Что должен уметь инвертор?
Тут знакомый хочет сделать “простенький инвертор на 3 киловатта для лабораторных работ” 😃. Подскажите, а что вообще подобный инвертор должен уметь? Где почитать? Я видел что народ делает восьмикруты, видел что инверторы бывают дешевые и не очень. Но что там важно а что нет - фик знает. Интересуют чисто прикладные вопросы. Какие там нужны защиты, средства внутренней диагностики/мониторинга и т.п.
Мне подобный девайс видится как-то так:
- Управление настройками через serial terminal, по USB. Кнопки и функции индикатора сокращены до минимума.
- Через терминал задается минимальный набор параметров мотора, остальное вычисляется автоматически на лету.
- По схеме - почти то же самое, что DC-регулятор, только на выходе IGBT мост c интегрированными драйверами, типа FSBB30CH60C. Ну и другой конденсатор/термистор.
На что надо обратить внимание, чтобы получился простой регулятор, который интересно самостоятельно собирать для хобби и мелких мастерских? Не ради денег, а потому что удобно. Хотя по деньгам там тоже немного, около 50$ наверное. Из “самого сложного” - наделать точно дырок с резьбой в радиаторе.
Инвертор для чего? Инверторы разные бывают. Какая задача?
Гм… вообще-то это мой вопрос. Меня интересует что надо на хоббийном уровне, чтобы по возможности учесть в схеме. Знакомцу надо асинхронники крутить, но у него свои проблемы, с нашими не связанные. Лично мне из этой области вообще ничего не надо.
Дмитрий имеет ввиду, что словом “инвертор” обычно называют разные девайсы…) Например, есть автомобильные “инверторы”, которые из бортовой сети делают 220 вольт переменки, это преобразователи напряжения…)
Сварочные “трансформаторы” весом 1.5 кг тоже называют “инверторами”, но это преобразователи тока. А асинхронники крутятся преобразователями частоты…
От частотника на хоббийном уровне нужно: Регулировка оборотов с индикацией, и защита от перегрева(по току). А так же возможность управления из станочного софта, Mach3&etc… У магазинных это все уже есть. Как и последовательный интерфейс…) Конечно, от нечего делать можно сделать такой же, только другой, но зачем? Разумеется, под хоббийным уровнем я понял, что это шпиндель фрезерного станка или привод шпинделя токарного станка(как вариант, шлифовального, пильного и других), но асинхронники применяются много где, включая такие сценарии, где требуется ПИД-регулирование оборотов или ступенчатое изменение, или скорость разгона/торможения, или реверс… В магазинных это все тоже есть, они универсальны. Но, мы не знаем какое хобби у Вашего товарища, может у него прокатный стан дома…)
В общем, чтобы сказать что нужно, надо знать задачу.
easyeda.com/…/Universal_speed_control-3d2ce028d18c… - вот очень-очень сырой черновик. Может не хватать обвязок драйвера, кнопок и т.п.
Ссылка чтобы стало понятно, куда все гребет - трехфазник, до 3kW, простая высоковольтная часть и вообще поменьше деталей.
Также хочу отметить, что сейчас есть много дешевых китайских частотников, и не стоит рассматривать эту схему как дешевую замену. Эта схема может иметь смысл:
- если чешутся руки 😃
- если есть необходимость в экспериментах над управлением различными моторами
- если какие-то особые требования по габаритам
Т.е. девайс больше исследовательский, но по возможности постараемся его сделать поближе к народу. Так же напоминаю, что для щеточных моторов нарисованы более простые, прохладные, компактные и дешевые девайсы.
Разумеется, под хоббийным уровнем я понял, что это шпиндель фрезерного станка или привод шпинделя токарного станка(как вариант, шлифовального, пильного и других)
Ну как-то так. Имелось в виду:
- должно быть какое-то разумное ограничение по мощности (какое? максимум который знаю - шпиндель CNC 2.5кВт)
- у целевой аудитории должен быть хотя бы гипотетический интерес к сборке (для цеха быстрее купить, а для дома/гаража можно и повозиться)
А так же возможность управления из станочного софта, Mach3&etc
А где можно прочитать о стандартных протоколах управления? Уже есть USB с эмуляцией COM для настройки. Впендюрить еще один виртуальный девайс для управления не особо сложно, если это востребованная фича (мне показалось, что часто просто крутят обороты ручкой и не парятся).
Но, мы не знаем какое хобби у Вашего товарища, может у него прокатный стан дома…)
Он преподает на кафедре электроприводов 😃. Ему нужна погремушка для студенческих лабораторок, на 3 киловатта. Если бы не он, я бы тему частотника отложил в самый конец как не особо перспективную, и возможно потом бы похерил. Но т.к. он мне помогает с более простыми регуляторами (которые ему не особо нужны), я по мере сил помогаю с частотником.
Мне кажется, что самое важное предназначение частотника для хоббистов, это возможность использования 3-х фазных асинхронных двигателей от сети 220 В. Естественно большую роль играют и остальные плюшки, но 220 В самые важные…
А если частотник среди плюшек имеет ещё и векторное управление (это поддержка стабильных оборотов при изменении нагрузки), то это просто мечта любого хоббийщика…
у целевой аудитории должен быть хотя бы гипотетический интерес к сборке
Не уверен, что у простого пользователя такой интерес будет иметь место, если конечно сборка не будет похожа на конструктор “Лего”…
Всё-таки частотник - это не не регулятор оборотов для DC-мотора… Достаточно глянуть на описание регулируемых параметров у самого простейшего…
Вот тут народ извращался на подобную тему www.chipmaker.ru/topic/5529/
Мне кажется, что самое важное предназначение частотника для хоббистов, это возможность использования 3-х фазных асинхронных двигателей от сети 220 В. Естественно большую роль играют и остальные плюшки, но 220 В самые важные…
IMHO там как минимум 2 области - асинхронники и бесколлекторники. В мощных шпинделях бесколлекторники стоят вроде.
