Первый пост темы: asidalv Post: #225164 От:17.01.2010 (14:39) Выложено окончание статьи.
Полная информация по устройству доступна по следующей ссылке [ссылка]
В кратце суть такая. Создана схема, позволяющая питать трехфазные асинхронники от небольшого аккумулятора 12V. Устройство отличается аномально малым потреблением тока. Пока вся эта конструкция разложена у меня на столе, идет отладка, хотя честно говоря, отлаживать больше нечего. Схема работает стабильно, двигатель крутится с номинальной частотой вращения. Удалось добиться того, что перестали гореть тиристоры и др. детали в схеме. Лишнее с этой схемы взять нельзя, любопытен сам способ запитки.
Основная цель создания этого устройства -- показать и доказать скептикам, что такой принцип питания индуктивных нагрузок работоспособен и лекго повторяется радиолюбительских условиях. Для создания сверхединичных устройств требуется новый, совершенно другой дизайн самого двигателя, над чем сейчас и ведется основная работа...
Люди, ну скажите, зачем вам микроЭВМы нужны для такой простецкой задачи? Котроллер понадобится только при массовом выпуске таких устройств на заводе тк дешевле чем из рассыпухи собирать. Сдесь же идет речь об опытном образце для пояснения сути явления. Мне не в лом распаять 3-4 корпуса -- это гораздо быстрее и проще чем писать прогу под микроконтроллер а затем ее отлаживать, долго и нудно, хотя я сам программист 😛 Главный недостаток схем на контроллерах низкая их повторяемость. Не все асм знают, народ просто почешет репу и пройдет мимо.
Fema Пост: #226249 От 22.Jan.2010 (02:43)
Вот схемка с разверткой 12 тактов (маслом кашу не испртишь), организованных помощью сдигового регистра. На выходе регистра поочередно через все выходы оббегает "1". На выходе регистра в момент включения питания может несколько тактов быть "мусор", но через несколько тактов, как только в конец регистра сдвинется любая "1" весь сдвиговый регистр очищается, переходя в рабочий режим. На генераторе 8 кГц сделана специальная задержка запуска примерно на 1..2 сек, что бы все схемы по включению питания вошли в рабочие режимы и небыло спонтанных импульсов на тиристорах на время переходных процессов в микросхемах.
Самое забавное в твоем варианте конденсаторы до 60 мкф... Там при 10 мкф добротность уже на грани, если сделать 20 будет просто как от розетки работать 😎 пожирая ток.
И еще. Светодиоды (или диоды) в оригинальный схеме стоят не просто так для красоты. Лог 0 на выходе логики означает не отсутсвие напряжения а то, что выход именно занулен т.е. связан с землей. А теперь подумай, куда пойдет ток через закрытые ключи 😏
malval55 Пост: #226246 От 22.Jan.2010 (01:57)
можно использовать для развязки опто-симисторы, например МОС3051, МОС3052 (напряжение до 600В, пиковый ток 1А), подключается между анодом и управляющим электродом тиристора через ограничительный резистор.. если заменяется трансформатор с двумя выходными обмотками, то два опто-симистора подключаются к одному ключу..
Почему все так боятся трансформаторов? Лень намотать на кольцо 30 витков проволки? А ведь это самый надежный способ развязки из всех существующих!
[ответить][с цитатой]
Fema Пост: #226250 От 22.Jan.2010 (02:59)
То "malva55" - такие оптопары действительно вполне можно использовать вместо маленьких трансформаторов, но транзисторы ставить все равно придется(микросхемы очень слаботочны), по размеру корпуса они не сильно менше маленького ферритового колечка, разве что можно будет убрать генератор 8кГц, но для начального рессета все равно придется оставить запирающий все каналы один транзистор.
Пример самой минимальной схемкы со всеми мыслимыми возможностями без трансформаторов и на оптотиристорах ТО132..ТО142 (они включаются по управлению от 80ма и 3V)
МОС3052 для включения требует 10мА, 1.5В.. Процессоры Атмел напрямую их потянут (максимальный ток канала 40мА)..
я предпчитаю использовать опторазвязку не из-за лени мотать импульсный транс, а из-за большей надежности и простоты стыковки с микропроцессорами..
[ответить][с цитатой]
2 asidalv
эвм - ну лично для меня эта тема немного ближе, потому думаю что каждый должен хотя бы попытаться принести пользу в том направлении в котором он способен это сделать. А так остается просто сидеть и ждать... ну и кроме того как писалось уже на контролере можно поиграться с частотами, скважностями и пр. Кроме того можно отслеживать факт зарядки и момент когда надо подпитывать фазный конденсатор. При разной нагрузке это может быть разный момент времени. А может вообще один цикл подзарядки можно было бы пропустить. Как может выглядеть датчик тока включенный в соединение обмотки и фазного конденсатора? Чтоб отслеживать отдана ли энергия от обмотки или еще нет.
