Конденцаторы
Я так и не понял 😃 как же стоит использовать емкостные кондеры: на питание перед регулятором или при прямоходном регуляторе перед двигателем
Установите конденсатор на батарею аккумуляторов и поделитесь своими впечатлениями. Должна измениться резвость на перегазовках.
Артур
P.S. Между тем, я пытаюсь найти информацию о кондерах на щетках и чем это грозит…
Установите конденсатор на батарею аккумуляторов и поделитесь своими впечатлениями. Должна измениться резвость на перегазовках.
Артур
P.S. Между тем, я пытаюсь найти информацию о кондерах на щетках и чем это грозит…
Сегодня этим займусь. Я думаю общая емкость 44000 мкф будет вполне достаточна (на тыке в двигатель проводами хватает крутянуть на холостых секунду, а под нагрузкой дернуть с места машину 😃 )
P.S. Между тем, я пытаюсь найти информацию о кондерах на щетках и чем это грозит…
Вероятно, такое можно сделать с конденсатором даже довольно большой ёмкости, если от регулятора к двигателю добавить дроссель? ❓
Поскольку кроме Vovica ни у кого больше нет вопросов, я буду считать вопрос исчерпанным.
Артур
P.S. Если есть - задавайте. Давайте обсудим. Может даже новую тему создадим. Потому что страшно становиться после некоторых утверждений на этом форуме ни только по колекторным регуляторам, но и по бесколлекторным.
И не надо народ отпугивать от создания-разработки регуляторов без микропроцессоров. Бесколлекторники применялись ещё до транзисторной эпохи… и то, что одному кажется сложно для другого самое оно. В нашей стране очень много талантливых людей, но и пней хватает причем последние обычно у штурвала 😃
Зря вот так, ей Богу зря!
Пришел месяц назад - и начал раздавать всем сестрам по серьгам.
А между тем вопрос по конденсаторам год и два года назад уже бурно обсуждался. И не только на этом форуме. И с эмоциями, и с экспериментами и спаленными регуляторами. Были здесь оооочень амбициозные автомодельщики, признавшие после простых расчетов, что на динамику старта конденсатор не повлияет.
Вообще, прежде чем заявлять что-либо, полезно почитать, а что уже было на эту тему. Даже будучи очень талантливым, полезно посматривать, что было раньше, хотя бы для того, чтобы не написать еще раз Лунную сонату. 😃
Кстати, я бесколлекторными моторами и их контроллерами занялся в 1974 году. Какие ж тогда были микропроцессоры? 😁
Зря вот так, ей Богу зря!
Пришел месяц назад - и начал раздавать всем сестрам по серьгам.
А между тем вопрос по конденсаторам год и два года назад уже бурно обсуждался. И не только на этом форуме. И с эмоциями, и с экспериментами и спаленными регуляторами. Были здесь оооочень амбициозные автомодельщики, признавшие после простых расчетов, что на динамику старта конденсатор не повлияет.
Вообще, прежде чем заявлять что-либо, полезно почитать, а что уже было на эту тему. Даже будучи очень талантливым, полезно посматривать, что было раньше, хотя бы для того, чтобы не написать еще раз Лунную сонату. 😃Кстати, я бесколлекторными моторами и их контроллерами занялся в 1974 году. Какие ж тогда были микропроцессоры? 😁
Я из тех, что сначала изучают то что было сделано раньше или что пытались сделать. Изучаю проблемы с которыми народ сталкивался и пытаюсь сопоставить с тем что в наличии сегодня…
Сорри за серги…
А вам с таким опытом будет очень просто скинуть пару-тройку соображений почему плохо и кому именно будет плохо. Фразы регулятор сгорит не нужно - укажите какой компонент будет гореть.
Про кондеры у вас не много устаревшая информация. А динамику можно увеличить, но иметь надо ввиду, что это только случиться если внутреннее сопротивление (ESR) последнего будет ниже либо равным вн. сопр. батареи.
В противном случае вы только продлеваете срок службы батареи.
Будет очень приятно с вами поговорить конструктивно.
Артур
P.S.
Кстати приобрел недавно регулятор TSC-420-G2 от www.teamtekin.com в его инструкции указан кондер на 2.2uF дополнительно к двум по 0.1uF. Правда ни слова за чем.
Зря вот так, ей Богу зря!
Пришел месяц назад - и начал раздавать всем сестрам по серьгам.
А между тем вопрос по конденсаторам год и два года назад уже бурно обсуждался. И не только на этом форуме. И с эмоциями, и с экспериментами и спаленными регуляторами. Были здесь оооочень амбициозные автомодельщики, признавшие после простых расчетов, что на динамику старта конденсатор не повлияет.
Вообще, прежде чем заявлять что-либо, полезно почитать, а что уже было на эту тему. Даже будучи очень талантливым, полезно посматривать, что было раньше, хотя бы для того, чтобы не написать еще раз Лунную сонату. 😃Кстати, я бесколлекторными моторами и их контроллерами занялся в 1974 году. Какие ж тогда были микропроцессоры? 😁
Ок, Автор статьи и VOVIC одно лицо - сорри моя ошибка.
Ну тогда продолжим.
Прочитав вашу статью у меня возникли некоторые вопросы:
Максимальный постоянный ток. Определяет, какой максимальный ток двигателя может выдерживать регулятор длительное время.
Параметр простой лишь на первый взгляд. На английском обозначается как Continuous Current. Путаница возникает в разном понимании термина Continuous. Для микроэлектроники это доли секунды. Т.е. это ток, который выдерживают силовые ключи и не срабатывает защита TOP (см. выше). Совсем не означает, что такой ток выдержат провода и печатные проводники в регуляторе. Поэтому, если в характеристиках регулятора написано Continuous Current - 400А, это совсем не значит, что регулятор выдержит такой ток в течение минуты. Реальный продолжительный ток в несколько раз меньше. Многие производители указывают время продолжительности максимального тока.
Печатка выдержит такой ток без проблем. Сегодня печатки делают многослойными с посеребрением слоев в сэндвиче, а также устанавливают дополнительные контактные рейки ни шины питания. В результате получается очень компактно и очень высокоточно. При пайке применяют припои высокой температуры с большим содержанием серебра и без свинца. Провода сечением 8-12 AWG отличаются низким вн. сопротивлением. При установке силовых регуляторов близко к моторной установке, падение напряжения будет минимальным.
