Регулятор-Стабилизатор Оборотов Электромотора

[Fenyx]

Я просмотрел половину темы. Сил не хватило всю, но уже часто пошли повторы. А мне нужно немного другое. Возьмем в пример схему питания мотора. Во всех приведенных схемах используется n-канальный полевик и мотор "сверху", кроме того стабильность оборотов никак не поддерживается. А мне как раз нужен драйвер типа магнитофонного - чтобы довольно жестко поддерживались обороты не зависимо от нагрузки (тоже ленту тянуть, но не магнитную). "Жестко" понятие относительное. Допустим с точностью не хуже 10%, лучше меньше, но меньше 1% уже не надо.

Для этого нужен датчик. Желательно без сложной механики, поэтому лучше электрический - резистор. Есть вот такая схема с линейной регулировкой: http://qrx.narod.ru/rem/rm_st.htm

Нужна функциональная типа нее, но импульсная (довольно мощный мотор). Предполагаю использовать 5-й вывод микрухи 555, но я никогда с ней не имел дела и вообще с электроникой работаю на любительском уровне - нужен совет.

Как лучше поставить датчик - к земле или между транзистором и мотором? Какой транзистор? Ну, можно биполяр, конечно, но лучше мосфет - я в последних не разбираюсь - посоветуйте р-канальник (нужно чтобы был "вверху", т.к. на нуле будет резистор - датчик тока).

Алгоритм такой - при увеличении нагрузки на валу, ток через мотор возрастает, на резисторе падение увеличивается - надо как-то подать это напряжение на 5 ногу, таким образом чтобы увеличилась длительность импульсов при той же частоте.

Помогите, пожалуйста кто горазд в схемотехнике 555.

Изменено 25 ноября, 2012 пользователем Falconist

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Falconist]

Fenyx, это задача не для таймера.

http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=116735#comment-1374941

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[IMXO]

Алгоритм такой - при увеличении нагрузки на валу, ток через мотор возрастает, на резисторе падение увеличивается - надо как-то подать это напряжение на 5 ногу, таким образом чтобы увеличилась длительность импульсов при той же частоте.

Помогите, пожалуйста кто горазд в схемотехнике 555.

вдумайтесь в то, что вы написали.... и поймете , что алгоритм не рабочий.... нужно измерять не ток , а падение напряжения на моторе....

Falconist кстати по ссылке управление именно по напряжению, а не по току мотора...

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Falconist]

Уважаемый IMXO, я удивлен Вашим анализом!.. Чем больше ток через мотор - тем больше падение напряжения на резисторе. Всё, как в описанном Fenyx'ом алгоритме. И это - работает.

[IMXO]

это не работает, точнее работает иначе, у вас двигатель подключен последовательно с шунтом и увеличение нагрузки на валу приводит к падению напряжения на моторе при стабилизированном токе, именно компенсацию ∆U мотора ваша схема осуществляет увеличением величины стабилизированного тока и никак иначе....

[Falconist]

Совершенно верно.

[IMXO]

ну если все верно, что вас смутило в анализе?

Алгоритм такой - при увеличении нагрузки на валу, ток через мотор возрастает, на резисторе падение увеличивается - надо как-то подать это напряжение на 5 ногу, таким образом чтобы увеличилась длительность импульсов при той же частоте.

то что просит ТС ничто иное как ПОС: увеличивается ток - увеличивается падение напряжения на резисторе, увеличивается падение напряжения - увеличиваем длительность импульсов, те увеличиваем ток.

итогом этого будет вывод двигателя на максимальные обороты, а не стабилизация

[Falconist]

Ничего не смутило. ТС всё описал совершенно верно. Просто ПОС должна быть меньше по абсолютной величине, чем ООС. Как в моей схеме. Если "перерегулировать" ПОС - будут рывки. Если малехо "недотянуть" до 100% - точной стабилизации оборотов не получить, но в 10% ("хотелка" ТС) вполне можно уложиться.

