Секреты Б.К. и Коллекторных моторов
Я так понял, автор занимается проектированием сего девайса? Предлагаю алгоритм…
Управляя коммутацией фаз, ограничивать обороты в соответствии с сигналом управления… При этом стремиться понижать потребляемый ток, измеряемый устройством, подстраивая тайминги… Где - то так, хотя не удивлюсь, если именно так уже делается…
😃 Sorry!
Я разбирал датчиковые мотры Астро-флайта и Граупнера - датчики на оптронах, размагничивание им по барабану.
На старых Авеоксах 1404 были датчики холла…
Судя по отклику, тема имеет интерес.
Про инородные твердые предметы…
Да бы закончить полемику о датчиках, скажу, что есть и другие способы определения положения. Но ни в этом суть, главное знать и понимать устройство системы. А вывести из строя можно все-что угодно, включая опто-пары. Надежность системы падает с увеличением компонетов, состовляющих систему.
Что касается установки для разработки регулятора, то вот каков сценарий:
- изготовление стенда для обкатки мотора, мощностью до 1 кВт (85% выполнено)
- изготовление электрической измерительной аппаратуры
планирую измерять ток по-фазно и общий, фазную индуктивность,
по-фазную вольт-амперную характеристику - изготовление силовой электрики для управления мотором
- написание программного обеспечения для всего этого 😃
- в конце выявление оптимального сценария для регулятора
В результате должна получиться установка для тестирования и проверки практически любого алгоритма работы и любого мотора. А далее возможна разработка для прошивки чипсета.
В настоящее время стенд представляет собой:
- основу для установки тестируемого мотора
- нагрузочный мотор с регулятором
- электро-сцепление и тормоз
- опто-пару с энкодэром для измерения оборотов
Измерительная аппаратура будет основана на продуктах National Instruments с использованием LabVIEW интерфэйса.
Силовая часть будет выполнена на драйверах для полевиков и IRF1404 полевиках.
Также есть планы по тестированию регуляторов известных производителей, и выяснение их ноу-хау или ни-хау 😃
Принимаю всевозможные советы и рекомендации.
Артур
Я так понял, автор занимается проектированием сего девайса? Предлагаю алгоритм…
Управляя коммутацией фаз, ограничивать обороты в соответствии с сигналом управления… При этом стремиться понижать потребляемый ток, измеряемый устройством, подстраивая тайминги… Где - то так, хотя не удивлюсь, если именно так уже делается…
😃 Sorry!
Хотелось бы посмотреть, что с этими параметрами происходит во время вращения. А там любой подход можем прокрутить.
Артур
Измерительная аппаратура будет основана на продуктах National Instruments с использованием LabVIEW интерфэйса.
Также есть планы по тестированию регуляторов известных производителей, и выяснение их ноу-хау или ни-хау 😃
Солидно!
Шульце тоже со стендом работает. Но у него еще и мощный багаж знаний по электротехнике. Он раньше занимался проектированием промышленных систем электропривода. Хорошая теоретическая база.
По тестированию: было бы интересно сравнить классические бесколлекторники с аутранерами по удельной мощности и удельному моменту. В т.ч., когда обычный бесколлекторник с редуктором. Как в мини- так и в большом классе.
На эту тему много споров, а тестовые сравнения были бы многим интересны.
Удачи!
- изготовление силовой электрики для управления мотором
- написание программного обеспечения для всего этого 😃
- в конце выявление оптимального сценария для регулятора
А можно, наверное, вместо регулятора поставить и компьютер? Несколько килогерц он запросто даст, останется только драйвера повесить. С выходом по ТТЛ/LPT. В него же, разумеется, и сигналы датчиков/усилителей “бесдатчиковых” - с компом, вроде, попроще работать чем с МикроПроцессором и перепрограммированием… ☕
А можно, наверное, вместо регулятора поставить и компьютер? Несколько килогерц он запросто даст, останется только драйвера повесить. С выходом по ТТЛ/LPT. В него же, разумеется, и сигналы датчиков/усилителей “бесдатчиковых” - с компом, вроде, попроще работать чем с МикроПроцессором и перепрограммированием… ☕
На первом этапе будет использоваться компьютер, внимательнее читайте. В окончательном варианте будет не регулятор, а стенд для настройки и проверки мотор-регулятор системы перед прошивкой.