Внутреннее сопротивление. Само собой, что схемы коммутации электроэнергии, применяемые в регуляторах, вносят определенные потери энергии, за счет внутреннего сопротивления ключей. Поэтому все регуляторы имеют такую характеристику, как внутреннее сопротивление. Хоть внутреннее сопротивление регулятора и невелико (0,0006 Ом у чемпионатных регуляторов), вносимые потери могут сыграть большую роль, когда дело дойдет до серьезных соревнований.
Кстати, у реверсивных регуляторов внутреннее сопротивление обычно больше, чем у аналогичных моделей без реверса. Это происходит из-за особенностей построения схем коммутации электродвигателя. Какой из этого можно сделать практический вывод? Да очень простой. Если вы собираетесь серьезно кататься на автомодели, и потом выступать в соревнованиях, вам лучше сразу учиться на регуляторе без реверса. Хотя поначалу без заднего хода ездить неудобно.
В б.к. без мостовой схемы управлять очень сложно, если ни возможно. Из вашего утверждения следует, что б.к. менее эффективны и не пригодны для гонок т.к. сопротивление будет велико по сравнению с форвард только колекторным мотором. При использовании идентичных N-Channel MOSFET во всех плечах моста можно добиться очень не плохой балансировки и вн. сопротивления. Что позволяет создать хороший колекторный регулятор с реверсом, что некоторые фирмы уже делают, продавая б.к. регуляторы, работающие с колекторными движками.
Частота импульсов регулятора. Оптимальная частота регулирования зависит от параметров используемого электродвигателя. Если частота много выше оптимальной, - растут потери на коммутацию ключей в регуляторе. Эти потери связаны с тем, что даже самый быстрый ключ не открывается и не закрывается мгновенно. В то время, когда он переходит из одного состояния в другое, на нем теряется энергия. Если же частота много ниже оптимальной, - растут индуктивные потери в моторе.
Если мы посмотрим на даташит по сегодняшним MOSFET то задержка включения (Turn-On Delay Time) в пределах десятком ns (это десятки MHz),
Время перехода (Rise Time) в пределах сотен-десяток ns (опять же MHz),
Задержка Выключения (Turn-Off Delay Time) в пределах десятков ns,
Время перехода (Fall Time) в пределах десятков ns.
Большинство регуляторов имеют частоту переключения в районе 1-10 kHz некоторые 100kHz, т.е. на порядок ниже чем MOSFET возможности. А уж как это сопостовляется с индуктивность мотора - я тут пас. Количество витков и мощность магнитного поля - для мотора всё это DC ток. Как характеристики мотора могут влиять на частоту переключения регулятора если по идеи для него должно быть всё DC. Хотя далее в статье вы говорите -
Поскольку вращающий момент ротора создает ток, а не напряжение на роторе, вам понятно, почему при импульсном питании двигателя двигатель не дрожит. Чтобы индуктивность могла запасать энергию и отдавать ее, ток через нее должен соответственно возрастать и убывать. Для уменьшения пульсаций тока индуктивность должна быть больше (больше суммарная запасенная энергия), а период импульсов меньше - меньше порции энергии, перекачиваемой туда - сюда. Так мы пришли к важнейшему принципу определения необходимой частоты работы регулятора хода. Она должна быть тем больше, чем меньше индуктивность обмоток ротора и больше мощность мотора.
Вот со схемой управления этих полевиков могут быть нюансы, но в основном все они решены на спец. чипах где реализована схема управления затворов полевиков. Для примера загляните на этот чип LM9061 и он ни единственный.
В продвинутых регуляторах хода бессенсорных двигателей есть возможность изменения сдвига фаз (Timing) трехфазного тока относительно положения ротора. Это связано с особенностью работы бессенсорных регуляторов, у которых режимы наибольшей мощности и наивысшего КПД не совпадают. В этом случае пользователь может выбрать то, что для его модели важнее.
Чуть-чуть потправил бы здесь…
Наибольшей мощности где?
КПД всегда будет страдать при максимальной мощности на валу. Посмотрите любые кривые электромотора. Со сдвигом фаз можно увеличить количество оборотов (мощность), а вот момент сдвинется в сторону высоких оборотов. Другими словами при старте ваш электромотор не будет иметь момента как при 0 сдвиге фаз. Преимущество б.к. регулятора в том, что сдвиг фаз может быть автоматическим(программируемым) в зависимости от оборотов. Что на простом коллекторном двигателе сделать не возможно.
Конденсаторы
Я жду ваш ответ
В выключенном режиме ключи регулятора хода не разряжают (практически) силовой аккумулятор. Хотя, хранить аккумулятор в подключенном состоянии не надо!
Разряжают, особенно с повышением окружающей температуры. Посмотрите на ток утечки для одиночного полевика (25-250 мкА), а затем посмотрите сколько их в спарке. За месяц что-то да и съедят с батареи. Согласен мало, но едят.
А что же с бесколлекторными двигателями? Для бесколлекторников с датчиками, безусловно, необходимо ставить на каждый двигатель по своему регулятору хода. Для бессенсорных возможно (при определенных условиях) к одному регулятору подключать два двигателя. Главное условие - это благоприятный запуск двигателей, который обеспечивается малым необходимым моментом при пуске двигателей. Многие производители регуляторов хода считают такой режим нештатным, и не дают гарантии на качественную работу их изделий с двумя бесколлекторниками одновременно. Тем не менее, практика показывает вполне успешное использование одного регулятора с двумя двигателями на модели самолета. Теоретически возможный сбой при пуске на практике автором ни разу не наблюдался.
Недопустимо использовать с одним регулятором хода два бесколлекторных двигателя, если их валы жестко связаны друг с другом. К примеру, при работе через шестеренчатый редуктор на общий гребной вал.
У вас такая хорошая статья, но тут вы маху дали.