Возможно задача будет простецкой при уже детально проработанном девайсе, а пока думаю всех возможностей и ньюансов несметное количество.
По поводу нагрузки - я хотел спросить чем в ДАННЫЙ момент нагружается двигатель, то как его применить при удачном раскладе - найдет каждый. Просто до того момента, когда сам соберу в "железе" хотелось бы иметь представление о том как это уже сделано у тебя.
Правильно ли я понимаю процессы изменения напряжения на фазной емкости?
2 Fema Я думал о PIC16А873 - 28ножек 22 порта ввод-вывод. 6- управление фазными тиристорами, 3- для подпитки емкостей, 1- пуск/стоп, 1- реверс, 3 - датчик завершения зарядки емкости, 1- обороты двигателя (0-100% или дискретно)1 - защита от перегрузки. ну и 6 можно использовать для индикации режимов работы и пр.
Размер: 18.35 KB
_________________ Нельзя победить закон сохранения энергии, но поторговаться можно
Касательно силовой части предлагаю рассмотреть такой вариант.
Здесь также может быть реализована перезарядка ёмкостей противоЭДС.
Плюс в том, что биполярники дешевле тиристоров, на них меньше падает, да их и самих меньше, проще логика. А ещё можно применить стандартные драйверы:)
Можно и феты поставить.
polial Пост: #226281 От 22.Jan.2010 (11:18)
2 asidalv
эвм - ну лично для меня эта тема немного ближе, потому думаю что каждый должен хотя бы попытаться принести пользу в том направлении в котором он способен это сделать. А так остается просто сидеть и ждать... ну и кроме того как писалось уже на контролере можно поиграться с частотами, скважностями и пр. Кроме того можно отслеживать факт зарядки и момент когда надо подпитывать фазный конденсатор. При разной нагрузке это может быть разный момент времени. А может вообще один цикл подзарядки можно было бы пропустить. Как может выглядеть датчик тока включенный в соединение обмотки и фазного конденсатора? Чтоб отслеживать отдана ли энергия от обмотки или еще нет.
Возможно задача будет простецкой при уже детально проработанном девайсе, а пока думаю всех возможностей и ньюансов несметное количество.
По поводу нагрузки - я хотел спросить чем в ДАННЫЙ момент нагружается двигатель, то как его применить при удачном раскладе - найдет каждый. Просто до того момента, когда сам соберу в "железе" хотелось бы иметь представление о том как это уже сделано у тебя.
Правильно ли я понимаю процессы изменения напряжения на фазной емкости?
2 Fema Я думал о PIC16А873 - 28ножек 22 порта ввод-вывод. 6- управление фазными тиристорами, 3- для подпитки емкостей, 1- пуск/стоп, 1- реверс, 3 - датчик завершения зарядки емкости, 1- обороты двигателя (0-100% или дискретно)1 - защита от перегрузки. ну и 6 можно использовать для индикации режимов работы и пр.
Дело в том, что схема является демонстрацией возможности такой запитки двигателей, не более того. Для получение СЕ асинхронник не годится т.к. в работающем двигателе много мешающих сил (генераторная ЭДС). Поэтому, городить большой огород не стоит. На вашем рисунке все правильно.
Стенд нагрузочный пока не собран. Ищу генератор подходящий. Нагружал вал торможением рукой и плоскогубцами, последними удалось остановить. Рукой это сделать невозможно. Но учтите, что ток растет пропорционально нагрузке! Одну из причин я уже описал, ее устраню - буду смотреть дальше...
[ответить][с цитатой]
Yarston Пост: #226288 От 22.Jan.2010 (11:46)
Касательно силовой части предлагаю рассмотреть такой вариант.
Здесь также может быть реализована перезарядка ёмкостей противоЭДС.
Плюс в том, что биполярники дешевле тиристоров, на них меньше падает, да их и самих меньше, проще логика. А ещё можно применить стандартные драйверы:)
Можно и феты поставить.
Тиристоры КУ202Н в нашем местном магазине стоят 19 руб/шт. Дешево и сердито 😊 Транзисторы (любые) не годятся для данной схемы принципе т.к. не обладают свойством оставаться открытыми без управляющего напряжения. А в схеме именно так и происходит - блок управления осуществляет только их "поджиг", дальше ток течет сам. В мощных планируемых девайсах будет дуговая коммутация.
