• Объявления

    • admin

      Просьба всем принять участие!   24.11.2017

      На форуме разыгрывается спектроанализатор Arinst SSA-TG LC (цена 18500 руб). Просьба всем перейти по ссылке ниже и принять участие!
pliss

Частота ШИМ для ДПТ с возбужнением от постоянных магнитов

10 сообщений в этой теме

pliss    6

Вопрос такой поднимался в сети, но я так и не нашёл убедительного для себя ответа.

Собственно, существует ли связь между частотой вращения при номинальной нагрузке, количеством полюсов ротора и статора (или как-там правильно - якоря?..), индуктивностью, активным сопротивлением обмоток и оптимальной частотой широтно-импульсной модуляции при регулировке мощности подводимой к моторчику?

И если такая связь есть, то как её рассчитать?

Может кто-нибудь просветить по этому вопросу?

Вот моторчик, тот который 12В:

Снимок.JPG

Снимок2.JPG

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Быстрый заказ печатных плат

Полный цикл производства PCB по низким ценам!

  • x
    мм
Заказать Получить купон на $5.00
mail_robot    1 207

не замечал я что-то такой связи. Единственное на что обращал внимание у промышленных девайсов - там всегда стремятся вывести частоту за границу звукового диапазона на сколько это возможно по параметрам ключей. На частотниках для трехфазных двигателей частота ограничена сверху частотой IGBT модулей, а на ДПТ потерями в ключах. Так что с частотами шибко не разбежишься.

По низу частота ШИМ тоже имеет свои границы для обеспечения неразрывности тока в индуктивности якоря. Иначе пропорциональности не будет. А это значит частота ШИМ должна быть как минимум на порядок выше номинальной частоты вращения якоря

Вот собственно нижние и верхние границы. А там уже здравый смысл дальше начинается

Изменено пользователем mail_robot
  • Одобряю 2

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
IMXO    1 100

конечно существует

при увеличении частоты ШИМа , наступит момент когда длительность импульса будет меньше тау ДПТ произойдет уменьшение тока ДТП. = падение мощности

при увеличении частоты ШИМа величиться нагрев из-за токов Фуко = падение мощности

при совпадении частоты ШИМа с частотой вращения ламелей  будет наблюдаться    эффект стробоскопа , те часть полюсов будет исключена из работы = падение мощности

  • Одобряю 1
  • Не одобряю 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
pliss    6
41 минуту назад, mail_robot сказал:

<...>По низу частота ШИМ тоже имеет свои границы для обеспечения неразрывности тока в индуктивности якоря. Иначе пропорциональности не будет. <...>

У якоря три полюса и две щётки. Обмотка одного полюса оказывается подключённой в течении 1/3 оборота.

Я правильно понимаю, что за две трети оборота, до следующего подключения в отключённой обмотке должен течь ток самоиндукции?

Или как правильно?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
mail_robot    1 207

Немного не правильно. Обмотки никогда не бывают полностью отключены. Они все последовательно через коллектор соединены. При переключении ламелей коллектора на них меняется полярность. И там не ток самоиндукции будет, а противоЭДС, как если бы двигатель стал генератором. Соответственно частота вращения ДПТ ограничена этой самой ЭДС. Поэтому и получается рулить частотой вращения меняя потенциал источника

Это если по рабоче-крестьянски. Подробнее можно почитать в учебниках по устройству и теории электрических машин.

Изменено пользователем mail_robot

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
pliss    6
28 минут назад, IMXO сказал:

<...>при увеличении частоты ШИМа , наступит момент когда длительность импульса будет меньше тау ДПТ произойдет уменьшение тока ДТП. = падение мощности<...>

Можно по-подробней, тау для дпт - это R/L одной обмотки якоря?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
mail_robot    1 207

не помню точно что именно обозначает тау (давно учился), но видимо имелось в виду полюсное деление

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
pliss    6
7 часов назад, IMXO сказал:

<...>при совпадении частоты ШИМа с частотой вращения ламелей  будет наблюдаться    эффект стробоскопа , те часть полюсов будет исключена из работы = падение мощности<...>

Половину дня потратил на общение с гуглом. Толку мало. В разного рода курсовых работах частоты 50 - 3000Гц. Буржуйские контроллеры - +-50кГц. Значит, сверху частота ограничена индуктивностью обмоток, а снизу - стробоскопическим эффектом. Ну, и для комфорта частоту уводят из слышимого диапазона.

В моём случае можно определить какая частота точно будет не оптимальной.

Если я опять ни чего не напутал, то обмотки переключаются так:

Снимок3.JPG

Значит, каждая обмотка меняет полярность один раз за оборот. Для холостого хода моего моторчика это будет 18200/60=303,(3)Гц.

То есть, для моего моторчика частота шим должна быть выше 303,(3)Гц.