Использовать 2 б.к. мотора с одним регулятором (только с датчиками) можно только при жестком соединении их валов! При соединении двух валов необходимо четко откалибровать положение валов либо со стробоскопом либо с осцилоскопом. Могу позже рассказать технологию. При использовании б.к. без жесткой связки у вас большие проблемы по таймингу и корректировке. Вам то с опытом работы с б.к. такие нюансы должны быть известны. Но хотелось бы знать как такое просочилось у вас…
Для электродвигателя без разницы, реактивный или активный балласт регулирует его мощность. Главное - он изменяет сопротивление источника питания двигателя.
Это смотря с какой стороны смотреть!
Можно запросто кого-нибудь завести в заблуждение. Регулятор изменяет эквивалентное напряжение подводимое к нагрузке (двигателю). Обороты мотора зависят от напряжения, прикладываемого к щеткам последнего (либо к фазам б.к.)
Так-что давайте обсудим. Я готов поделиться идеями и рад буду выслушать совет опытного инженера.
Артур
Почитал все ваши посты-статейки и несколько замечаний, не претендующих на углубление дискуссии, просто для уточнения.
Извиняюсь, за неполное цитирование - это чтобы не раздувать ответ, только обозначить момент.
Печатка выдержит такой ток без проблем. Сегодня печатки делают многослойными с посеребрением слоев в сэндвиче, а также устанавливают дополнительные контактные рейки ни шины питания. В результате получается очень компактно и очень высокоточно. При пайке применяют припои высокой температуры с большим содержанием серебра и без свинца.
— Фактически, всё дело в цене вопроса. Плата сделанная по такой технологии будет стоить в разы дороже чем обычная двухслойная и делать её для RC аппаратуры нецелесообразно - не окупиться, по крайней мере - я нигде такого не встречал. А для компьютерных приблуд и сотовых телефонов с многомиллионными тиражами - сколько угодно. Или для спец. изделий, где о цене речи нет. Так что вряд ли это актуально. Хотя в регуляторах силовые дорожки короткие и 80-100А кратковременно выдержат без проблем. В худшем случае, с хорошими транзисторами - сработают как плавкие предохранители, защитив силовые транзисторы (плохие транзисторы - сгорят).
В б.к. без мостовой схемы управлять очень сложно, если ни возможно. Из вашего утверждения следует, что б.к. менее эффективны и не пригодны для гонок т.к. сопротивление будет велико по сравнению с форвард только колекторным мотором. При использовании идентичных N-Channel MOSFET во всех плечах моста можно добиться очень не плохой балансировки и вн. сопротивления. Что позволяет создать хороший колекторный регулятор с реверсом, что некоторые фирмы уже делают, продавая б.к. регуляторы, работающие с колекторными движками.
— Мостовая схема для б.к. с датчиками - не обязательна. Соединение “звезда” с такими моторами применялось ещё сколько лет назад. Для неё всё справедливо, как для нереверсивного регулятора коллекторников (а вот возможность реверса появляется путём изменения порядка фаз), только ключей в три раза больше и добавляется лишний общий провод (если регулятор рядом с мотором - разницы никакой). Для бездатчиковых мостовая схема прижилась потому что так просто обеспечить съём сигнала с обмоток для переключения. В принципе, можно и тут придумать нужную схему - но она сложнее. Лично моё мнение - бездатчиковые б.к. хуже - их делают, потому что они немного проще (вот же большая проблема - приклеить датчики в нужное место или сделать поворотную крышку с изменением таймингов!), или проблемы с датчиками Холла не могут решить при больших полях в малом объёме - в общем - выход для ленивых, а для авиамоделей и так хорошо. Почему не применить оптические датчики на оптопарах? - Ну это проблемы производителей б.к. моторов.
Если мы посмотрим на даташит по сегодняшним MOSFET то задержка включения (Turn-On Delay Time) в пределах десятком ns (это десятки MHz),
Время перехода (Rise Time) в пределах сотен-десяток ns (опять же MHz),
Задержка Выключения (Turn-Off Delay Time) в пределах десятков ns,
Время перехода (Fall Time) в пределах десятков ns.
Большинство регуляторов имеют частоту переключения в районе 1-10 kHz некоторые 100kHz, т.е. на порядок ниже чем MOSFET возможности. А уж как это сопостовляется с индуктивность мотора - я тут пас. Количество витков и мощность магнитного поля - для мотора всё это DC ток. Как характеристики мотора могут влиять на частоту переключения регулятора если по идеи для него должно быть всё DC.
— Почти всё так, за исключением МАААЛЕНЬКОГО момента - затворной ёмкости полевиков. У лучших она доходит до десятков тысяч пикофарад - умножте на число ключей в параллель - получается очень большая ёмкость нагрузки для управляющей схемы. Именно зарядом-разрядом этой ёмкости от управляющей схемы и определяется в реальных регуляторах время переключения. Для этого нужно, чтобы управляющая схема отдавала амперы пикового тока для переключения полевиков. Специальные схемы так и устроены - только подавляющее их большинство предназначены для промышленной аппаратуры, работающей от 12В и более - и в них встроена защита, прекращающая работу схемы при питании ниже 10В. А регуляторы должны работать от 6-банок (для автомоделей, серийные разработки, специальный регулятор сделать можно) - поэтому т.н. “драйверы” ключей практически редко применяются или очень усложняют (увеличивают, удорожают) схему - поскольку нужен преобразователь напряжения. Часто применяется упрощённый драйвер на транзисторах - а у него проблемы с зарядом-разрядом затворной ёмкости. Большая частота нужна для маловитковых оборотистых и миниатюрных моторов, для стандартных автомодельных коллекторных 1-2кГц хватает. Но у б.к. применяются редкоземельные магниты и соотв. число витков в обмотках раза в 2 меньше, чем если бы там стояли ферритовые. Так что проблема индуктивности тут более актуальна. И частота должна быть соответственно выше.
У вас такая хорошая статья, но тут вы маху дали.