А если частотник среди плюшек имеет ещё и векторное управление (это поддержка стабильных оборотов при изменении нагрузки), то это просто мечта любого хоббийщика…
Вы ничего не путаете? Мне казалось, что векторное управление это подруливание мотора с учетом магнитного потока внутри. И от скалярного там отличия только на переходных режимах. Т.е. чтобы от векторного управление был толк, нужна задача где постоянно меняются обороты.
Не уверен, что у простого пользователя такой интерес будет иметь место, если конечно сборка не будет похожа на конструктор “Лего”…
Ну фик знает. По мне так схема достаточно простая. Нет так нет. Частотник по любому надо будет сделать, я лишь пытаюсь понять, как из этого извлечь пользу для всех. За спрос денег ведь не берут.
Всё-таки частотник - это не не регулятор оборотов для DC-мотора… Достаточно глянуть на описание регулируемых параметров у самого простейшего…
IMHO это немного другое. Параметров может быть действительно много, но при этом почти все можно определить автоматически.
За ссылку спасибо. Интересная.
при этом почти все можно определить автоматически.
Я не особый спец в электронике, но что-то мне подсказывает, что это не так просто - ведь режимов работы мотора может быть такое же множество, как и пользователей - поэтому в промышленных преобразователях и предусматривают возможность выставить оптимальные параметры под конкретные условия использования мотора. К примеру как можно определить номинальный ток двигателя, при номинальной нагрузке - обычно этот параметр задаётся при параметрировании частотника, или время разгона, торможения и т.д. и т.п … поэтому я выше и написал - достаточно глянуть на количество параметров, которые пользователь может сам под себя установить…
что векторное управление это подруливание мотора с учетом магнитного потока внутри.
Ну да… так при падении оборотов под нагрузкой магнитный поток разве не изменяется?
Т.е. чтобы от векторного управление был толк, нужна задача где постоянно меняются обороты.
Так они под нагрузкой и меняются…
К примеру как можно определить номинальный ток двигателя, при номинальной нагрузке - обычно этот параметр задаётся при параметрировании частотника, или время разгона, торможения и т.д. и т.п …
Надо просто побить эту кучу на части. Есть базовые параметры, типа рабочего напряжения мотора, номинального тока и значений скорости для крайних положений ручки. От них никуда не деться, но они проблемы не представляют. А вот вещи типа разгона поддаются вычислениям, по крайней мере меня в этом уверяли.
По крайней мере, если вы не собираетесь крутить мотором поднос с хрустальными рюмками, то ограничение момента (ну или тока, если очень-очень упрощать объяснение) даст оптимальный разгон.
Почитал тему на чипмейкере. Люди берут готовый чип контроллера, готовый драйвер, и переклеивают вместе в разных комбинациях. Для тех кто не занимается разработкой приводов профессионально - очень разумный подход.
Для тех кто не занимается разработкой приводов профессионально - очень разумный подход.
Для хоббийщиков самое то!
Надо урезать осетра. Поговорил со знакомым, оказывается для лабораторок ему нужен 500-ваттный блок, мы разные обсуждали и не так друг друга поняли.
Полазал по интернетам, на али есть б/у частотники от 56 долларов и новые от 80. Пытаться там конкурировать - глупо. Конструктивно все упирается в фильтрующие конденсаторы. Если берем из расчета 700-1000 мкФ/кВт, то под мощные блоки:
- плата довольно неудобно распухает (по высоте, помимо остального)
- не вписываемся в 100x100 для низких цен на платы
- надо шаманить с зарядкой конденсаторов (ограничивать ток)
Надо еще посмотреть, что можно выжать из PFC, но есть подозрение что такой девайс не очень удобен для массового повторения.
У меня получается такая картина:
- Можно сделать девайс на пару-тройку киловатт размером с китайский частотник (но без корпуса), ценой штучно как китайский частотник. По фичам возможно лучше, но это мало кому надо. В общем, так себе перспектива.
- Можно удариться в компактность, ограничив мощность. Тогда из потенциально интересного остается питание от сети дешевых пропеллерных бесколлекторников. Насчет распространенности/полезности асинхронников на 500 ватт есть большие сомнения.
Пока так.
Насчет распространенности/полезности асинхронников на 500 ватт есть большие сомнения.
Ну почему… Настольные токарные, фрезерные как раз имеют такие моторы…
Ок. Если кому-то пригодится под асинхронник - буду только рад. Со своей стороны постараюсь обкоцать все лишние детальки. Уже добавил пачку фильтров, как рекомендовано в даташите, но на такой мощности можно их обратно выпилить.
А модельные бесколлекторники с низким KV (100-300) вообще бывают за разумные деньги? Что-то не нашел. На али БК шпиндели на 400-500 ватт ~ 70$, и 800 ватт ~ 100$.
PS. Про то что делают с мелкими аутранерами - видел. Но там нужен низковольтный БП, и внутрь какашки могут набраться (корпус не герметичный). Не очень интересно.
ru.aliexpress.com/…/2394100_32796761454.html - пока только такой нашел из правдоподобных. Не уверен что с такой малой базой прокатит под шпиндель, а какую-нибудь сверлилку-пилилку вертеть - вполне возможно.
Модельные бесколлекторники и асинхронные бесколлекторники это разные вещи. Если статоры более или менее одинаковые, то короткозамкнутый ротор и ротор на постоянных магнитах это принципиально разные вещи… Соответственно, принципиально разное управление.
Железо регулятора идентично.