Модератор: asidalv

То "val_128" - в подборе емкости не вижу проблем, ведь вас же не удивляет что каждлму мотору нужно свое напряжение, а емкости такой же параметр, причем точность "плюс-минус километр". К томуже параметр емкость в обсуждаемом контроллере(назовем его резонансный контроллер) можно заменить регулировкой высокого напряжения, которым заряжают эту емкость, что значительно проще. Нам же важна не сама емкость, а то время, которое нужно для ее перезарядки.

Что бы упрощать схему, то нужно знать какие праметры важны а какие нет.

Про асинхронный режим - в этом "резонансном контроллере" ничего никуда не пропадает (в отличии от мостовых и ключевых схем)

-----------
Если же ротор отстает от скорости вращения маг поля(проскальзывание при нагрузке на вал) то конденсаторы при перекачки тока через индуктивность мотора будут немного терять заряд и их нужно каждый такт немного подзаряжать. А если же ротор по какой либо причине вращается быстрее вращающегося поля(опережение вращения) то конденсаторы заряжаются больше чем подводится постоянное напряжение от источника и получается что вообще не будут требовать подзарядки(тиристор подключающий источник питания получается включенном в обратном направлении и будет просто закрыт), при этом тратится только энергия избыточного заряда конденсатора - типа рекуперации. Вот тут даже стоит подумать как немного отобрать излишнюю энергию с конденсаторов через динистр обратно на истояник питания, что бы не пробило конденсаторы от перенапряжения(там будет в этом случае все время накапливаться напряжение как при резонансе) Собственно эта схема и работает как резонансная, только разделенная на полупериуды диодами-тиристорами, позволяющими ввести татакты ожидания.

В случает если мотор недогружен, то он будет качать энергию конденсатора (перезаряжая его туда-сюда) почти не трогая источник питания, но при этом растягивается периуд перезаряда конденсатора и он не должен выйти за выделенное ей время, иначе опять будет излишнее потребление от источника энергии.

Если же емкость конденсатора слишком большая то тут начинает теряться мощность мотора, так как полноценно будет работать только один из полупериудов, а второй практически не даст толчка ротору, да еще и потеряет в холостую энергию, так как в этот момент почти не будет напряжения на обмотке и соответственно тока в данный такт. И соответственно от источника будет жрать все время энергию на заряд конденсатора, что бы запитать только один полутакт.

Если конденсатор слишком маленький - то скрость перезаряда конденсатора слишком большая и большую часть времени эта фазная обмотка просто будет простаивать и не даест в это время возможную дополнительную мощность мотору. Но зато с маленькой емкостью все режимы отлично работают, но конденсатор зато появляется опасность, что при "первой возможности" конденсатор получит большое напряжение (нужно что бы конденсатор держал избыточное напряжение на моменты переключения скорости на понижение и тогда вся энергия вращения массы ротора уйдет в напряжение перезаряда фазной емкости - режим рекуперации энергии)
----------

На вопрос куда девается энергия самоиндукции в ключевых контроллерах - она там через диоды (которые стоят парллельно ключам) пытается вернуться в источник, немного уменьшая потребляемый ток. Но вот в моменты открытия ключей, когда индуктивность иоторной обмотки набрала свой ток - далее нужно ключи вовремя отключать, иначе потери энергии и сгоревшие провода - вот сдесь и нужны датчики тока, что бы вовремя выключить ключи.
В нашем резонансном котроллере этого не нужно, так как емкость как только отдала свой заряд, далее индуктивность мотора пытается сама его вернуть на эту же емкость, но с другим знаком. И все произойдет с оптимальной характеристикой для конкретной обмотки, а по прекращению тока тиристоры сами закрываются и ждут дальнейшего указания.
-------------

По поводу датчиков положения - смысл датчика дать сигнал, когда нужно оптимально подать ток на фазную катушку рядом с которой расположен датчик.
Два-три датчика одновременно ставят по разным причинам:
- первый вариант каждый просто дает сигнал когда "обслужить" свою фазную катушку.
-второй вариант когда к основному датчику приставлен рядом второй, для того что бы отслеживать направление врашения, то есть определяя какой сработает раньше туда и вращение ротора.

Вывод, который я могу сделать про алгоритм работы с датчиками:
- как только получаем сигнал с датчика нужно всю систему тактирования фаз сдвинуть так, что бы вся система начала работать с того такта, который предназначен обслуживать эту фазную катушку под которой и стоит датчик, а если датчик не дает сигнал, то все идет своим чередом, то есть контроллер крутит свои фазы с своей заданной частотой. Причем сигнал от датчика не обязательно принимать на каждый оборот, можно скажем пропустить несколько 2..8 его сигналов, что бы двигатель по динамичнее разгонялся или даже дополнительно поднять ему напряжение питания.