Использовать 2 б.к. мотора с одним регулятором (только с датчиками) можно только при жестком соединении их валов! При соединении двух валов необходимо четко откалибровать положение валов либо со стробоскопом либо с осцилоскопом. Могу позже рассказать технологию. При использовании б.к. без жесткой связки у вас большие проблемы по таймингу и корректировке. Вам то с опытом работы с б.к. такие нюансы должны быть известны. Но хотелось бы знать как такое просочилось у вас…
— Полностью согласен. Как раз при жёсткой фиксации валов, если роторы выставлены в одно и то же положение относительно статоров - мы имеем полный эквивалент того, как если бы они вообще были на одном валу - т.е. как бы увеличенный двигатель. И такая связка точно будет работать от одного регулятора. Кстати, зачем тут стробоскоп или осциллограф, чтобы так выставить в начальный момент - это можно механически огранизовать, только если мотор не полностью закрыт и ротора не видно. (Можно и разобрать на время, если возможно)
А при нежёсткой фиксации для бездатчиковых видимо имелась ввиду возможность автосинхронизации роторов в момент начального пуска - когда обратной связи в регуляторе ещё фактически нет и обмотки запитываются постоянной низкой частотой. Только тут возможны проблемы в квадрате относительно того, что и пуск бездатчиковых с проблемами. Для авиамоделей должно работать, на авто - вряд ли - момент пусковой нужен, вообще проблема со стартом возможна.
Комментарий по поводу continious current в регуляторах. Этот параметр даётся исходя из данных на полевики - т.е. это максимально допустимы длительный ток (действительно длительный!) с огромным радиатором (!!!), максимально эффективном. Так, для транзистораз в корпусах TO-220 (обычно применяемые для мощных полевиков пластиковые корпуса для монтажа в отверстия) максимальная рассеиваемая мощность - 68Вт в этом случае (у разных типов корпусов это варьируется). Исходя из внутреннего сопротивления полевика считается ток. Потом умножаем на число полевиков в регуляторе параллельно - вот и получаем этот “длительный” ток. Т.е. транзистор его выдержит без проблем, электронного пробоя не будет, это штатный рабочий ток, но на небольшое время. Реально транзисторы перегреются и сгорят, поскольку стоят либо без радиаторов, либо с маленькими. В реальности ток регулятора длительный (на самом деле) нужно считать по другому. Без радиатора или с небольшим радиатором (есть ли обдув?) допустимая рассеиваемая мощность для тех же корпусов TO-220 - 2,5-4Вт. Исходя из этого и считается реальный длительный ток. Для корпусов SO8 для поверхностного монтажа - допустимая мощность рассеивания - не более 2Вт (лучше считать - 1-1.5Вт, если указано более - требуется плошадка на печатной плате в несколько кв. сантиметров, работающая как радиатор - реально их не делают из экономии места) - так что ток считается тоже также.
В конце немного о конденсаторах. Лично я - за кондёр большой ёмкости параллельно батарее. Именно для улучшения работы батареи (увеличения “частотного диапазона”). Как ни странно, при не очень новых аккумуляторах на не скоростной трассе с поворотами примерно 10-15% дополнительно времени работы получил (кондёры - не бог весть какие - 6800-10000мкФ). При килогерцовых частотах переключения - электролитов достаточно, лучше - высокочастотных, типа как в материнских платах стоят. Если когда-то частоты уйдут до сотни килогерц - будем как в аудиотехнике, ещё и шунтировать плёночными и т.п. кондёрами - принцип здесь примерно такой же. А вот кондёр-электролит в нереверсиный регулятор на мотор - я не ставлю (искрогасящие керамические - обязательно), - потому что проблем с дальностью аппаратуры не было (это основная причина для такого кондёра), а излишняя ёмкость в нагрузке совсем не гуд для полевиков - при заряде пиковый ток - сотни ампер, так и сжечь можно (был прецедент - слишком большой кондёр попробовал поставить), а и без него всё работает хорошо. Только это всё - для коллекторников, б.к. на авто- я ещё не пробовал. Возможно, кондёры будут менее актуальны, даже “батарейный” - по крайней мере, его частотные свойства должны быть более востребованы, чем ёмкость.
Насчет емкости на затворе посмотрите мой ответ здесь rcopen.com/forum/f10/topic15124
Насчет платок - извените, но многослойка стоит на 5-10% больше за каждый слой в зависимости от сложности. И с SOIC корпусами очень удобна, управление можно спрятать внутрь платы. Платки в 4 слоя стоят практически одиноково с двухслойками. Серебрение и золочение тоже не так дорого, как вы заметили площадь покрытия мала.
— Мостовая схема для б.к. с датчиками - не обязательна. Соединение “звезда” с такими моторами применялось ещё сколько лет назад. Для неё всё справедливо, как для нереверсивного регулятора коллекторников (а вот возможность реверса появляется путём изменения порядка фаз), только ключей в три раза больше и добавляется лишний общий провод (если регулятор рядом с мотором - разницы никакой). Для бездатчиковых мостовая схема прижилась потому что так просто обеспечить съём сигнала с обмоток для переключения. В принципе, можно и тут придумать нужную схему - но она сложнее.
А порядок фаз вы меняете чем (в смысле если не мостовой? ) ?
Лично моё мнение - бездатчиковые б.к. хуже - их делают, потому что они немного проще (вот же большая проблема - приклеить датчики в нужное место или сделать поворотную крышку с изменением таймингов!), или проблемы с датчиками Холла не могут решить при больших полях в малом объёме - в общем - выход для ленивых, а для авиамоделей и так хорошо. Почему не применить оптические датчики на оптопарах? - Ну это проблемы производителей б.к. моторов.
У каждого б.к. (с датчиками или без) есть свои сферы применения с присущими преимуществами и недостатками.
Часто применяют цифровые датчики положения - энкодеры, а с ними можно все что угодно с синтезировать.
Большая частота нужна для маловитковых оборотистых и миниатюрных моторов, для стандартных автомодельных коллекторных 1-2кГц хватает. Но у б.к. применяются редкоземельные магниты и соотв. число витков в обмотках раза в 2 меньше, чем если бы там стояли ферритовые. Так что проблема индуктивности тут более актуальна. И частота должна быть соответственно выше.