Так?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
IMXO    1 100

она должна быть или на порядок выше или на порядок ниже

5 минут назад, pliss сказал:

Для холостого хода моего моторчика это будет 18200/60=303,(3)Гц.

и умножить на кол-во обмоток те 900Гц

  • Одобряю 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vslz    240

@pliss Мне известно только одно правило, касающееся мотора:

Постоянная времени, R/L мотора должна быть значительно больше периода частоты ШИМ. Почему - пояснил @mail_robot в самом начале.

В процессе ШИ регулирования ток через мотор - удивитесь, почти постоянный, с определённым размахом пульсаций, зависящим от частоты и R/L. А вот напряжение на моторе - прямоугольное:). Изменение коэф. заполнения дает эффект регулирования среднего подводимого напряжения. R и L составляющие осуществляют интегрирование прямоугольных импульсов. В результате, имеем постоянный ток с пилообразными пульсациями на частоте ШИМ, которые можно значительно уменьшить увеличением частоты ШИМ. Малая амплитуда переменной составляющей тока мотора означает, что на нагрев стали и создание вихревых токов она влияет мало. Верхний практический предел частоты ШИМ ограничен ростом тепловыделения ключа с частотой. Так как ток мотора непрерывен, то двигатель будет нормально регулироваться при любом числе коллекторных пластин, щёток. Лишь бы правило выполнялось. 

ШИ-регулятор с нагрузкой в виде мотора - это тот же степдаун (понижающий преобразователь), который может работать как в режиме непрерывного тока, так и прерывистого. Переход в режим прерывистого тока, возможный на низких частотах ШИМ вызовет бОльший размах пульсаций, бОльшую амплитуду тока мотора и ключа, ускорение износа щёток. Но самым заметным эффектом будет сильный акустический свист. Чем больше размах пульсаций, тем больше свист.

В статье (на английском) http://www.4qdtec.com/pwm-01.html ,глава "PWM and motor Heating" все на пальцах разъясняется, очень доступно.

 

 

  • Одобряю 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас


  • Сообщения

    • Опять хорошая идея. Ведь теперь, в отличие от изначальной схемы с ОЭ транзистор не обязательно открывать/закрывать полностью для предотвращения избыточного выделения тепла на нем (хотя частичное получение тепла с транзистора в общем не противоречит уточненной поставленной задаче), поэтому можно управлять и с помощью постоянного напряжения от ЦАПа. А ведь это тоже выходит (практически) постоянное напряжение. Наверное, третий вариант ШИМ без фильтра? В таком случае преимуществом первых двух было бы более плавное/равномерное потребление тока нагрузкой, меньше помех и как результат, сниженные требования к фильтрации питания?
    • Ясно. Петлю сотворил? Оставь, чего уж там.
    • @colorad какие будут замечания относительно следующего? заменил 311 на 339.  нужно еще R19 пересчитать.(тот что задает уровень срабатывания компаратора по току)
      не могу разобраться на счет R12. рассчитывал исходя из тока светодиода. какой максимальный ток коллектора 7pin DIS 555? в даташитах не могу найти. можно ли поднять сопротивление R17 в полтора два раза? затвор наверное сотни нА будет кушать.. по этому стабилитрон на 5вт  кажется - слишком перебор.) посоветуйте D7(тот что параллельно нагрузке). ............................ диодный мост ткнул от-балды. ....................................
    • Ищите обрыв или непропай со стороны плюсовой шины. Скорее всего коллектор неконтачит.
    • Не буду ничего говорить. По-другому.  Он очень ровный по звуку и мягкий что ли.  Уровень шума мизерный с открытым входом еле шелестит, а с замкнутым вообще гробовая тишина в пищике. На осцилле на делении 2 мВ/ клетка даже ВЧ шума нет, только помеха 100 Гц  амплитудой 0,5 мВ. Скорость без ФНЧ намерил около 150 в/мксек, корректируется двумя конденсаторами миллера в УН. Сейчас стоит по 10 пФ, но уменьшал и до 8- тишина. Ограничение мягкое. Емкость в нагрузке переваривает до 1 мкФ, это сильно. Но это не народный усилитель, да и дорогой он в сборке.   На выходе у меня стоят MJL1302/3281 Попробовал R6=1,5 и 2,2 К. Нужно, видимо, чуть больше, один  транзистор повторителя приоткрывается, другой еще закрыт наглухо. Остается 3,3 оставить. 17 мА, конечно, многовато (вот почему тока и не хватало  стабам), но транзисторы греются не сильно, градусов до 45. 
    • @Sergey32 А что за реле? Два контакта на замыкание, или три? Если три, то при включении реле два контакта размыкаются. Вот в таких:    Эта функция "отключение при включении реле" уже встроена. Никаких вторых реле не нужно!
    • Чего считать то? на выходе любого блока питания их полно. перечислить? Не то что пальцев, волос не хватит.