Два вопроса по теории регуляторов для безколлекторных моторов
Доброе время суток.
Знаю кто ответил бы, да давненько его невидать…
И так:
- Лучше синусоидальная фаза (фазы) или меандр?
- Что за “активный накат” пропагандируют последние разработки некоторых производителей. Про диод в Мосфет’е знаю, а вот про сабжект - одна неудобоваримая мура в Сети.
Спасибо всем, кто ответит,
Женя
- Лучше синусоидальная фаза (фазы) или меандр?
ИМХО
Синусоида
Не совсем правильно спросил, … и получил не совсем правильный ответ:
Обычно - трапеция на 6 циклов/ступеней. Но в последнее вермя часто пишут про синус. Есть ли реальный выигрышь?
Чем ближе к синусоиде тем лучше - меньше гармоник - меньше вредных эффектов от воздействия гармоник - больше КПД. Стоит ли оно того не знаю надо считать деньги и эффективность.
Про гармоники - логично. КПД по току будет выше. Правда, back-EMF гасит КПД по-своему, но в любом случае это верное замечание.Тогда воьзьму микрушку от Аллегро, она дает синус.
Вот бы еше с этим накатом разобраться, прежде чем схему лепить.
У ‘них’ он называется “active freewheeling”. Но на английском не нахожу. А переводы гугля ужасны, когда тема хоть сколько-нибудь специальна.
А есть расшифровка того, что они называют “active freewheeling”, хотяб на английском или просто упоминается как фича и все? А то, что по русски, что по английски - два противоположных по значению слова. С одной стороны пассивное действие, но с прилагательным “активный”. Есть конечно выражение “активный отдых” но в данном случае подразумевается смена деятельности с мыслительной на физическую.
Freewheeling - накат. То есть имеется ввиду тот самый режим безколлекторного двигателя, когда обратная ЭДС, наводимая магнитами в обмотках двигателя, еще не тормозит его, позволяя тому держать или наращивать обороты. А вот что такое “активный накат” - никак в толк не возьму.
Единственное, недопрофессионально объясненное, нашел на немецком, а пару дней назад появилось на английском:
andreasbaier.de/…/81-was-ist-eigentlich-aktiver-fr…
Но не могу сказать, что мой мозг это понял 😃
А ну там написано, что мосфет коммутирует ток только одного направления и поэтому фазный ток в выключенных мосфетах, который для них является “freewheeling” (накатным) протекает через их диоды. Но так как на диоде достаточно много теряется то в момент прохождения тока по диоду они открывают мосфет чтоб ток тек через него, а не через диод(при этом упоминается H мост).
Вообще то я досконально не разбирался как происходит коммутация транзисторов в бесколлекторном регуляторе, но ума не приложу чтобы в H схеме ток тек в обратном направлении через транзистор.
А все понял. Когда один из двух активных мосфетов в Н мосте закрывается, то под действием ЭДС наводимой вращающимся двиттелем ток замыкается через диод одного из мосфетов неактивной пары ключей.
Но дело в том, что ток этот тормозит вращение двигателя, и если выкинуть диод то на закрытом транзисторе будет перенапряжение из-за наличия индуктивности в цепи с резким выключением тока. Собственно этот ток и есть следствие механизма защиты транзистора от перенапряжения, хотя для режима работы двигателя он является тормозящим.
Прочитав первую половину, подумал что я понал больше. Прочитав вторую, проникся благодарностью, особенно за согласование частей речи - вот теперь я почти понял что имел ввиду немец, говоря по-английски.
Осталось понять почему и как активный накат можно переключать (программно!).
Я бы вот хотел понять зачем это вообще надо, ведь если открыть тот транзистор через диод которого течет ток, то получится эффективный тормоз двигателя.
По поводу предыдущего сообщения. Писал ночью и немного сморозил. ЭДС вращающегося двигателя во первых немного меньше приложенного напряжения а во вторых направлена в противоположную сторону приложенного напряжения и под действием этой ЭДС не может течь ток через диод одного из транзисторов, т.к в торой транзистор через который может течь этот ток закрыт и для него ЭДС двигателя приложена в прямом направлении. А тот ток который может течь, является следствием размыкания индуктивной цепи.
Вот. И ты, Брут, понял теперь, что там не все логично. И, к тому же, нет никакой возможности управлять внутренним (!) диодом мосфетов полумоста.
Но я-таки докопаюсь.
если открыть тот транзистор через диод которого течет ток, то получится эффективный тормоз двигателя.