Частоту переключения подбирают в зависимости от параметров полевика, что бы последний работал как можно меньше в аналоговом режиме (в режиме Rise Time и Fall Time) см. ранее по тексту, т.к. кривая зависимости вн. сопротивления не линейная и не прямая (в даташитах указывают только на определенное напряжение 5 или 10В). Соотношение подбирают из ходя из возможностей драйвера по току из-за емкости и из возможностей чипсета (32,64,128,256,512,1024+ …)
Комментарий по поводу continious current в регуляторах. Этот параметр даётся исходя из данных на полевики - т.е. это максимально допустимы длительный ток (действительно длительный!) с огромным радиатором (!!!), максимально эффективном.
100А*100А*0.006=60Вт для одного не очень крутого полевика…
А теперь прибавьте к нему 4 однотипных… 100А*100А*0.006/5= 12 Вт на пятерых при 100А совсем не большой радиатор…
А по кондерам отдельная история. 😃 Ребята посмотрите на ESR параметр. Это к кондерам на батарею.
А далее бороться с помехами надо не одним кондером а серией на различные емкостя, т.к. каждый имеет свою резонансную частотку. Эффективность пары-тройки будет намного выше чем одного.
Артур
[
Насчет емкости на затворе посмотрите мой ответ здесь rcopen.com/forum/f10/topic15124
Собственно, именно это я и прочёл в той ссылке - нужна спец. микруха или драйвер на дискретных - усложнение, удорожание, трудности с работой от 6-банок (это нужно для серийного продукта, со штучным всё понятно - сделать можно специально для 12-банок или сколько там …). А главная проблема - нужно сначала найти микросхему в продаже, а потом проектировать - вам в Штатах трудно к такому привыкнуть, а у нас - норма. Не будешь же заказывать ради даже десятков изделий по тысяче микрух, со временем доставки - 6-8 недель, а остатки никуда потом не денешь. И сколько тогда сами изделия будут стоить? - Проще купить готовое и даже круто переплатить. Заказ в розничных фирмах радиодеталей из-за бугра по почте - тоже золотое изделие получается. Поэтому выбираем из имеющегося ширпотреба.
Насчет платок - извените, но многослойка стоит на 5-10% больше за каждый слой в зависимости от сложности. И с SOIC корпусами очень удобна, управление можно спрятать внутрь платы. Платки в 4 слоя стоят практически одиноково с двухслойками. Серебрение и золочение тоже не так дорого, как вы заметили площадь покрытия мала.
— Тут важна ещё стоимость подготовки производства (подготовка макета, фотошаблоны и пр.), которая при малых тиражах (характерно для RC - маленькая плата, тиражи не миллионные), которая сравнима или больше стоимости самих плат. Каждый слой, металлизация и пр. добавляет фотошаблоны и технологические операции, стоимость которых обычно фиксирована и мало снижается при большом заказе. Двухстороняя - и то требует 4-х фотошаблонов. А сам заказ будет невелик и стоимость “лишнего” производства скажется сильно - цена плат в разы и выростает. Я пока не встречал чересчур “понтовых” плат в RC - это явно не случайно. Опять же, возможно у вас там иная ситуация, но я всё же сомневаюсь - мои знакомые заказывали платы в Канаде - выполнены хорошо, но очень дорого обходится, только для специзделий.
А порядок фаз вы меняете чем (в смысле если не мостовой? ) ?
Порядок фаз - это логика включения-отключения относительно датчиков/сенсоров - так можно организовать любое направление вращения или тормоз (как например в серии TDA514… и т.п.) - логика срабатывания. Просто в варианте “звезда” в обмотках не будет меняться направление тока - либо есть, либо нет - как часто это работает в шаговых двигателях.
Частоту переключения подбирают в зависимости от параметров полевика, что бы последний работал как можно меньше в аналоговом режиме (в режиме Rise Time и Fall Time) см. ранее по тексту, т.к. кривая зависимости вн. сопротивления не линейная и не прямая (в даташитах указывают только на определенное напряжение 5 или 10В). Соотношение подбирают из ходя из возможностей драйвера по току из-за емкости и из возможностей чипсета (32,64,128,256,512,1024+ …)
–Это с точки зрения электроники регулятора. А с точки зрения требований мотора - я описал раньше. Нужно выполнять ОБА требования.
100А*100А*0.006=60Вт для одного не очень крутого полевика…
А теперь прибавьте к нему 4 однотипных… 100А*100А*0.006/5= 12 Вт на пятерых при 100А совсем не большой радиатор…
— Например, для IRL3803 - собственно, всё правильно - по 2.4Вт на транзистор в приведённом примере - всё должно работать. У таких транзисторов болшая площадь кристалла, а учитывая технологию, разброс при производстве получается минимальным - времена срабатывания и т.п. совпадают и проблем не будет.
А по кондерам отдельная история. 😃 Ребята посмотрите на ESR параметр. Это к кондерам на батарею.
А далее бороться с помехами надо не одним кондером а серией на различные емкостя, т.к. каждый имеет свою резонансную частотку. Эффективность пары-тройки будет намного выше чем одного.
– Я это и отмечал - если будет расти частота регуляторов и пр. - будем действовать как в аудиотехнике, где этот вопрос давно решён - как раз параллельным соединением разнотипных кондёров. Но пока и электролитов хороших достаточно (как раз low ESR). Но у меня проблем с аппаратурой не было - с точки зрения помех - вот я и не заморачивался.
Порядок фаз - это логика включения-отключения относительно датчиков/сенсоров - так можно организовать любое направление вращения или тормоз (как например в серии TDA514… и т.п.) - логика срабатывания. Просто в варианте “звезда” в обмотках не будет меняться направление тока - либо есть, либо нет - как часто это работает в шаговых двигателях.
–Это с точки зрения электроники регулятора. А с точки зрения требований мотора - я описал раньше. Нужно выполнять ОБА требования.
– Я это и отмечал - если будет расти частота регуляторов и пр. - будем действовать как в аудиотехнике, где этот вопрос давно решён - как раз параллельным соединением разнотипных кондёров. Но пока и электролитов хороших достаточно (как раз low ESR). Но у меня проблем с аппаратурой не было - с точки зрения помех - вот я и не заморачивался.
