быть? Как защищают в конце концов теже источники питания?
З.Ы. так и не удается забодать схему. Защита срабатывает, даже если кондер в фильтре заменить на 0,01 мкФ(
Перенос кондера фильтра максимально близко к компаратору решил проблему! Теперь даже работает с конденсаторов 470 пф.
Однако, еще не все ясно с колебаниями момента на валу, который от тока зависит. А ток, в свою очередь, ограничивается этим контуром. Ну уже одно радует, что проблема устранена.
kamil_yaminov
Apr 6 2010, 01:43
А фильтрующая емкость у Вас далеко от входа компаратора висит? У меня как-то было похожее, в системе с МК. До МК тянулась длинная трасса, а не ней емкость стояла далеко. Как тольке емкость не менял - толку ноль - в МК приходит иголка и блокирует работу. Помогло только поставить фильтрующую емкость рядом с МК.
Пока читал тему и вспоминал схему, Вы уже и сами успели ответить )
haker_fox
Apr 6 2010, 01:57
Цитата(kamil yaminov @ Apr 6 2010, 10:43)

А фильтрующая емкость у Вас далеко от входа компаратора висит?
Была на расстоянии около 4 - 5 см. Теперь чуть ли не на самом компараторе припаяна.
Цитата(kamil yaminov @ Apr 6 2010, 10:43)

Пока читал тему и вспоминал схему, Вы уже и сами успели ответить )
Да не сразу сообразил, хотя и знал, где нужно поставить фильтр.
Цитата(kamil yaminov @ Apr 6 2010, 10:43)

Помогло только поставить фильтрующую емкость рядом с МК.
Вот вот. Но все равно большое спасибо за ответ!
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста,
пройдите по ссылке.