Использовать компьютерные порты напрямую очень плохо. Получить несколько кГц с него просто, а вот в режиме реального времени невозможно (таким образом прощай синхронизация). Для измерения таких параметров как Индуктивность, пиковый ток, нагрузку, ЭДС самоиндукции и т.д. необходимо измерять в несколько раз быстрее чем коммутиромая частота. Для примера 3 фазы с 2-50кГц должны измеряться 3*8*50=1.2МГц. Таким образов для успешного измерения 3 фаз с коммутацией от 2-50кГц необходимо иметь измерительную аппаратуру способную измерять с частотой вплоть до 1.2МГц.
Добавим к этому необходимо иметь хотя бы 12-бит АЦП. Как видно с компьтерными портами никакой удачи 😃 Хотя кое-какие функции он может выполнять 😃
Это более исследовательский стенд ( ОвэрКилл 😃 ) и многое в нем задумано более для сверки теории, многие возможности будут просто недоступны (да и не нужны) в окончательном регуляторе. В то время как информация послужит хорошим основанием для выявления причин не работоспособности или малой эффективности… имеющихся алгоритмов и создания новых.
Артур
После прогонки нескольких б.к. моторов думаю необходимо добавить мониторинг температуры мотора. Греется намного больше чем коллекторник на холостых и средних нагрузках.
Странно вроде…, но с другой стороны всё хорошо в сравнении ведь коллекторник имеет встроенный вентилятор по исполнению … 😃
Артур
Групповое использование б.к. и коллекторных моторов.
Параллельное соединение используют когда необходимо использовать мощность обоих моторов на 100%. Мощность на валу равна сумме мощностей двух моторов минус потери. Моторы могут быть задействованы на разные приводы.
Недостатки:
- низкий КПД на малых и средних нагрузках (где одиночный мотор на полной мощности будет эффективнее).
- уровень помех для приемника увеличивается
- дополнительная проводка
Преимущества
- При жестком соединении через шестерни, можно добиться удвоения полюсов, что в свою очередь повысит КПД, улучшить стартовые характеристики, обеспечит более плавную работу на малых оборотах. (Детально могу поделиться позже если не совсем понятен механизм и как его получить, справедливо только бля коллекторников и датчиковых б.к. хотя эффект на б.к. менее заметен)
- В некоторых случаях меньший вес
- меньше
Последовательное соединение используют когда мотор в дополнение к своей основной функции выполняет функцию дифференцирования. В таком случае мощность на валу не превышает мощность единичного мотора. Моторы могут быть задействованы на разные приводы.
Недостатки
- повышеное суммарное вн. сопротивление и связанные потери
- зависание щетки (отказ датчиков б.к. мотора) одного мотора выводит из игры другой мотор
- не приемлемо пока для бездатчиковых моторов
Преимущества
- заменение мех. диф. электро-магнитным
- возможность исполнения блокируемого дифа
- возможность исполнения ABS и тракшин контроль…
Применение первого и второго типа думаю очевидно.
Продолжение следует
Артур
Продолжение про групповое использование.
О регуляторах.
Если используется один регулятор, то он должен быть по мощности адекватен мощности моторов. Если используется регулятор на каждый мотор, то вопросу синхронизации и проводке нужно уделить особое внимание.
О возможных комбинациях и исключениях.
С коллекторниками все просто и понятно.
С б.к. моторами дела обстоят очень интересно. Полярные мнения сыпятся со всех сторон. Я попытаюсь примерить обе стороны, путем объяснения почему нельзя и почему работает если нельзя и почему не рекомендуют.
Сенсорные Б.К. моторы
Параллельное соединение возможно при жестком соединении валов, с синхронизацией сигналов с датчиков, и использовании датчиков с одного мотора. Можно использовать второй мотор без сенсорный, но синхронизацию будет произвести сложнее.
Последовательное соединение теряет смысл при жестком соединении валов.