Я исходил из разработки для мелко-серийного современного эффективного регулятора. Печатки стоят не дорого и никаких заморочек нет. Работаю с платами более 4-х лет в штатах, знаком со всеми расценками и со всеми подходами. Есть дорогой способ, а есть доступный. Если нужна информация могу изложить позже, все шаблоны и гербер-файлы можно опустить и вложиться в 300 баксов за высококачественные платы, а за 60 баксов за 2 дня можно получить прототипку. Уверен, что подобный сервис доступен и в европе. В противном случае доставка не так уж дорога. Да есть места в России где платку сделают за приемлимую цену. Если я не прав - дайте знать. Оборудование для изготовления плат кусается по началу, но при эксплуатации окупается очень быстро. Может стоит подумать о бизнесе…
С фазами для б.к. я все-таки не совсем понял механизм работы, если есть поясните наглядно как полюса фаз и полюса ротора должны чередоваться, по-возможности конечно.
В шаговиках для этого изготавливают многополюсную арматуру в RC такое практически не применяется.
Мне лично кажется, что надо постепенно уходить от 6 банок на более высокое напряжение, т.к. потери при низком напряжении при высоких мощностях коллосальные. А для скоростей в районе нитро моделей необходимо не малое количество Ватт. Поэтому я и пытаюсь продвигать идею драйверов, а насчет доступности компонентов - спрос рождает предложение. Я смотрю практически все переключаются на использование LM вместо кренок MOSFET вместо наших КП и т.д. Любил наши КТ(2Т)-шки буковкой “е” и “г” и ГТ(1Т)-шки (Ностальгия) 😃.
Про кондеры я имел ввиду не борьбу с помехами, а уменьшение внутреннего сопротивления батареи, уменьшая просадку батареи при больших бросках тока.
Артур
P.S. Между тем приятно вести беседу форуме. Может нам создать новую тему про регуляторы и каккие фокусы можно с ними крутить. Так как от оригинальной темы мы чуть ушли в сторону, и я все-таки в поисках информации о кондерах на щетках. Складывается, что в основном установка последних рекомендуется при высоком напряжении 13 и выше банок.
Артур, у Вас очень много вопросов. Напомните, если какой забыл.
Начнем с конца. В главе “Теоретикам” есть ошибка, она была замечена коллегой с Дальнего Востока почти год назад и я об этом зимой писал. Но во время не исправил. 😊
Хочу сразу сказать, что статья носит сугубо практический характер. Поэтому Ваши рассуждения о невозможности работы двух б.к. моторов от одного регулятора - мягко говоря, не соответствуют практике. Попробуйте - и Вы убедитесь в обратном. Другое дело, что это нештатный режим. Но об этом в статье как раз написано. И производители не рекомендуют его использовать. Но моделисты вовсю ставят, и успешно. В двухмоторных авиамоделях такая схема включения работает в 999 случаях из 1000. Маху здесь я не дал! Прочтите еще раз и попробуйте включить. Я лично ставил моторы Хаккера с регулятором Контроника. Работают превосходно.
Прежде чем писать статью я в течение нескольких лет занимался ремонтом разных регуляторов. Практически никто из производителей серийных регуляторов не использует высокотемпературные припои и стойкие печатки. На этой технологии не работают автоматы набивки SMD-компонент. Поэтому ваши рассуждения носят абстрактный характер. На печатках обязательно проводник дублирован припаянной шиной. Однако на больших(нештатных) токах отгорает маленький участок проводника между шиной и выводами истока. Впрочем, о смысле тока “континьюс” коллега Вам уже пояснил.
По таймингу. Имеются в виду, конечно максимальный режим. При настройке фазового сдвига момента комутации относительно положения ротора есть два оптимума: один соответствует максимально отдаваемой мощности, другой - максимальному КПД в этом режиме. Эти точки не совпадают. А то, что КПД на половинной мощности выше, чем на максимуме - это само собой, но к теме отношения не имеет. Разные точки оптимального тайминга упомянуты в связи с тонкой настройкой силовой установки перед соревнованиями. К примеру, гонщик, у которого есть запас емкости борта относительно 5-ти минутной гонки поставит тайминг на максимум мощности. А гонщик, которому не хватает емкости на последние двадцать секунд гонки - подстроит тайминг на максимум КПД и выиграет гонку.
Частота ШИМ. Поскольку Вы разбираетесь в электронике для Вас это может быть сокращено в короткую фразу: Частота ШИМ должна обеспечивать безразрывный режим тока чопперного импульсного стабилизатора. Эта частота прямо зависит от индуктивности нагрузки. Если непонятно - подскажите, я дам более развернутый ответ.
По мостовой схеме. Естественно, преимущество прямоходных над реверсивными регуляторами в отсутствии моста относится к обычным регуляторам. Об этом и написано в статье в нужном месте. А высокая эффективность регуляторов бесколлекторников достигается многократным, в десятки раз, увеличением количества ключей в плечах трехфазного моста. Что, кстати, определяет и немалую их цену. Сравнение не надо вынимать из контекста изложения. Тогда и вопроса такого не возникнет. А существование реверсивных регуляторов с более низким сопротивлением, чем у прямоходов я и не отрицал. Но оно достигается опять же увеличением числа ключей и применением более дорогих, с меньшим сопротивлением открытого канала транзисторов. Сравнение в статье правомочно по критерию стоимости одного миллиома регулятора. По нему прямоход втрое-вчетверо будет дешевле. Втрое - это для несимметричного варианта вперед-назад.
По конденсаторам на щетках - более подробно.
Графики здесь не дашь, это неудобно, но попробую на словах.
Составьте эквивалентную схему прямоходного регулятора с учетом паразитных параметров. Можно убедиться, что в замкнутом контуре Вы получите батарею, шунтированную конденсатором, индуктивность мотора, шунтированную конденсатором, сопротивление открытого ключа и паразитные индуктивности соединительных проводов и внутренние паразитные индуктивности конденсаторов. Время открытия ключа Вы упоминали сами, находится в районе единиц наносекунд. В момент открытия ключа, напряжение на конденсаторе аккумулятора оказывается нагруженным на сопротивление открытого ключа и паразитные индуктивности. Начинается рост тока со скоростью, определяемой паразитными индуктивностями. Ток этот первоначально заряжает конденсатор на щетках мотора. С учетом очень низких значений паразитных индуктивностей, ток начинает расти очень быстро. Если емкость конденсатора на щетках не слишком велика, он успевает получить хотя бы половинный заряд до того, как ток превысит максимально допустимый для ключа импульсный ток. В силовой электронике принято говорить о предельно допустимом заряде емкостной нагрузки. Если же Вы увеличите емкость конденсатора на щетках мотора, то время его заряда после открытия ключа возрастет, и нарастающий импульсный ток может достигнуть значения теплового разрушения канала ключа. При этом, заметьте, транзистор останется холодным, поскольку пробой происходит при импульсной микро-локальной перегрузке полупроводниковой структуры большой скважности. Т.е. время переходных процессов на порядки меньше времени цикла. Поэтому такая перегрузка приводит к токовому пробою без сколько-нибудь заметного нагрева.