Очень большую роль играет постоянная времени ПОС. Надо подбирать по конкретному мотору.

[Григорий Т.]

Это всё не очень устойчиво. Лучше поставить датчик оборотов, оптический или на Холла.

[Falconist]

Естественно, лучше. Кто бы сомневался.

[Fenyx]

вдумайтесь в то, что вы написали.... и поймете , что алгоритм не рабочий.... нужно измерять не ток , а падение напряжения на моторе....

Falconist кстати по ссылке управление именно по напряжению, а не по току мотора...

Я написал то, что прочитал про работающие по этому алгоритму схемы. Только они либо линейные, либо вообще на тиристоре для переменного тока (тоже ширина импульса регулируется). Так что не надо убеждать меня что это не работает в принципе. Если вы так думаете, значит это вы плохо в вопросе разбираетесь.

Это всё не очень устойчиво. Лучше поставить датчик оборотов, оптический или на Холла.

Как бы да, лучше поставить микроконтроллер и наладить ПИД-регулировку, но это в разЫ сложнее и я считаю для моей цели не оправдано. Сейчас проблема в том, что система должна работать на частоте вращения двигателя раза в 2 меньше той на которую он расчитан, поэтому крутящий момент значительно упал и любое изменение сопротивления приводит к значительному изменению чатоты +-50% легко! А при этом имеется условие, что МАКСИМАЛЬНАЯ частота не должна выходить за оговоренный предел - никаким образом, приходится еще снижать частоту двигателя, а тогда получается во первых, неудовлетворительная средняя скорость (она должна быть как можно выше, но не выше предела) и иногда вообще происходит остановка!

Я не пробовал, но говорят, что ШИМ регулировка сама по себе поднимает крутящий момент на низких оборотах, что уже должно уменьшить этот разброс, но хватит ли этого - не знаю, поэтому хотелось бы еще прикрутить небольшую добавку стабилизации.

В том-то и дело, что я не имея опыта в конструировании схем на таком принципе, нахожусь в некоторой растерянности...

Нужно сделать чтобы "добавка" ширины импульса была в ограниченных пределах (лучше всего этот диапазон сделать регулируемым), тогда можно подобрать такое значение коррекции, когда обороты будут только слегка просаживаться от нагрузки (те самые 1-5%) и все -тогда он разгоняться не будет.

Я просто не знаю как схемотехнически это организовать. В каких пределах изменяется ширина импульса в зависимости от напряжения на 5 ноге? скока на скока? Не знаю - поэтому и просил совета.. И как вообще подать напряжение с шунта - во всех схемах через транзистор - на там получается инверсия сигнала, а мне ее не надо..

Изменено 25 ноября, 2012 пользователем Falconist

[Falconist]

Схему, которую я приводил, я апробировал для низковольтной (30 В) дрельки. В "железо" не пошла, т.к. оказалась избыточной. Всё прекрасно регулируется напряжением питания.

Важна не сама схема, как таковая, а принцип её построения.

Подобную схему, только на отдельных М/С я сваял еще в 1990-м году для универсального хирургического электропривода. Задачей было без редуктора регулировать обороты от минимума (шуруповерт) до максимума (дисковая пила) с поддержанием их стабильности. В "железо" опять же не пошло, но уже по другим причинам - инфляция, развал промышленности, отсуствие денег у медучреждений на покупку и т.п.

Только на таймере, боюсь, организовать будет сложно. Всё-таки, 5-й вывод не очень хорошо ШИМ-ирует выходные импульсы. А вот если приделать к таймеру ОУ, тогда можно организовать более четко, только не ШИМ, а ЧИМ (частотно-импульсную модуляцию). Т.е., при постоянной длительности выходных импульсов регулировать из частоту вплоть до скважности, близкой к 1.

В каких пределах изменяется ширина импульса в зависимости от напряжения на 5 ноге?..