И сам диод не слабо бы притормаживал в этом случае тк по сути через него происходит закорачивание обмотки, другое дело что обмотка в это время находится в не самом подходящем положении относительно магнитов ротора для эффектного торможения… но некоторая потеря мощности на этом диоде все равно есть… но поче му бы не направить эту энергию куда нибудь в другое место? например на вход питания регулятора, кабы не обратная полярность…
А тот ток который может течь, является следствием размыкания индуктивной цепи.
Это и есть основная проблема - бросок напряжения возникающий при разрыве цепи с индуктивностью. В двигателях токи через обмотку большие, поэтому в индуктивности накапливается энергия которой при резком разрыве цепи деться некуда… полное сопротивление цепи при закрытии ключа вдруг становится очень большим - почти бесконечность поэтому появляется обратное относительно питания напряжение U=I*R значение которого стремится “в космос” это напряжение в первую очередь опасно для ключей.
Итак, активный накат (“active freewheeling”), по утверждению Андреаса, есть программное открывание нерабочего в данный момент времени мосфета с целью снятия напряжения с его обратно-включенного диода. Если сей мосфет нерабочего плеча не открыть, то наводимая мотором ЭДС самоиндукции даст падение напряжения на диоде, что при больших токах приведет к рассеянию (и потерям) мощности на корпусе этого, нерабочего мосфета.
Эмпирическо-школьный рассчет, приведенный Андреасом, берет за падение на диоде величины в 0,6-1,0 Вольта, что дает при 10А рассеиваемую мощность порядка 10Ватт (а на моем коптере, соотвественно до 21 Ватта на плечо или 168 Ватт на аппарат). В тоже время, открыв нерабочий мосфет, падение становится равным минимуму, т.к. сопротивление открытого канала ок. 0,003 Ома. Тогда рассеивается мощность порядка 0,3 Ватта на плечо или 2,4 Ватта на октокоптер.
Мой вопрос теперь в том, - а как? Если я открываю нерабочее плечо, то каким образом мотор сохранит тягу на “правильно” открытом плече и как он “отличит” какое из плеч открыто как “толкающее”, а какое - как “позволяющее” “стекать” контр-ЭДС? Простой сдвиг фаз сигналов управления? Синусоидальность открытия, которая гасит (делает плавным) разрыв цепи управляемой обмотки? Если да, то как сдвигать фазу - ведь мы работаем на опережение, да еще и само опережение либо фиксировано в диапазоне 0-30 градусов (стандарт), либо на загнанно аж на 90 градусов от момента прохождения ноля тока через “свободную” обмотку…
Спасибо за помощь.
Женя
Если я открываю нерабочее плечо, то каким образом мотор сохранит тягу на “правильно” открытом плече и как он “отличит” какое из плеч открыто как “толкающее”, а какое - как “позволяющее” “стекать” контр-ЭДС?
поэтому и хороша “синусоида” с планым закрыванием ключа все происходит в течении одной фазы, времени достаточно для того чтобы растянуть время переходных процессов и обеспечить плавный сброс тока… кроме того все это время фазная обмотка обмотка двигателя все еще работает с пользой не смотря на малую эффективность.
полное сопротивление цепи при закрытии ключа вдруг становится очень большим - почти бесконечность поэтому появляется обратное относительно питания напряжение U=I*R значение которого стремится “в космос”
При размыкании индуктивной нагрузки возникающая ЭДС стремится поддержать протекание тока, т.е направлена она не обратно, а также как питающее напряжение.
другое дело что обмотка в это время находится в не самом подходящем положении относительно магнитов ротора
Ну торможение это дело не мгновенное и даже если проводник обмотки в данный момент имеет вектор скорости параллельный магнитному полю, то все равно за время паузы он будет иметь перпендикулярную к магнитному потоку составляющую и будет тормозиться.
Мне кажется это все просто придуманная “фича” с якобы обоснованной эфективностью (как задача про блондинку и 10 рублей).
Вообще если брать H мост с одним открытым ключем, то для дополнительного “помогания” имеем всего 3 варианта что открыть. В одном варианте это просто КЗ источника питания, во втором - тормоз, в третьем - нормальная работа двигателя.
Да и по-мне теже 3 варианта.
Но публика, летающая на Hercules II (andreasbaier.de/index.php/en/herkules-2), утверждает, что нагрев действительно меньше.
Хотя приятель пожег их как семки, понадеявшись на мощь.
Вот и выясняю обоснованность заморачивания. Нашел книженцию толковейшую, читаю:
books.google.co.il/books?id=ywiBVSnYm6IC&pg=PA185&…
Ух и ах.
При размыкании индуктивной нагрузки возникающая ЭДС стремится поддержать протекание тока, т.е направлена она не обратно, а также как питающее напряжение.
направление тоже, согласен. я немного “смешал” 2 темы… обратное направление у эдс индуцированной возбужденной в обмоткахъ магнитным полем… ))