Yarston Пост: #226293 От 22.Jan.2010 (12:00)
Если без ШИМ делать, так вообще на выход упраляющей схемы 3-х ног достаточно, если заюзать такой принцип:
1. КТ 604 вынесет. Там токи в импульсе на грани даже для КУ202Н! Как вы думаете, почему у меня 200в а не 400? Ведь тиристоры расчитаны на такое напряжение?
2. В данной схеме транзистор (верхний) открывшись останется открытым пока не снимите питание.
В схеме годится только ключевой элемент, способный удерживаться в открытом состоянии самостоятельно т.е. тиристор. Если кому охота эксперементировать - я не возражаю, но этот путь я уже прошел на этапе первых опытов. После 3х сожженных IRF 740 (из блоков питания АТХ) забил на это дело 😎
asidalv | Post: 226296 - Date: Fri Jan 22, 2010 8:11 pm
1. КТ 604 вынесет. Там токи в импульсе на грани даже для КУ202Н! Как вы думаете, почему у меня 200в а не 400? Ведь тиристоры расчитаны на такое напряжение?
Оно понятно, что вынесет - схема из журнала для других целей, конечно, пересчитывать надо. Я ж предлагаю принцип, а не конкретную схему. Кстати, полевички допускают весьма серьёзный перегруз по току.irf630 до 50А в импульсе держал (тупо разряд кондёра 50в 10000 мкф, через резюк 0.4ом + сопротивление канала примерно столько же + провода и катушечка 7в-в провода диаметром. Он сдох только тогда, когда радиатор уже в стол вплавляться начал😬
В схеме годится только ключевой элемент, способный удерживаться в открытом состоянии самостоятельно т.е. тиристор. Если кому охота эксперементировать - я не возражаю, но этот путь я уже прошел на этапе первых опытов.
asidalv Пост: #226273 От 22.Jan.2010 (09:49)
Светодиоды (или диоды) в оригинальный схеме стоят не просто так для красоты. Лог 0 на выходе логики означает не отсутсвие напряжения а то, что выход именно занулен т.е. связан с землей. А теперь подумай, куда пойдет ток через закрытые ключи 😏
дело в том, что в моих схемах трансформатор я поставил в коллектор транзистора, что бы своим эдс не мешал держать транзистор открытым, а на счет того что у микросхем высокий логический ноль и светодиод отбирает часть напряжения - так у меня все транзисторы со стороны эмиттера проходят через один общий транзистор, вот там и стоит только один раз "подпереть" диодом (да и на транзисторе падает тоже где то 0.5-вольта) в итоге это в сумме вроде должно согласовать логические уровни и транзисторы.
В последней схеме я исправил и подрисовал у общего транзистора диодик в эмиттере, что бы явно было определено согласование логических уровней.
А про номиналы конденсаторов - так я их примерно на глазок написал, их надо подобрать по месту, кстати как и другие номиналы на моих схемах очень приблизительные, только что бы принцип был понятен.
То "Yarston" - практически все полевики обладают еще защитным стабилитроном, который в обратном направлении хорошо пропускает ток и в итоге в момент когда конденсатор перезарядится обратным знаком ток через защитный стабилитрон полевика пойдет обратно, что бы это избежать последовательно с полевиком ставят еще диод - выходит что обысный тиристор два в одном - сам как ключ работает и еще как диод и закрыватся именно когда ток через него кончается, то есть в самом конце ЭДС индуктивности обмотки двигателя.
В ваших схемах, где конденсатор и обмотка двигателя в центре двухтактного ключа - конденсатор каждый полутакт перезаряжается через источник питания!, а в обсуждаемых схемах конденсатор во время перезаряда не замкнут на источник питания, что и позволяет экономить энергию, прогнав его заряд несколько раз туда-обратно ТОЛЬКО! через обмотку двигателя.
[ответить][с цитатой]
- Правка 22.01.10(11:43) - Fema
polial Пост: #226281 От 22.Jan.2010 (11:18)
2 asidalv
Я думал о PIC16А873 - 28ножек 22 порта ввод-вывод. 6- управление фазными тиристорами, 3- для подпитки емкостей, 1- пуск/стоп, 1- реверс, 3 - датчик завершения зарядки емкости, 1- обороты двигателя (0-100% или дискретно)1 - защита от перегрузки. ну и 6 можно использовать для индикации режимов работы и пр.
1 управление фазными тиристорами и подпиткой конденсаторов проблем вроде как нет
2 кнопка пуск/стоп и переключатель реверс тоже все просто.
