Помогите подобрать схему контролера для ШД5
[
Эту схему несложно, добавив немного корпусов логики, превратить в схему шим с рекуперацией. Есть идея попробовать…
Оказалось не так просто, при достаточно высокой скорости вращения схема(при переводе в вариант шим, общий тактирующий генератор, триггер, элемент логики И, входа ir2101 Hin, Lin соединены вместе) не все гладко.
При каком-никаком пусть и медленном вращении, схема работает как-никак, но при простое двигателя, без всяких снижений тока и т.п., прекращается генерация импульсов на верхние транзисторы, довольно хаотично. Обмотка может быть под током и секунду, затем генерация прекращается, и 10, и полсекунды…
По причине внутренней схемотехники ir2101.
Ну его нафиг.
Попробую по-простому- полевики разной проводимости, драйвера, опторазвязка по управлению нижними и верхними полевиками.
Бустрепы, наносекунды всякие встроенные защитные и все прочее- нафиг. Снизу драйвер, сверху драйвер через оптрон. И пофиг все. Тупо и просто. Минус- нужны полевики p канальные в верхнее плечо.
Сделать как-нибудь так.
Что(какой драйвер) можно поставить вместо квадратика с вопросом?
Без бустрепов этих… Наподобие драйвера нижнего уровня, без всяких изысков, лишь другой полярности?
На рисунке забыл указать питание двигателя, скажем 90 вольт на катод vd1 и проводник между предполагаемым верхним драйвером и верхней шиной.
12 вольт- вспомогательный источник питания для верхних драйверов, его можно завести на остальные каналы и оси.
Если только есть они в природе, драйверы с отрицательным питанием.
В этом варианте вверх можно и n полевики поставить с простыми, без изысков, драйверами нижнего уровня- но тогда каждый из них нужно кормить своим отдельным источником, шесть источников на ось…
И сдвоенные драйверы не получится использовать, лишь по каналу из каждого…
Нашел интересный вариант, похоже, то, что надо- PS9552
www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/…/PS9552.html
???
Цену посмотрел, веселая. 140 рэ, шесть штук на ось…
Что то Вы Павел перемудрили, какие драйверы с отрицательным питанием?
Потребность в изолированном источнике питания для каждого верхнего транзистора возникают, когда там стоят n-канальные полевики, а у Вас p-канальные.
У Вас есть вспомогательный источник питания (или доп обмотка) на 12 В, на схеме он подключен к + высокого питания - это правильно. Этот + высокого будет общим для всех истоков p-канальных полевиков, и он же будет общим проводом для всех драйверов этих полевиков.
Берем обычные драйверы нижнего плеча - сдвоенные или счетверенные - и управляем ими через опто (или другую) развязку. Питание для них по высокому напряжению - вспомогательный источник 12 В, и все должно работать, только там потребуется еще один источник питания +5 В - для питания выходной части оптронов и входной/низковольтной части драйверов. Минус этого источника надо соединить с минусом источника 12 В.
Есть определенное неудобство в большом количестве источников питания, но зато схему можно сделать из обычных неэкзотических деталей. И есть некоторая надежда, что она выйдет не очень дорогой. В конце концов, можно на трансформаторе сразу предусмотреть нужное количество обмоток, или взять доп. трансформаторы/ изолированные преобразователи напряжения
Кстати, преобразователи 5->9 В можно взять из старых сетевых карт, а 9 В вполне должно хватать для надежного управления.
P.S. Ваша настойчивость вызывает уважение 😃
Как там у Высоцкого: “… Уж если и я чего решил, я выпью обязательно…”
ATLab, спасибо, вы правы. Я зациклился на том, что общий вывод верхнего драйвера должен быть соединен с истоками верхних транзисторов. А ведь действительно, незачем, в этом варианте истоки соединяются не с общим драйвера, а с его питанием. Этот драйвер(ir4426) совместим и с ттл, и с кмоп уровнями, так что и дополнительный источник 5в не требуется.
Насчет оптрона нужно подумать, нужен шустрый какой-нить.
пару лет назад выкладывал схему. поищи, там нормальный выходной каскад.