В реальной жизни, конденсатор на щетки берут в несколько раз меньшей емкости, чем опасная по токовому пробою емкость. Кстати, старые, медленно открывавшиеся транзисторы позволяли ставить большую емкость на щетки. Но тогда страдал КПД. Ведь и заряд и разряд этого конденсатора не совершает полезной работы, а импульсные токи дают на сопротивлении проводов потери.
Описанное явление и лимитирует емкость щеточных конденсаторов. Но писать о нем подробно в статье не представилось возможным. Меня и так Виталий критиковал за перегруженность статей техническими подробностями.
Артур, у Вас очень много вопросов. Напомните, если какой забыл.
Начнем с конца. В главе “Теоретикам” есть ошибка, она была замечена коллегой с Дальнего Востока почти год назад и я об этом зимой писал. Но во время не исправил. 😊
Хочу сразу сказать, что статья носит сугубо практический характер. Поэтому Ваши рассуждения о невозможности работы двух б.к. моторов от одного регулятора - мягко говоря, не соответствуют практике. Попробуйте - и Вы убедитесь в обратном. Другое дело, что это нештатный режим. Но об этом в статье как раз написано. И производители не рекомендуют его использовать. Но моделисты вовсю ставят, и успешно. В двухмоторных авиамоделях такая схема включения работает в 999 случаях из 1000. Маху здесь я не дал! Прочтите еще раз и попробуйте включить. Я лично ставил моторы Хаккера с регулятором Контроника. Работают превосходно.
Вы дали интересный ответ по поводу конденсатора на щетках, стоит подумать и посчитать так как внутреннее сопротивление последнего не так мало, да и шунтировано мотором. Я не отрицаю возможности броска тока, но вот насчет пробоя хочу подобрать материал и поделиться позже. Я думаю, что пробоя не будет, но хотелось бы посчитать и посмотреть. Кстати хорошие бесперебойники шунтированны не шуточными емкостями и заряжаются полевиками не вызывая выхода их из строя.
Про то, что вы маху дали - это я к тому, что вы поведали как использовать нештатный режим без объяснения почему и как он является не штатным. И почему в одних случаях будет работать, а в других нет. Для бессенсорных моторов это вредно в любом случае.
При использовании одного регулятора и двух моторов один из них постоянно подстраивается под ведущего (аналог phase-lock loop , сорри из головы вылетел русский эквивалент - эта схема имеет множество применений как и множество недостатков ) так вот при использовании бессенсорных моторов у вас получается случай когда ведомый не только подстраивается, но еще в процессе этого путает карты ведущего (помните фазы то соединены вместе и соответственно компараторы будут отслеживать двойников…), при использовании же сенсорных моторов (сенсоры одного отключены) ведомый подстраивается не внося никаких изменений в сенсорный узел.
Почему всё работает? Потому, что в основном используются высокоскоростные б.к. моторы и нагрузка относительно равномерна (для авиамоделей, признаюсь не совсем знаком с авиамоделями, но не представляю как можно получить эквивалент по разности нагрузки скажем на автомодели передок в воздухе, а зад на земле, один свободный ход, а другой заблокирован) дисбаланс моторов не велик и практически не виден. А вот если нагрузку сделать не равномерную - вот тут не знаю, что произойдет и как придет в норму и как регулятор отреагирует на это (что в нем прописано, может быть ему все равно…).
В чем недостатки? Эффективность ведомого ниже ведущего, разве что при 100% балансе. Малый ход проблематичен (равносильно уменьшению скорости подстройки) возможен полный дисбаланс. И вероятность спалить регулятор очень велика особенно бессенсорный.
Артур.
Прежде чем писать статью я в течение нескольких лет занимался ремонтом разных регуляторов. Практически никто из производителей серийных регуляторов не использует высокотемпературные припои и стойкие печатки. На этой технологии не работают автоматы набивки SMD-компонент. Поэтому ваши рассуждения носят абстрактный характер. На печатках обязательно проводник дублирован припаянной шиной. Однако на больших(нештатных) токах отгорает маленький участок проводника между шиной и выводами истока. Впрочем, о смысле тока “континьюс” коллега Вам уже пояснил.
Team NOVAK
Team Tekin
Немцы пока не попадались горелые 😃
В своих хай-энд регуляторах используют высотемпературный припой. Набивка автоматами происходит в несколько этапов и установка силовых компонентов происходит на линиях со спец. требованиями. Многие платы набиваются на 50-75% остальное доводится вручную - отсюда и дополнительные шины 😃
Стойкость сквозного металлизированного отверстия (via) велика и шина должна заводиться вплотную по требованиям монтажа. Спалить же проводник требуется не малый ток и 100-400 амперами здесь не отделаться. Опять же такой ток будет распределен по серии полевиков, а соответственно меньший ток будет на каждом выводе полевика. Видел такие чудеса только в слаботочных регуляторах с одиночным полевиком, где полевик может локомотив с места тронуть, а вот дорожки платке…
Артур
Частота ШИМ. Поскольку Вы разбираетесь в электронике для Вас это может быть сокращено в короткую фразу: Частота ШИМ должна обеспечивать безразрывный режим тока чопперного импульсного стабилизатора. Эта частота прямо зависит от индуктивности нагрузки. Если непонятно - подскажите, я дам более развернутый ответ.
С ШИМ всё Ок
Чопперного импульсного стабилизатора …
Не совсем понял его назначение, блок-схему не укажите?
Артур
Чопперная схема - это обычный импульсный стабилизатор с ШИМ и нагрузочным дросселем. Название происходит с американского жаргона электронщиков.