Но если вспомнить что ротор с магнитами наводит в катушках статора напряжение, а контроллер у нас резонансный, то можно вообще обойтись без датчиков Хола и следить только за напряжением заряд фазных конденсаторов - стремится что бы они перезаряжались в пределах отведеного времени(регулируя напряжением питания) - это и будет максимум мощности на валу. Причем этот режим и будет минимальной потери энергии в системе при максимуме мощности. Схема c выводом для датчика Холла на 12 тактов:

Ток внутри контура в Q раз превышают ток, потребленный от ИП, где Q добротность контура. Также надо чтобы тиристоры кратковременно выдерживали режим захлебвания схемы т.е. выдерживали КЗ. Поэтому надо сразу ставить мощные -- лучше раз потратиться, чем потом менять их кучами в процессе отладки.

Fema,

датчики положения ротора имеют смысл только для явнополюсных двигателей т.к. их "момент зажигания" должен точно определяться оппозитным положением катушек ротор-статор. Для асинхронников все эти навороты не имеют никакого смысла, к тому-же, асинхронник при запитке его моим устройством превращается в синхронный двигатель - обороты его постоянны до тех пор, пока он способен преодалевать силы торможения ротора.

val_128,

питать микродвигатели от моего девайса бессмысленно. Добротность контура, образованного обмоткой такого двигателя настолько мала, что говорить о каком-либо приросте мощности (снижении тока потребления) не стоит.

Также, однофазные асинхронные движки дефакто имеют КПД около 50%, я не вижу смысла с ними возиться. Например у меня есть движок от магнитофона "Комета" 220V 60W так его можно как угодно питать, жрать он меньше не будет - R обмотки более 50 Ом, добротность никакая.

Не совсем согласен, частота меняется в широких пределах путем изменения частоты тактового генератора, другое дело что максимальные тяговые характеристики мотора (мы же этого хотим?) возможно получить только на опеределенной частоте, весьма близкой к резонансной частоте контуров обмоток. Вот это главный минус всей установки.

Китаёзные моторы недоматывают в целях экономии меди. У нас на работе сгорел мотор в китайском сверлильном станке - тоже грелся. Аминь, как говорится. Уиельцы нашли вместо него мотор от старой 70х годов стиральной машины, поставили его и станок работает ничего не греется особо 😎

За выходные переделал схему в связи с недостатками о которых писал раньше. Теперь для формирования импульсов используется 18 разрядный десятичный счетчик, образованный последовательным соединением 2х микросхем К561ИЕ8. Таким образом теперь импульс регенерации заряда конденсатора подается в самом конце периода, что не мешает сбору контр ЭДС с обмотки в широком диапазоне нагрузок вала.

Можно считать, что такое решение с таймингом почти идеально. Ток потребления на ХХ остался прежним, равно, как и все прочие параметры устройства, однако, удалось добиться ГЛАВНОГО. При торможении вала двигателя рукой перестал лавинообразно расти ток! Если до переделки при легком торможении ток подскакивал до 6А, а при торможении плоскогубцами до 10-15А, теперь ток не поднимается не при каких условиях выше 9А, дальше ротор просто останавливается и ток падает. Более точные результаты измерений под нагрузкой будут после того, как доделаю стенд. Подходящий генератор нашелся, правда он требует ремонта замены щеток... Да, чуть не забыл. Потребовалось уменьшить индуктивность зарядного дросселя т.к. в отличии от первого варианта, заряд должен осуществиться быстрее. Теперь дроссель 1 Мг 0.9 Ом. Без сердечника.

Привожу новую схему аппарата и фото.

а кто мешает в качестве "нагрузки" использовать автомобильный генератор на 12В ?
там киловатт спокойно с него снять можно...
а управление - возбуждением от аккума - 12В на обмотку - очень просто все...
и ничего городить не надо...

Автомобильный генератор имеет 6 полюсов, значит как минимум в 3 раза медленнее будет вращаться, чем обычный синхронник(в итоге частота генератора тактов контроллера будет уже выше 10 кГц). И еще, так как у этого генератора маленькая индуктивность катушек и они требуют большого тока (20..60 ампер), а напряжение питание нужно поднимать как можно выше иначе много напряжения потеряется на переходах тиристоров (1.5-2 вольта на тиристор) значит нужно ставить последовательно еще 3 дросселя последовательно к каждой обмотке и повышать напряжение питания не менее чем 60-100 вольт.

Речь шла о нагрузке асинхронника на валу автогенертором для измерения эквивалента механической мощности, а не запитка автогенератора от схемы в качестве двигателя.

_________________
Говорите говорите, я всегда зеваю когда мне интересно. 99,9% всех СЕ устройств, - от неправильных измерений

Именно так ! 😀 т.е. не "закольцовывание в ВД" а именно НАГРУЗКА на валу асинхр. мотора - чтобы можно было ставить лампочки на 12В и изменять нагрузку и смотреть что там получается.