нашел тут rcopen.com/forum/f110/topic54126 14пост
Выскажу свое мнение по этому двигателю.Ну вопервых якорь этого двигателя разделен на две части и сдвинут относительно друг друга фактически мы имеем два двигателя работающих на один якорь т.е. в один момент времени должно быть включено две обмотки двигателя а для перехода длжна включатся третья обмотка .Напрашивается вывод система управления этим двигателем должна быть биполярной и переключение обмоток должно быть по схеме 2-3-2-3.Как это сделать? Подключите одну из обмоток двигателя (любую) и выставте ток в ней скажем 2А.Потом подключайте по очереди еще одну обмотку пробуя менять и полярность .За каждым разом проверяйте момент удержания таким способом вы найдете пару где удержания будет очень большим вы не сможете провернуть вал ни руками ни даже пласкогубцами.Поменяв полярность в этих обмотках одновременно удержание будет таким же высоким .Проделайте тоже самое с остальными обмотками и вы получите три пары обмоток которые будут работать друг с другом промаркируйте их записывая полярность подключения.Сделать это нужно сделав стендик из шести тумблеров с нейтральным положением .Потом при включеной одной из пар включите одну из обмоток следующей пары двигатель сделает полушаг потом отключите одну из обмоток бывшей пары ту при отключении которой двигатель сделает полушаг в томже направлении и так далее до тех пор пока не пройдете все обмотки и чтобы двигатель делал полушаги в одном направлении.Все это запишите в таблицу и потом вы увидите в какой последовательности и полярности нужно включать обмотки а дальше дело техники лепите ключи форсируйте и т.д .Такой двигатель без проблем тягает стол гравировального станка весом более 100 кг с приводом WLST1 по схеме переключения обмоток 2-3-2-3.Дерзайте все должно получится !!!
пару лет назад выкладывал схему. поищи, там нормальный выходной каскад.
нашел тут rcopen.com/forum/f110/topic54126 14пост
Пробовал наподобие. Есть нюансы-
[
Оказалось не так просто, при достаточно высокой скорости вращения схема работает(при переводе в вариант шим, общий тактирующий генератор, триггер, элемент логики И, входа ir2101 Hin, Lin соединены вместе) но не все гладко.
При каком-никаком пусть и медленном вращении, схема работает как-никак, но при простое двигателя, без всяких снижений тока и т.п., прекращается генерация импульсов на верхние транзисторы, довольно хаотично. Обмотка может быть под током и секунду, затем генерация прекращается, и 10, и полсекунды…
По причине внутренней схемотехники ir2101.
Ну его нафиг.
Попробую по-простому- полевики разной проводимости, драйвера, опторазвязка по управлению нижними и верхними полевиками.
Бустрепы, наносекунды всякие встроенные защитные и все прочее- нафиг. Снизу драйвер, сверху драйвер через оптрон. И пофиг все. Тупо и просто. Минус- нужны полевики p канальные в верхнее плечо.
В этом варианте, наверно, нужно таймеры добавлять.
.Напрашивается вывод система управления этим двигателем должна быть биполярной и
Подключите одну из обмоток двигателя (любую) и выставте ток в ней скажем 2А.Потом подключайте по очереди еще одну обмотку пробуя менять и полярность .За каждым разом проверяйте момент удержания таким способом вы найдете пару где удержания будет очень большим вы не сможете провернуть вал ни руками ни даже пласкогубцами.
Все это запишите в таблицу и потом вы увидите в какой последовательности и полярности нужно включать обмотки а дальше дело техники лепите ключи форсируйте и т.д
Перед экзотикой классику нужно добить)))
Насчет оптрона нужно подумать, нужен шустрый какой-нить.
Цены на шустрые оптроны не порадовали.
Купил для экспериментов медленные pc817(цена символическая), чуть более быстрые tlp521, около бакса двухканальные, и еще более быстрые 6n137(hcpl2601) эти у нас по 2 бакса.
Буду пробовать, с первыми двумя скорее всего ничего хорошего не получится.
Поделитесь опытом кто брал такой комплект электроники:
Поделитесь опытом
Поделюсь. Вы выбрали совсем не ту тему.
Ой извините в вашу тему влез. В поиске не нашел.
Извиняюсь, что влезаю, но вопросы:
-
Правильно ли я понимаю, что если не брать в расчет простоту схемотехники и реализации, а также цену вопроса, то вариант с ШИМ даст тот же результат по моменту и эффективности (если обмотку закорачивать не диодом, а поставить транзисторы с вольтажом 2*U и супрессор на U)?
-
Почему-то практически везде ШИМ делают по схеме, подобной внутренностям UC3843 - то есть с Rsense на компаратор, оттуда на триггер, и на этот же триггер некую частоту. В результате мы включаем частотой триггер, и выключаем его, когда ток достигнет некоего значения. Далее включаем триггер снова, по ближайшему фронту той самой базовой частоты.