И как вообще подать напряжение с шунта - во всех схемах через транзистор - на там получается инверсия сигнала, а мне ее не надо.

А как Вы можете знать, нужна инверсия или нет, если схему Вы не "шшупали"???

[o_l_e_g]

Почему не сделать классическую схему ДС привода используя тахогенератор?

[Fenyx]

А как Вы можете знать, нужна инверсия или нет, если схему Вы не "шшупали"???

Ну, как бэ.. Я ж не дурак.. Смотрел схему источника питания для ноута на 18 вольт (в той теме, 555 схем). Простой анализ подсказывает, что при повышении выходной напруги, ширина импульсов должна падать, чтобы стабилизация была.. А у меня наоборот- рост напруги на шунте должен давать некоторое приращение ширины импульсов..

Почему не сделать классическую схему ДС привода используя тахогенератор?

Тахогенератор я себе представляю как еще один двигатель, подсоединенный к регулируемому в качестве генератора и с него берется напруга как с датчика частоты. Это не подходит. Механически там его негде вкрячить и вообще нежелательно, т.к. и привод делать надо.. Токарно-фрезерные работы это смерть всего проекта - нет, нет и нет.. Хочется решить проблему чисто электрически.

Кстати, думаю вот надо от чего плясать: http://www.simple-de...balancing-robot

Как раз ПИД - регулятор на 555 таймере. Только там привод на сервомашинку. Прекрасно работает. Заметьте, сигнал берется с делителя напряжения на (фото)резисторах. У меня в первом приближении тоже два резистора (мотор и шунт). Осталось разобраться куда мотор - вверх или вниз и какие параметры схемы - базовая частота, скважность и т.п.

Выковырял из видео общую схему (в финале интегрирующую цепочку убрали, видимо не нужна оказалась), чтобы не лазить туда каждый раз при обсуждении.

[Falconist]

Тахогенератор я себе представляю как еще один двигатель, подсоединенный к регулируемому в качестве генератора и с него берется напруга как с датчика частоты.

Это Вы имеете в виду такую цацку (со стриммеров для ЭВМ серии ЕС)?

Это действительно сложно. Можно ведь сделать таходатчик, как в колесике мышки: диск с прорезями, укрепленный на валу с другой стороны и оптрон с открытым каналом. Частота вращения - по частоте получаемых с оптрона импульсов. Дальше - интегратор и ОС на генератор.

Что касается задействования 5-го вывода, то у меня к нему отношение настороженное. Ваял когда-то детектор перехода напряжения через ноль (со вторички понижающего трансформатора). Чтобы минимизировать длину импульсов, поставил с 5-й ноги переменный резистор на общий минус. Так вот, даже при полностью закороченом резисторе импульсы на выходе всё равно были. И после того не раз гонял в симуляторе схемы с задействованием 5-го вывода - регулировка существенно нелинейная и "кривоватая".

[Fenyx]

Это Вы имеете в виду такую цацку (со стриммеров для ЭВМ серии ЕС)?

Это действительно сложно. Можно ведь сделать таходатчик, как в колесике мышки: диск с прорезями, укрепленный на валу с другой стороны и оптрон с открытым каналом. Частота вращения - по частоте получаемых с оптрона импульсов. Дальше - интегратор и ОС на генератор.

Что касается задействования 5-го вывода, то у меня к нему отношение настороженное.

Эээээ... У меня не такой движок.. Со стриммерами я дела не имел - только с матричными принтерами - давно, в 90-х, но только печатал. Кстати... Где-то у меня потроха валялись от старого струйника.. Мож там движк потянет... Хотя он шаговый там - как его подключать....

На счет 5-й ноги... Ну, микрухи есть разные, может в вашей она и подключена не была - вон у человека из видео все работает же!

Да, в симуляторе я б тоже промоделировал, только не знаю как там мотор прикрутить... Особенно с учетом переменной нагрузки на него.

[Falconist]

Мотор я показал только как образец. Валяются у меня парочка. прикупил в начале 90-х, когда это добро разбирали на детали.

