Конденцаторы
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?
Бездатчиковый бесколлекторник обладает никакими пусковыми свойствами. Т.е. не плохими, а вообще - никакими. Под нагрузкой - не стартует. Поэтому на автомодели ставят бесколлекторники только с датчиками…
Это раз.
Насчет монтажа дополнительных ключей.
Тут два аспекта. Во-первых, ключи в параллель должны быть точно той марки, которые уже стоят. Не аналогичные, а точно такие же. В статье про регуляторы хода я об этом уже писал. Не факт, что их удастся найти. В России засилье ключей IRF, а за границей гораздо разнообразние представлен производитель.
Во-вторых, монтировать ключи этажеркой, поверх родных - возможно, но не так просто, как кажется. Лепить же отдельную плату с новыми ключами - может появиться (а может и нет) звон в цепи затворов. Прежде чем переделывать, снимите кожух с регулятора и оцените трезво свое умение владеть паяльником.
Это два.
Лучше купить регулятор сразу на нужный ток.
Вот точное описание … www.rc-cars.ru/articles/electro/cond.shtml
Я себе поставил !
Бездатчиковый бесколлекторник обладает никакими пусковыми свойствами. Т.е. не плохими, а вообще - никакими. Под нагрузкой - не стартует. Поэтому на автомодели ставят бесколлекторники только с датчиками…
Это раз.Насчет монтажа дополнительных ключей.
Тут два аспекта. Во-первых, ключи в параллель должны быть точно той марки, которые уже стоят. Не аналогичные, а точно такие же. В статье про регуляторы хода я об этом уже писал. Не факт, что их удастся найти. В России засилье ключей IRF, а за границей гораздо разнообразние представлен производитель.
Во-вторых, монтировать ключи этажеркой, поверх родных - возможно, но не так просто, как кажется. Лепить же отдельную плату с новыми ключами - может появиться (а может и нет) звон в цепи затворов. Прежде чем переделывать, снимите кожух с регулятора и оцените трезво свое умение владеть паяльником.
Это два.Лучше купить регулятор сразу на нужный ток.
Практически со всем согласен. Только не стоит забывать и про входную ёмкость полевиков - она огромна у мощных. Не факт, что цепи регулятора потянут новые, да по многу штук. -Это только пробовать. Регулятор нужен ампер на 45, не меньше, иначе гореть будет.
Если БК сами делаете - поставьте туда датчики из оптопар (в простейшем случае можно поставить “коллектор”, который будет коммутировать слаботочные управляющие цепи), сам процессор - от обычного регулятора (не для БК), на его выход - коммутатор, управляемый датчиками, далее 3-х фазный драйвер, какое сможете придумать или найти - всё! Но только это уже паять надо и в целом, гораздо сложнее.
Удалось посмотреть на два феникса 10А и 25А.
При быстром осмотре результат менее оптимистичен. Этажеркой можно попробовать, но больше двух корпусов ставить нет смысла, а вот найти однотипный SOIC-8, будет проблема. (TPC8012 и 4442(?) SI4442 или TC4442)
Если же полностью заменить сборки, то тогда вам цена может не понравиться за хорошие SOIC-8.
Отсюда вывод берите лучше 45 амперный феникс. Разница в цене будет сравнима с новыми полевиками.
Артур
Бездатчиковый бесколлекторник обладает никакими пусковыми свойствами. Т.е. не плохими, а вообще - никакими. Под нагрузкой - не стартует. Поэтому на автомодели ставят бесколлекторники только с датчиками…
Да что вы говорите…?!?
Всё зависит от регулятора скорости а не от мотора.
Не пугайте народ такими фразами. Очень много бездатчиковых б.к. на моделях гоняют без видимых проблем и без пинка для старта 😃
Артур
А можно примеры где-нибудь посмотреть таких чудо-регуляторов?Что-то не верится, что с бездатчиковыми БК можно со стопа газануть.
А можно примеры где-нибудь посмотреть таких чудо-регуляторов?Что-то не верится, что с бездатчиковыми БК можно со стопа газануть.