За исключением случаев когда необходимо использовать низковольтовые моторы…
Безсенсорные Б.К. моторы
Параллельное соединение возможно при жестком соединении валов, с синхронизацией. Либо без жесткого соединения, но в таком случае один из моторов будет всегда ведущим, а второй ведомым. И при не равномерной нагрузке возможен сбой регулятора, т.к. на обратной связи регулятора будет присутствовать информация о положении с двух моторов, а возможностей у регулятора определить кто-есть-кто нет.
Последовательное соединение теряет смысл при жестком соединении валов.
За исключением случаев когда необходимо использовать низковольтовые моторы… А без жесткого соединения сложно даже представить, что будет на обратке регулятора.
Продолжение следует…
Артур
Продолжение про групповое использование
При использовании Б.К. моторов последовательно либо параллельно нужно четко представлять в какой конфигурации соединены фазы мотора звездой или треугольником.
Миксеровать звезды и треугольники нельзя. Думаю будет видно из фотки. Хотя можно и попробовать 😃
Из фотки видно, что и как.
Слева звезда справа треугольник. (Отредактировано спутал право и лево)
В первом случае требуется доступ к центральному соединению. (звезда)
Во втором случае требуется доступ ко всем концам обмоток. (звезда)
В третьем случае всё просто. (треугольник)
В четвертом случае требуется доступ ко всем концам обмоток. (треугольник)
Надо иметь ввиду, что первый вариант будет работать без соединения центрального соединения, но говорить о его характеристиках будет трудновато.
Последовательное соединение рассматриваю, только с точки зрения теоретической возможности, живьём пока в б.к. исполнении не встречал.
Артур
Хотелось бы уделить внимание силовой проводке.
Всем известно и понятно про длину проводов и их сечение включая качество разъёмов. Если нет на форуме достаточно статей и тем проливающих свет в данном направлении.
Несколько дополнительных рекомендаций в этом направлении. Основной причиной не надежной работы регулятора под нагрузкой, является “шум” на основной шине питания. Этот шум является продуктом 3 фазной коммутации, сопротивления и индуктивности проводов, внутреннего сопротивления источников питания, сопротивления разъёмов и т.д. Со временем сопротивление разъёмов увеличивается (окисление, ослабление пружин, износ), вн. сопротивление источников питания возрастает (старение, а также разряд, что очень важно помнить), провода тоже изменяют свои характеристики (хотя можно пренебречь для начала). Что негативно сказывается на уровне шумом на шине питания. Как этого избегать и как с этим бороться?
С проводами и разъёмами понятно.
(В некоторых случаях устанавливают индуктивно-конденсаторные мосты, которые настроенны на характерную нагрузку и сглаживают индуктивную составляющую проводов)
С вн. сопротивлением источника питания ничего не получится, разряд есть разряд. На практике это компенсируют установкой конденсаторов с очень низким ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) для компенсации локального, кратковременного провала. Хочу заострить внимание низким ESR, не большей емкостью, а ESR. Так уж сложилось, что конденсаторы с большой емкостью, обладают более низким ESR, но электролиты для этих целей мало пригодны по причине размеры, высыхания, плохой стойкости к вибрациям и не расчитанным на большие токи. При выборе конденсаторов необходимо подобрать по значениям ESR близким к вн. сопротивлению регулятора. (Имейте ввиду вн.сопротивление аккумуляторов маркируется из расчета одной банки если ставите последовательно или параллельно значение будет разное.) Эти конденсаторы не дешевы, но и наше с вами хобби не из простых 😃 Главное, что их характеристики не плывут со временем (так быстро) как характеристики источников питания. Ко времени устаревания кондеров - появятся новые регуляторы 😃
Установка таких конденсаторов значительно уменьшает высоковольтные броски на шине питания, вызванные индуктивной состовляющей проводов, а совместно с дросселями (на необходимый ток) позволяют практически избавиться от последних. Комбинацией кондеров и дросселей можно добиться компромисного варианта, когда будет просто невозможно подобрать компоненты нужного номинала, но снижение в 2-3 раза даст не плохой результат.