А почему?
Почему бы не завести выход компаратора сразу на элемент И и туда же пустить вход разрешения работы канала? Этому мешают какие-то причины? Я пока что умозрительно вижу только то, что, возможно, частота при этом будет настолько большой за счет отсутствия гистерезиса на компараторе и ограничений драйвера-транзистора, что транзистор практически всегда будет полуоткрыт. Или все же можно сделать по предложенному?
В этом случае можно даже сделать проще, вот я тут накидал схемку.
Резистором R4 меняем напряжение на входе компаратора, то есть порог, когда он включается. С инвертора, когда на входе 0, идет 5 вольт, до входа компаратора доходит только 4 (1 падает на диодах), компаратор думает, что швах, переборщили с током и вырубается. Когда 0 меняется на 1, на выходе инвертора будет 0.5 вольт примерно (TTL), и эта цепь из-за закрытых диодов перестает влиять на регулировку. Одновременно идет импульс через диод на второй вход компаратора, это форсирует импульс в начале. Подобрав правильно номиналы цепей, мы можем либо просто на старте выдать движку радости, чтобы лучше шевелился, либо наоборот, увеличить номинал кондера и когда он полностью зарядится, ток снизится до тока удержания.
Если вся эта радость не нужна, убираем нафиг инверторы и верхнюю цепочку, инвертируем сигнал в трансляторе, и получаем довольно простую схемку.
Будет ли она работать? Если нет, то почему? 😃
p.s. В схемке ошибка, вход ON/OFF не должен соединяться с землей, недоглядел, и альтиум подло воспользовался моментом 😃.
частота при этом будет настолько большой
Не будет. Напряжение на индуктивности …и тд. Раньше такая схема применялась в микросхемах типа SLAxxxx, вернее совместно с ними. В ШИМе за счёт фиксированой частоты транзистор однозначно работает в ключевом режиме, с минимумом потерь. А в чеппере(не уверен что правильно) возможен вариант неполного открытия, и как следствие линейный режим.
- Правильно ли я понимаю, что если не брать в расчет простоту схемотехники и реализации, а также цену вопроса, то вариант с ШИМ даст тот же результат по моменту и эффективности (если обмотку закорачивать не диодом, а поставить транзисторы с вольтажом 2*U и супрессор на U)?
Ага, где-то так.
Только в потери(нагрев резистора, стабилитрона)будет уходить ватт 150.
С супрессором не пробовал, но наверняка стоит ожидать сюрпризы иного плана…скорости, динамика…
Почему-то практически везде ШИМ делают по схеме, подобной внутренностям UC3843 - то есть с Rsense на компаратор, оттуда на триггер, и на этот же триггер некую частоту. В результате мы включаем частотой триггер, и выключаем его, когда ток достигнет некоего значения. Далее включаем триггер снова, по ближайшему фронту той самой базовой частоты.
А почему?
Почему бы не завести выход компаратора сразу на элемент И и туда же пустить вход разрешения работы канала? Этому мешают какие-то причины? Я пока что умозрительно вижу только то, что, возможно, частота при этом будет настолько большой за счет отсутствия гистерезиса на компараторе и ограничений драйвера-транзистора, что транзистор практически всегда будет полуоткрыт. Или все же можно сделать по предложенному?
Шим желательно засинхронизировать, управление всеми каналами от общего тактового генератора- если каждый канал по себе колбасит, это нехорошо.
Остановился на доработанном варианте с форсирующим высоковольтным импульсом(не шим) с рекуперацией, за идею выходного каскада спасибо Юрию (mura).
Результаты такие(момент замерить нечем, могу лишь сравнить с приводом с резистивной форсировкой)-
на одной и той же механике
резистивный привод срывы вращения начинаются около 800 об мин, потребляемая мощность 360 Ватт (40 вольт, 11 ом)
Вариант с форсировкой, срывы начинаются от 1700 об мин, потр. мошн. около 70 ватт.
Привод пока в макете, в длительной работе не проверен, хотя “на столе” глюков не замечено.
Минус этого варианта, повторюсь- нужны два источника питания, высоковольтный от 50 вольт, ток на три оси пусть 3 ампера, и низковольтный, максимально возможное потребление от которого на одну ось 9 ампер, около 6 вольт.