Я что-то ни на одном Hacker C50 датчиков не видел, а вот без сцепления стартуют да бог.
Б.К. мотор отличается от коллекторного только управлением, так вот если управление для определения положения пропорционально по-фазно повышает ток до момента регистрации, то проблем больших нет. Только потеря во времени (10-100 ms), что у коллекторного отсутствует.
И по барабану в какую сторону мотор дернется.
Что же касается RC регуляторов на рынке, здесь я вам “пока” не советчик (если посмотрите мои посты - пытаюсь выработать последнее из коллекторных). Но есть планы по закупке в ближайшее время. А очень скоро дам информацию по фениксам 10 и 25 Амперным.
Артур
P.S. На работе приходиться возиться с индустриальными моторчиками для XYZ управления и т.д. Стартовый ток можно задавать также дискретно без авто -поиска. И система также имеет защиту от блокировки где идет мониторинг за током и количество попыток ограничено.
Да что вы говорите…?!?
Всё зависит от регулятора скорости а не от мотора.
Не пугайте народ такими фразами. Очень много бездатчиковых б.к. на моделях гоняют без видимых проблем и без пинка для старта 😃Артур
Артур, Вы некорректны!
“Очень много” - Ваши слова. Они на русском языке означают, что хотя бы два примера Вы привести можете.
Кто на автомодели гоняет с Хакером С50? Есть примеры?
И зачем в ответ приплетать шаговые моторы для координатных столов и станков с ЧПУ? Они также похожи на модельные бесколлекторники, как Запорожец на Мерседес. 😁
Говоря А, надо про себя иметь в запасе Б. Иначе народ уважать не будет. ☕
Артур, Вы некорректны!
“Очень много” - Ваши слова. Они на русском языке означают, что хотя бы два примера Вы привести можете.Кто на автомодели гоняет с Хакером С50? Есть примеры?
И зачем в ответ приплетать шаговые моторы для координатных столов и станков с ЧПУ? Они также похожи на модельные бесколлекторники, как Запорожец на Мерседес. 😁
Говоря А, надо про себя иметь в запасе Б. Иначе народ уважать не будет. ☕
… Вы интернете поиском пользуйтесь? Попробуйте сделать поиск на “brushless RC” и читайте-читайте… , а добавив Hacker C50 (C50XL) …
В противном случае сделайте поиск на E-Bay и не ограничевайтесь только Novak Brushless.
А насчет кто гоняет, те кто может позволить выложить 500 зеленых на установку.
И зачем в ответ приплетать шаговые моторы для координатных столов и станков с ЧПУ? Они также похожи на модельные бесколлекторники, как Запорожец на Мерседес. 😁
Для того, что бы вы разобрались в том, что доступно на рынке и какие технологии стучаться на RC маркет.
Не ограничевайте себя в индустриальном оборудовании…
Каждый тип мотора имеет свои плюсы и минусы.
В одних случаях применяют шаговые моторы, в других серво приводы, в третьих комбинированные и т.д. И то что я описал относиться к управлению б.к. серво-привода, вам как спецу должно было быть очевидно!
И главное мы ушли от сути вопроса. Ваше утверждение, что б.к. не имеют пускового момента ошибочно не с точки зрения мотор-контроллер системы, а с точки зрения мотора самого. Я утверждал и утверждаю, что всё зависит от управления.
Кстати посмотрите на моторчики в сидиках, стартуют без видимых проблем при нагрузке на валу. А также почитайте про управление б.к. вентиляторами - один датчик (2 диодика 2 полевика) и никаких программ. Новое поколение бездатчиковое, но с чипсетом. Всё к тому, что попробуйте пальчиком придержать, а затем отпустив - стартует дай бог.
Опять записался…
Артур
P.S. Кстати б.к. нашли свой путь в стартерные моторы для ДВС-ов. Совсем момент не нужен … 😃
Один из самых первых УЛТИМАТИВНЫХ вариантов Е-Махх
www.ultimatetraxxas.com/valkyrie.html
Артур