Артур
P.S. Про супер кондеры для аудио целей в курсе, и про их коллосальные токовые характеристики информирован. Но и их масса и габариты тоже не плохи, если же конечно не строить копию пожаной автоцистерны 😃
А помогают здорово однако, в смысле продления жизни батареи и поглащения просадок, да и ресурс дай бог.
Поздравляю Всех С Новым Годом!!!
Успехов и удачи в новом 2005 году.
Быстрых моторов, крепких бамперов, мягких посадок, умных предохранителей, вечных батареек и сухой воды.
Артур
Поздравляю Всех С Новым Годом!!!
Успехов и удачи в новом 2005 году.
Быстрых моторов, крепких бамперов, мягких посадок, умных предохранителей, вечных батареек и сухой воды.Артур
На счёт сухой воды - стоит подумать по технологии… 😃
Заокеанских Тоже и с наступающим Н.Г.! (вроде часа три - четыре осталось) 😃
Всех с прошедшими праздниками.
Имею на руках новую Б.К. систему от Novak (Novak Brushless HV4400) если у кого есть вопросы, готов ответить.
Будем пробовать, смотриться не плохо, особенно с большим теплоотводом. Разве, что тяжеловата она кажется на первый взгляд. Да и в инструкции черным по белому - метал CVD, метал шестерни (idler), Робинсон 70 спур…
Видно во время испытаний поломали не мало дров 😃
Артур
Добавлено
Ранее указывал, но думаю повтор не повредит.
Вот хороший сайт с информацией по моторам
Артур
Имею на руках новую Б.К. систему от Novak (Novak Brushless HV4400) если у кого есть вопросы, готов ответить.
Дак конечно интересно - кривая момент-обороты и ток-момент 😃
Дак конечно интересно - кривая момент-обороты и ток-момент 😃
Обязательно опубликую по получению последней, в данный момент динамометрическая установка в процессе постройки.
Артур
По поводу АЦП - АЦП в корпусе под планарный монтаж прекрасно выжимает до 100 МГц(правда отдает данные в параллель). В свое время проектировал АЦП под компутерный осциллограф…На эту микруху налетал. Вендор то-ли Phillips, то-ли TI. Микруха предназначалась для работы с видео. По функциям - почти DSP.
ИМХО 12 разрядов - жирно. Хотя вопрос в диапазоне измеряемого вольтажа. Если диапазон здоровый и точность большая не нужна,то 8 бит может и хватить.
По поводу контроллеров. Хочешь быстрый и с геморроем при проектировке - ПЛИС+VHDL в зубы и вперед 😃
Хочешь дешево и сердито - пички, атмелы, филипсы и иже с ними.
По поводу сопряжения…Если так уж надо сопрячь с компом, то можно взять готовый контроллер под PCI и с ним плясать…Я правда только под ISA контроллер делал 😃
BTW ESR это что ? Акивное сопроивление ? Или пассивное, обусловленное сопротивлением диэлектика ?
BTW ESR это что ? Акивное сопроивление ? Или пассивное, обусловленное сопротивлением диэлектика ?
Эффективное/Эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора.
ESR есть сумма переменного фазного сопротивления конденсатора. Оно включает сопротивление диэлектрического материала пластин, электролита и самих выводов конденсатора на определенной частоте (обычно 1, 10, 100кГц). ESR в цепи работает как сопротивление и поэтому вносит свою лепту в функциональность системы.
Артур
AFAIK проводимость диэлектрика в эквивалентной схеме параллельна основной емкости. Впрочем, на конкретной частоте ее, конечно, можно пробразовать в последовательное сопротивление.
AFAIK проводимость диэлектрика в эквивалентной схеме параллельна основной емкости. Впрочем, на конкретной частоте ее, конечно, можно пробразовать в последовательное сопротивление.
Это относится к активной соотавляющей сопротивления и его значение будет во много раз меньше. И для расчета ESR можно пренебречь. Поэтому значения ESR привязаны к частоте.
Другими словами эквивалентная схема конденсатора со всеми составляющими будет похожа на паутину с параллельным и последовательным соединением.
Артур