Регулятор хода - в первом приближении аналог такого регулятора хода.
В спарке двух бесколлекторников при работе от одного регулятора частоту задаст более нагруженный мотор. Второй подстоится к нему по углу опережения - он будет у него неоптимальный.
Бессенсорные моторы на малых оборотах вообще не используются, они там ненадежно работают. У воздушного винта зависимость потребной мощности от оборотов - четвертой степени. Поэтому в самолетах легко достигается автобалансировка по мощности спарки моторов. Риск сжечь регулятор хода на пуске есть. Но он невелик.
Ну и по кондерам. В бесперебойниках и других мощных импульсных регуляторах предусмотрен режим плавной зарядки емкостей на выходе при пуске. В менее мощных, ключ отделен от выходной емкости дросселем, который и не дает импульсному току достичь заоблачных значений. В нашем же случае - ничто ток не сдерживает. Можете провести эксперимент, повесив на щетки хороший пленочник с емкостью в десятки микрофарад. Если ключ выдержит - рванут емкости на входе регулятора. Они такие импульсные токи тоже не выдержат. Проверено моими друзьями, после которых я чинил регуляторы. 😃
Чопперная схема - это обычный импульсный стабилизатор с ШИМ и нагрузочным дросселем. Название происходит с американского жаргона электронщиков.
Регулятор хода - в первом приближении аналог такого регулятора хода.
Я имел ввиду блок схему регулятора с чоппером, а не про чоппер. Сорри за конфъюз. 😃
Ну и по кондерам. В бесперебойниках и других мощных импульсных регуляторах предусмотрен режим плавной зарядки емкостей на выходе при пуске. В менее мощных, ключ отделен от выходной емкости дросселем, который и не дает импульсному току достичь заоблачных значений. В нашем же случае - ничто ток не сдерживает. Можете провести эксперимент, повесив на щетки хороший пленочник с емкостью в десятки микрофарад. Если ключ выдержит - рванут емкости на входе регулятора. Они такие импульсные токи тоже не выдержат. Проверено моими друзьями, после которых я чинил регуляторы. 😃
Не во всех… Но не суть дела - это я для примера дал. (Кондер в бесперебойнике и кондер на моторе разные вещи)
Кстати можно просимулировать в PSpice например…
Как удастся прогонять данные дам ответ, а тем временем кондеры у вас горели по причине применения на реверсивном регуляторе. Как я уже упомянал ранее с реверсивными будет проблемно.
Артур
простите за возможный оффтоп, но как я вижу именно тут собрались люди, способные ответить на мои вопросы.
Вопросов 2 но сначала расскажу что хочу сделать:
Есть нестандартный двигатель от CD-ROM. нестардартен тем что в 2 раза выше или проще говоря в 2 раза мощнее обычных - магнитов туда ставлю в 2 раза больше чем в простые и статор тоже больше в 2 раза.
вот тут видно как выглядят такие движки и их характеристики:
GoBrushless 22.7mm double custom 5x5x1x2 PQ1500 3S
.35mm double 9T APC 6x5.5E 11.61V 8.70A 101.00W 12,700rpm
это то что у меня должно получиться - он там самый первый.
Поставить всё это чудо хочу на Багги 1:10.
Соображения следующие - кпд таких моторов от 65% до 80%
входная мощность больше 100 ватт соответственно на выходе больше 60 наверняка. При этом имеющийся у меня Trinity monster stock на холостом ходу жрёт 6 ампер и максимальный кпд у него 45% при 35 ваттах на выходе.
Как вы смотрите на идею установки бесколлекторного мотора вместо обычного?
Второй вопрос по регулятору: приглядел я себе регулятор дешёвый на 10 ампер Castlecreations Phoenix 10 - стоит всего 50 баксов ( в японии 😃 там же и магниты специально сидиром моторы переделывать есть )
Так вот мощности его наверно не хватит и я хочу его чуточку доделать - а именно параллельно всем 6 ключам припаять аналогичные, что по идее должно в 2 раза сократить внутреннее сопротивление.
Насколько при этом увеличится его допустимый ток и сколько можно таких полевиков ему паралельно припаять, всмысле потянет ли схема управления всё это на частоте шим 11 килогерц.
Ответьте плиз - а то закажу ещё всё это дело а окажется что зря …
Как вы смотрите на идею установки бесколлекторного мотора вместо обычного?
С точки зрения КПД очень даже неплохо. А в остальном зависит от ваших способностей в сборке б.к. При малых напряжениях и больших токах применение б.к. предпочтительнее. При высоких напряжениях и низких токах можно получить близкий КПД с коллекторным мотором. Правда при высоких напряжениях показатели б.к. будут тоже выше, только вот разница в цене будет равносильная.
Например коллекторник при 7.2В и 10А будет иметь КПД в районе 45-60%, б.к. при тех же условиях 75-88%. При 24В и 5А тот же коллекторник будет иметь КПД в районе 72-85%, б.к. - 82-95%. (Есть моторы с лучшими и худшими показателями в обоих группах, я исходил из золотой серединки).
Из приведенного примера видно, что в первом случае трудно мириться с потерями порядка 50% и стоимость б.к. установки оправдывается. Во втором случае разница не так велика.
Ну и самое главное б.к. мотор по сравнению с коллекторником проигрывает в пусковом моменте, т.е. если вам необходим тяговитый (не оборотистый) мотор то выбор за коллекторником, в противном случае за б.к. с датчиками.
А насчет регулятора, идея хорошая и в большинстве случаев выполнима. В некоторых случаях можно вместо дубликации полевиков, поставить полевики с более высокими показателями. Для производителей цена комплектующих важно, поэтому ни всегда топ-энд компоненты оказываются на конечном продукте.
Артур
P.S. Я должени получить 10А феникс на следующей неделе, по получении дам знать о возможных модификациях и апгрейдах.
Второй вопрос по регулятору: приглядел я себе регулятор дешёвый на 10 ампер Castlecreations Phoenix 10 - стоит всего 50 баксов ( в японии 😃 …
А в RCmage JETI 45 ампер за те же деньги… Как он из себя, кто бы подсказал?