3 датчик завершения заряда емкости - ставится просто маленький токовый трансформатор(датчик изменения тока) на каждую силовую линию, от него через диодный мостик и резисторный делитель подать сигнал на входы PIC, которые подключены к коммутатору внутреннего АЦП (не все входы коммутируются програмно к АЦП - нужно поосмотреть какие ножки порта подойдут для этого). Отсутствие напряжения и немного подождав время и даст признак о полной переброски заряда конденсатора через мотор.
4 Обороты двигателя проще изменять двумя кнопками - нажал на одну процессор повысил скорость, нажал н другую процессор понизил скорость, а если держать нажатой то двигатель набирает с какой то скоростью обороты(или падают)
Можно подругому - повесить резистор с емкостью и регулярно ножкой процессора заряжать(разряжать) емкость и тут же обратно считывать этой же ножкой(через внутреннюю АЦП) как напряжение изменяется, таким образом примерно отслеживая в каком положении находится движок резистора.
А можно сделать ручку к диску с дырочками по кругу и оптодатчиком посылать сигналы процессору который подсчитает в какую сторону и сколько импульсов проскочило(засветило через дырки), но тут нужно тоже две ножки порта, что бы подключить два оптодатчика для определения в какую сторону вращается руками диск. Но если сделать дырочки конусными а оптодатчик аналоговым с резистором на выходе, и подключить к ножке порта с АЦП, то можно определить направление вращения по одному проводу, тем как быстро на опторезисторе падает(или поднимается) напряжение и как часто идут импульсы.
5 Защита от перегрузок - повесить оптрон параллельно предохранителю и как он сгорит оптрон даст импульс на ножку процессора - все сгорел двигатель, пора идти вешатся.. но этого как правило не нужно, скорее полезно замерять высокое напряжение и общий ток потребления для расчета КПД (для этого подойдут опять аналоговые оптроны).
[ответить][с цитатой]
- Правка 22.01.10(11:22) - Fema
To FEMA
Да нажимай хуч какие кнопки, частота вращения двигателя не изменится.
Суть этой идеи, - полный перезаряд емкости через RL мотора.
ДЛя изменения частоты нужно проектировать динамически переключаемые банки конденсаторов, причем с переходом через нуль. А это огород, для начальных экспериментов, нет такой надобности. А вы тут уже промышленный образец проектируете 😀
Единственный плюс МК в этой истории в том, что он тоже может брать на себя функции управления банком конденсаторов, но как грится сначала самолеты...
_________________ Говорите говорите, я всегда зеваю когда мне интересно.
99,9% всех СЕ устройств, - от неправильных измерений
А можно ли что-нибудь сделать с однофазным двигателем в сверлильном станке, а то через 5 мин. нагревается как чайник и нужно ждать пока остынет?
[ответить][с цитатой]
val_128 Пост: #226384 От 22.Jan.2010 (19:22)
А можно ли что-нибудь сделать с однофазным двигателем в сверлильном станке, а то через 5 мин. нагревается как чайник и нужно ждать пока остынет?
китайский небось ? 😀
там проверь обмотки - могла одна оторваться - у него тогда гудение и эллиптическое поле - вот и долго вращается и греется как собака (мое ИМХО)
[ответить][с цитатой]
Вообще то если двигатель двухфазный (две обмотки под 90 градусов) и не нужно реверса то схемка упрощается, убирается обработка одной фазы, а оставшиеся тиристоры настроить на другие соответствия задержек между собой (переключил сдвиг фаз на 90 градусов).
Вот нарисовал для двухфазного асинхронного движка, если такие где в станках используются
.........
Тут посмотрел и действительно в домашних сверлильных и токарных станках стоят как раз именно двухфазные асинхронные моторы
ТО "val_128" микросхемка AN101 прекрасный контроллер для подключения и управления асинхронными движками, но там НЕТ возможности специального экономичного режима, который обсуждается в этой ветке и не предусматривается использование дешевых мощных тиристоров.
[ответить][с цитатой]
- Правка 23.01.10(23:12) - Fema
Ну, я больше ни о микросхеме, а о схемотехнике.
Вот здесь в приложении теория и практика управления 2-х - 3-х фазными двигателями, но маломощными с постоянными магнитами. Вот там используется детектор нуля, как MSN упомянул. Я тоже больше к микроконтроллерам склоняюсь. А вот вопрос - а схему автора ветки можноли синхронизировать без датчиков положения, как с постоянными магнитами по детектору нуля? Ведь схема предназначена для управления двигателями без постоянных магнитов.