Схема и рисунок платы будет здесь, неспешно, если кому схема интересна сейчас, пишите.
Здравствуйте,Павел!Схема очень интересует!
Еще летом собрал и испытал привод с форс.имп.предложенный Dava.Крутил на столе и в маче с нагрузкой -ходовая часть с редуктором от токарного ТПК.Быстроход почти приемлимый.Пришлось уменьшить длит.форс.имп.с 500 до 100 мкс.чтобы получить нормальную скорость(до 5кгц) т.к. редуктор 1:8.В маче разгон плавный,силы хватает.Проверял с питанием от трансформаторов,конструкция тяжеловата.Очень долго болел,сейчас довожу до ума.Капитально заморочился с переделкой комп.БП на 4 и 50в,подводных камней много,но очень хочется сделать компактно.
Считаю,что привод с форс.импульсом самый приемлимый вариант для ШД-5.
Любопытно посмотреть на Ваш вариант.
Схема примерно такая, извиняюсь за “качество”, возможно где и ошибся, но принципиальных ошибок вроде нет, рисовал “из головы”.
В нескольких словах- вариант с двумя источниками питания, около 6 вольт, 9 ампер макс. на одну ось, и высоковольтным, вольт от 50 и выше, ток небольшой.
Импульс форсировки не фиксированной длительности, как в варианте от Dava, например, а с контролем тока. Схема, естественно, получается куда как более материалоемкая.
Как работает- по сигналу включения обмотки открываются оба ключа, и низкого, и высокого напряжения, ток быстро растет через ключ высокого напряжения, по достижении заданного значения высоковольтный ключ отключается, ток поддерживается через диод vd5, анод которого подключен к низковольтному источнику.
Диод vd17 обеспечивает безусловное отключение ключа высокого напряжения независимо от текущего состояния триггера. Такое его включение допустимо, т.к. выход имс компаратора с открытым коллектором.
Однако по причине нормальной работы схемы, рекуперации в первую очередь приходится использовать независимый компаратор на каждую фазу, а не 3 компаратора(по числу токоизмеряющих резисторов).
На практике добавление этого диода приводит к более стабильной, “мягкой” работе движка, снижению потребляемого тока за счет улучшения рекуперации.
Рекуперация в общем работает так- снялся ток с обмотки, противоэдс разрядилась с нужной полярностью через диоды обмотки в источник питания.
(Выше речь о участке схемы в квадрате 1)
Формирователь импульсной последовательности интереса не представляет, собран на счетчике, дешифраторе и диодной матрице (знаю, что можно на микроконтроллере и т.д., но увы, не владею).
Схема снижения тока при простое .
Таймер собран на одновибраторе к155аг3, схема работает так- при отсутствии импульсов step уменьшается уровень задания тока и обмотки, находящиеся во включенном состоянии в текущий момент, коммутируются частотой несколько килогерц. вкл-выкл…(практика на макете, где все на “соплях”, нормальной разводки нет, и все прочее подобное показала крайне высокую чуствительность этого таймера к разного рода импульсным помехам, надеюсь на плате все будет нормально, если нет, перейду на таймер на 555 имс).
Рисую печатку под чистовой вариант, пока не готова, размеры предположительные примерно 115*210 мм, рисунок тут же.
Текущий незаконченный вариант в формате lay тоже добавляю.
В законченном варианте добавлю еще защиту от превышения тока на обмотках двигателя, хоть и не уверен в ее целесообразности. Сделано будет просто, хоть и неизящно- на каждый из токоизмерительных резисторов (0.15 ома) будет добавлено по шустрому диоду, идущие на компаратор. При превышении тока реакция схемы начнется минимум выше от 0.6 вольт падения на кремниевом диоде и выше, что при резисторе 0.15 ом равно току обмотки 4 ампера- теоретически минимально возможный ток уставки защиты. настроить ампер на 10, дальше триггеры, всякая бодяга, отключающая оба ключа, и высоковольтный, и низковольтный. На схеме этого нет, не уверен, нужно ли, хотя на печатке все же предусмотрю, а там видно будет.)
Желающим прокомментировать в плане “Жесть!” и т.п. хочу напомнить, что данный советский шаговый двигатель имеет 6 обмоток и к нему, к сожалению, нет специализированных микрух, как, например, к биполярным шаговым двигателям.
зы. Движок форума картинки ужал до неразборчивости, залил сюда- zalil.ru/30849310
По ссылке не пускает фаервол COMODO,а здесь неразборчиво.