...потроха валялись от старого струйника.. Мож там движок потянет... Хотя он шаговый...

Как подключить - можно подсказать, только учтите, что крутящий момент у него существенно ниже, чем у коллекторного. Пробовать надо.

...микрухи есть разные, может в вашей она и подключена не была...

Была. Я ж писал, что фактически закорачивал ее на общий минус.

... в симуляторе я б тоже промоделировал

А "вживую"? Что, паяльника нет? Там в схеме всего пяток деталей. И все вопросы сразу отпали бы, как яйца от продналога...

[Fenyx]

А "вживую"? Что, паяльника нет? Там в схеме всего пяток деталей. И все вопросы сразу отпали бы, как яйца от продналога...

Да паяльник есть.. Нет микрухи и силовых транзисторов (ну, что-то валяется, но это скорее всего не подойдет).. Надо ехать покупать.. А что покупать-то? Надо ж сначала придумать. Я хотел найти подходящую схему - может и не получится ничего! У меня такой характер - я сначала долго прорабатываю идею и когда уже уверен что хотя бы что-то получится, тогда все делаю.

Да и мотора у меня два. Один сейчас стоит штатный - на 110 вольт. Его от этой микрухи похоже не получится зарегулировать. Второй мотор на 12 вольт я купил, но его туда еще вставить надо, получается можно с ним поиграться не устанавливая, но все равно надо знать что к чему. Ну спаяю я сейчас что-нибудь, оно не работает - все, время потрачено, результата нет. Надо же разобраться в теме чтобы знать хоть какой конец к какому припаивать!

[Falconist]

А почему Вы хотите задействовать именно таймер? У Вас к нему что - платоническая любовь?

В принципе, можно управлять и мотором на 110 В. Управляющую схему питать от более низкого напряжения, а ключевой транзистор всё равно будет с открытым коллектором/стоком, лишь бы получил на базу/затвор нужный управляющий сигнал. Кстати, при 110 В питания разница между полевым и биполярным транзисторами в КПД как-то уравнивается.

А вообще-то без экспериментов всё равное не обойдетесь (с вероятностью в 99,9%). Готовое решение вряд ли найдете. Всё равно придется "дорабатывать напильником".

Я тоже сейчас большинство своих проектов паяю "с листа". Но ведь и опыт-то у меня другой... И, тем не менее, некоторые узлы всё равно приходится макетировать.

[Fenyx]

А почему Вы хотите задействовать именно таймер? У Вас к нему что - платоническая любовь?

Потому что нужен импульсный регулятор (шим или чим), потому что альтернатива 555 микрухе - либо какие нибудь микроконтроллеры (ни программатора ни опыта в их программировании нет), либо специализированные микросхемы, которые фиг найдешь - надо заказывать где-нибудь на Texas Instruments... и стоят они по опыту столько что лучше я буду сидеть и сам ручку крутить! Нашел готовое предложение контроллера движка, так цена за самый дешевый - от 1500 рублей.

Я просто думал, раз на этой микросхеме столько всего напридумано за 30 лет, то уж контроллер-то двигателя наверняка кому-то в голову приходило собрать! Я не знал что мне первому она понадобилась! Это вообще очень странно... Хоть бы определиться примерно с частотой шим.. Встречал, что на частоте выше килогерца мотор может не заработать...

[Falconist]

Наоборот, на частоте ниже 10 кГц мотор будет "пищать".

Значит так. Определяйтесь с:

1) Питающим напряжением;

2) Необходимостью зануления одного вывода мотора (или же его можно подключить к питающему напряжению?);

3) Потребляемым током;

4) Доступным ассортиментом компонентов (MC34063 - тоже распространена и дешевая).

Тогда будем вести разговор конкретнее. Кстати, сваять датчик тока на тоже очень дешевом и распространенном ОУ LM358 - как два пальца... И не обязательно таймер. Любую задачу можно решить самыми разными путями. С одинаковым конечным результатом.