В сети есть целые форумы, где люде делают сами контроллеры для авиамодельных трёхфазных бесколлекторных двигателей. (Покупные их почему-то не устраивают.) Так вот писал кто-то, что если без синхронизации просто три фазы, так эти моторчики будут крутиться, но очень плохо. Мне кажется и здесь помогла бы синхронизация, особенно в случае, когда, как автор пишет, нагружаешь - начинается "проскальзывание" магнитного потока, обороты резко падают.
И кстати про вылетание коммутационных приборов от большого тока. В контроллерах для авиамоделей обязательно есть датчик тока, сигнал с которго обрабатыватся соответствующим образом. А иногда ещё и датчик температуры.
P.S. FemaСпасибо за схему, быстро ответили.
Автору ветки респект. Воплотить идею в железо + оформительская работа - всё это большой труд достойный уважения.
То "val_128" - эта идея схемы чем меня и заинтересовала, что установив для заданного двигателя нужную емкость не требуется больше вообще следить за токами в обмотках, а управление только логическими импульсами включающие ЛЮБОЙ мощности тиристоры, и не нужно никаких синусов формировать. Но если захочется выжать из двигателя все на что возможен конкретный конструктив, тогда стоит поставить датчики токов/напряжений и автоматически подстраивать напряжение питания.
Синхронизовать этот контроллер с вращением ротора с КЗ-витком совершенно не нужно, здесь ротор сам синхронизироуется под бегающее по кругу магнитное поле, а вот моторы с роторным магнитом действительно нужно синхронизовать вращение магнитного поля под скорость вращения ротора.
В моторах высокооборотных (с магнитов в роторе) достаточно обеспечить плавный набор скорости и можно обойтись без датчиков положения, достаточно простого импульса датчика вращения вала, иначе возможен случай что ротор с магнитом будет иногда попадать на гармоники управляющего поля и будет странно дергаться. Но во всяком случае эти проблемы легко решаются программно, если контроллер на микроэвм собран, также легко можно определить начальное положение вала, даже попробвать его покрутить туда-сюда, для нахождения мест расположения датчиков Хола.
--------------
Рассмотрев проблемы синхронизации моторов с роторными магнитами оказалось что проблемы с положением ротора действительно можно попытаться решить простым методом, подведя импульс синхронизации вращения вала таких синхронных моторов к обсуждаемому котроллеру.
Думаю будет достаточно сигнал от датчика Хола сделать в виде одного короткого импульса за один оборот ротора и организовав от него например обнуление сдвигового регистра(в свободный такт времени), что приведет его в начальное положение на подготовку включения тиристоров первой фазной катушки(именно перед этой катушкой и должен быть расположен датчик). Такое схемное решение приводит к тому что разводка фаз "когда какой фазе работать" будет зависеть от конкретного положения датчика Хола относительно фазной катушки именно для конкретного двигателя (а они могут различаться) или же нужно иметь возможность двигать датчик Хола по кругу статора на моторе для начальной подстройки под разводку на схеме, тогда можно для всех моторов обойтись одинаковой схемой. Но решение с применением микроэвм все же будет универсальнее.
[ответить][с цитатой]
- Правка 24.01.10(01:49) - Fema
Так в этом и недостаток, что надо ёмкости подбирать. Наверняка можно как-то упростить схему. Вопрос куда девается ЭДС самоиндукции в схеме с полевиками как для AN101 или авиамодельных?
"сам синхронизироуется под бегающее по кругу магнитное поле"
И всё равно остаётса асинхронным, т.е. вращается фаза, иными словами поле попадает туда куда нужно только в некоторых периодах, а в остальных это потери, я правильно думаю?
А по датчику положения я бы сделал такой алгоритм.
Да, наверное можно одним обойтись. Короткий или длинный импульс - не важно, т.к. по переднему фронту ловим.
В начале запуск без учёта датчика. А затем в процессе отслеживаем длительность одного оборота и корректируем что? частоту сигнала или мощность? Ведь у нас при нагрузке начинают падать обороты и если мы понизим частоту, то это предотвратит асинхронную работу. А если мощность поднимать, это будет стабилизировать обороты под нагрузкой и тоже не даст войти в асинхронный режим.
AlexSoroka Пост: #226386 От 22.Jan.2010 (20:08) китайский небось ? 😀
там проверь обмотки - могла одна оторваться - у него тогда гудение и эллиптическое поле - вот и долго вращается и греется как собака (мое ИМХО)
Китайский то он это да. Но изначально режим непродолжительный. И я вот думаю, что можно сделать.
asidalv |
Post: #226266 - Date: 22.01.10(08:19)
857d78.pdf
45d865.rar