Но впечатлило.Надеюсь,овчинка выделки стоит.
Два года назад собирал привод с рез.форсировкй и управлением на ие7 и ре3(32*8)вместо дешифратора,за ним элементы 2И(155ЛИ1 для биполярников или 555ЛИ2 с О.К. для полевиков,чтобы притянуть выход через резистор к +12в).Общие входы 2И стробируются генератором,который запускается от АГ3 при простое более 2 сек.В пзу можно записать последовательность 1-2или 2-3(памяти хватает,можно оперативно менять последовательность,выбирая тумблером другой адрес,да еще два свободных выхода, с которых можно управлять,например током ограничения при простое,в зависимости от кол-ва включенных обмоток,если не используется стробирование).Но выходной каскад…УВЫ,работает плохо а кушает хорошо.Забросил надолго,теперь буду доделывать с импульсной форсировкой.
Как переделать программу МК,чтобы частотой заполнить выходы при простое,не знаю,можно стробировать через буферные 2И(3 корпуса мс и обвязка),но на готовой плате маловато места для такой этажерки.Однако снижение тока обмоток в паузе необходимо,двигатель при простое перегревается.Думаю сделать так:если общий БП,то низкое напр. на каждыйпривод подать через дубовый диод(или два последовательно),ДЛ 40А,например.При работе его надо шунтировать открытым полевиком с малым R и лог. управлением(их полно на материнках),на паузе АГ3 закроет полевик,на диодах упадет 1-2 вольта,движок холодный,а диоды пусть в сторонке на радиаторе под вентилятором покуривают.Возможно,гасящий диод лучше поставить после кондеров фильтра,чтобы не терялось время на их дозарядку до 4-6 вольт после старта.
Можно использовать раздельное питание :три переделанных слабеньких комповых-этого добра сейчас,как грязи,-из самого паршивого можно выжать 4-6 вольт 10А и 50 вольт 2А.Тогда с АГ3 надо управлять слаботочным ключиком,который шунтирует резистор(доп.подстроечник) в цепи обратной связи с +5в на 1 ногу мс ШИМа(тл494),и напр.уменьшится до выбранного значения.Минимум потерь на нагрев.Но кондеры фильтра будут разряжены до этого напряжения перед включением рабочего режима,Х.З. насколько это важно.Хотя в МАЧЕ разгон плавный,должно прокатить.
Думаю,что правильно установленная защита в бп спасет и его самого и привод от неприятностей и лишнего геморроя с ограничением тока в приводе.
Пока никак не удается выжать из китайца 30А,но очень хочется.Полных схем нет,один уже спалил,переиграв с защитами,в крайнем случае перейду на раздельное питание.
Павел!Если можно,выложите архив со схемой сюда или мне на почту.Очень любопытно.
Удачи!
По ссылке не пускает фаервол COMODO,а здесь неразборчиво.
странно, там в архиве два рисунка и плата
Павел!Если можно,выложите архив со схемой сюда
архив ниже
При работе его надо шунтировать открытым полевиком с малым R и лог. управлением(их полно на материнках),на паузе АГ3 закроет полевик,на диодах упадет 1-2 вольта,движок холодный,а диоды пусть в сторонке на радиаторе под вентилятором покуривают
можно и так
Возможно,гасящий диод лучше поставить после кондеров фильтра,чтобы не терялось время на их дозарядку до 4-6 вольт после старта.
обязательно
Можно использовать раздельное питание :три переделанных слабеньких комповых-этого добра сейчас,как грязи,-из самого паршивого можно выжать 4-6 вольт 10А и 50 вольт 2А.
я все же решил бп делать на трансформаторе.
При работе его надо шунтировать открытым полевиком с малым R и лог. управлением(их полно на материнках)
С материнок скорее не подойдут, у них вроде допустимое напряжение сток-исток небольшое, в схеме с форсировкой могут оказаться под напряжением форсировки, гавкнут мгновенно.
Малость офтоп- привод made in СССР к этому двигателю 😃, вариант с форсировкой, импульс фиксированной длительности. Тот же принцип, что и в варианте DAVA. Напряжение форсировки, кстати, 120 вольт.
www.chipmaker.ru/files/file/1080/
Кстати, такое напряжение наиболее предпочтительно, выбросы противоэдс довольно большие, около 150 вольт, чем ближе питание к этому значению, тем лучше будет работать рекуперация, меньше греться двигатель.