[chip-chip]

Как вариант - U6083B. Почти готовый регулятор для двигателя с ШИМ.

[Fenyx]

Falconist, во первых, объясните мне как вставлять в цитату не весь пост, а только часть - у вас движок какой-то непонятный - пихает всю кучу...

На счет остального - у меня задача с множеством переменных. Мне нужно определить как будет сделать проще при относительно одинаковом результате.

Я тут помоделировал немного. Подумал что куплю-ка я завтра пяток таймеров, да попробую сначала сделать простой вариант - такой как по моей ссылке на ютубу... Но без ПИД-регулятора, а вместо него присобачить потенциометр и подавать переменное напряжение на 5 ногу - посмотреть что выйдет. Если выйдет, подключу мотор (у него 2 провода и постоянный магнит на статоре, что, кстати дополнительная сложность, т.к. в аппарате куда я его буду ставить, мотор с последовательным возбуждением и там реверс осуществлен коммутацией ротора и статора - придется думать как переделать). Возможно будет достаточно подобрать базовую скважность и оставить регулятор на 5 ноге для подкручивания если что. А если стабильность будет неудовлетворительной, то буду морщить лоб с ОС.

На счет ваших предложений по другим микрухам - для меня никакой разницы как она называется, главное: она должна продаваться в нашем радиомагазине, стоить в пределах 100 рублей, требовать минимум внешних компонентов (чем дороже, тем внешней рассыпухи должно быть меньше, в идеале готовый регулятор купил бы рублей за 300, особенно если бы мотор менять не пришлось, тогда и на 500 согласен). Просто я не знаю всех путей и микросхем, с помощью которых можно решить мою проблему. Я честно благодарен вам за помощь, но вы своими предложениями только размываете путь решения. У меня и так слишком дофига переменных, а вы еще добавляете, а я бы наоборот, хотел добиться от вас сокращения их.

На счет частоты туда же - про вторую микруху драйвер почитал - она работает на частоте ниже 2 кгц, вы говорите нужно выше звукового диапазона (я бы тоже так хотел выбрать частоту), но в кажется в той же теме про 555 таймер я встречал упоминание что не любит мотор высокие частоты. Ну как тут точные параметры узнать?!!!

Точно я знаю одно - мне нужно чтобы мотор крутил исполнительный вал (через редуктор в виде 2 шкивов и пассика с соотношением диаметров где-то 1:7) с частотой 10 оборотов в секунду! Никак не больше 11 и чтоб при повышенной нагрузке частота проседала как можно меньше - те же 0,5-1 об/сек.

[Falconist]

Дык серое вещество подключать надо. Отвечается "с цитатой", и потом ручками, ручками удаляется ненужный текст.

Ладно, не будем больше метаться по сторонам, остановимся на 555-м таймере.

По поводу ШИМ (регулировка скважности от 0 до 100%) - работоспособна вот такая схема:

Схема неоднократно апробирована, работает отлично. 5-й вывод не задействован, можете с ним поиграться. Вдруг и получится что-то адекватное. Пока поисупражняйтесь на 12-вольтовом моторе. А там будем думкать по результатам экспериментов.

[XP1]

Да и мотора у меня два. Один сейчас стоит штатный - на 110 вольт. Его от этой микрухи похоже не получится зарегулировать. Второй мотор на 12 вольт я купил, но его туда еще вставить надо, получается можно с ним поиграться не устанавливая, но все равно надо знать что к чему. Ну спаяю я сейчас что-нибудь, оно не работает - все, время потрачено, результата нет. Надо же разобраться в теме чтобы знать хоть какой конец к какому припаивать!

Так и укажите типы этих двигателей. Это необходимо чтобы сравнить их характеристики, и принять решение: будет ли эта замена полноценной (хотя и с новыми эксплуатационными свойствами.). Желательно описать механизм , который они приводят в действие.