Мои изыскания

То "asidalv" - если в вашей силовой части перевернуть полярность подпитывыющих тиристоров, и поменять полярность подключения источника питания, то целых три тиристора будут катодом сидеть на земле - а это даст возможность удалить три трансформатора, так как они уже не нужны, и напрямую(через огр.резистор) подключить транзисторы к трем тиристорам. При этом правда придется в генераторе подкорректировать разводку фаз к счетчику, что бы все приходило в нужное время (так как полярность подпитки конденсаторов изменилась) Это незначительное изменение в схеме дало резкое резкое уменьшения колличества деталей в силовой части.
Вашу силовую схемку с изменениями приложил.

То "VAL_128" - ваши изыскания регулярно просматриваются и делаются выводы, считаю их очень полезными для уточнения знаний на выкрутасы индуктивностей в импульсных токах.

анализ силовой части схемы приводит к мысли, что в каждой фазе вместо пары встречно включенных тиристоров можно поставить один симистор, в зависимости от текущей полярности он откроется в нужном направлении.. это уменьшит кол-во управляющих сигналов и упростит схему..

Семистор ставить нельзя, так как он не будет синхронизоваться с тактовым генератором, а по задумке перед открытием тиристора нужно дождаться нужной фазы. По сути там колебательный контур который после каждого полутакта заклинивается диодом-тиристором и ждет подходящего времени чтобы сделать следующий полупериуд через другой тиристор в обратном направлении.

Вот и я так-же, описывал схему и рассказывал местным электронщикам и технически грамотным людям о сути эффекта, а в иготе следовали предложения `рационализации` и полное непонимание сути явления и физики процесса 😕

Симисторы, равно как и все остальное кроме тиристоров ставить НЕЛЬЗЯ. Не будет работать. Вместо тиристоров допускается т.н. "конверсионная трубка Грея" где комутация осуществляется дугой. Это лучший способ комутации таких девайсов!

Fema, и всем остальным.

Люди, если кому-то удастся сделать проще -- я буду рад! Более того, готов поспорить на бутылку что никому не удастся. Все равно придете к тому, что силовую часть нужно гальванически "отвязывать" от низковольной электроники трансформаторами (оптикой) и больше никак. Ну вынесет у вас от высокого пару раз всю рассыпуху. Как надоест играться поставите трансформаторы 😎

И еще. Тиристоры имеют такое нехорошее свойство как "пропуски зажигания". Почему не знаю. Ими надо управлять подавая пачку импульсов -- какой-нибудь да откроет! Если произойдет пропуск регенерации это не страшно, а вот если фазообразующий импулс -- вынесет, опять-же, пол схемы...

Выкладываю сигналограммы новой схемы устройства. Как видите, добротность обмоток моторчика крайне низка. От ИП требуется довольно много тока для компенсации потерь. Если найти подходящий двиг (2-3 кВт год выпуска чем раньше тем лучше) можно получить довольно интересные результаты...

Абсолютно верно.

to asidalv
Самый высокий КПД в режиме генератора будет у коллекторника. Нужно искать совдеповский постоянного тока, все новые импортные переменного токаот электроинструмента намотаны малым количеством провода на якоре и рассчитаны на 10-15 тыс оборотов. Можно попробовать от стиралок подобрать. Ну и прийдется подать напряжение от внешнего источника на статорные башмаки, обеспечив ему возбуждение. А для экспериментов удобнее варианта чем автомобильный автогенератор быть не может, ну и что что КПД у него не выше 40-60%, это не имеет решающего значения на настоящем этапе. Сейчас нужна нагрузка и тестировать как поведет схема при var нагрузке.
Но все равно как я уже сказал выше, лишнего с асинхронником не получите. На холостом ходу доротность и так низкая , (порядка 3-4) упадет еще ниже до 1 под нагрузкой.
Конструкция двигателя потому что, - вращающийся трансформатор со всеми вытекающими.

_________________
Говорите говорите, я всегда зеваю когда мне интересно. 99,9% всех СЕ устройств, - от неправильных измерений

Есть у знакомого коллекторник постоянного тока на -24V советский, старый. Мощность и КПД неизвестны (нет шильдика) но известен вес девайса: около 15 кГ и количество щеток - 2. Возбуждение внешнее, смешанного типа. Двиг используется для точильного станка, можно попробовать выцыганить за небольшую сумму $. Стоит?

семистор - это два два встречно включенных тиристора с объединенным управлением, открывать теми же пачками импульсов только на базу ключа подать объединенные сигналы (например с ключей А и А') в зависимости от полярности напряжения на конденсаторе откроется семистор в нужном направлении, а по окончанию тока через него закроется и будет здать новых импульсов управления..
чем же это отличается от работы тиристоров?
при использовании семисторов уменьшается число ключей и импульсных трансформаторов на 3.. семистор можно использовать ВТ139Е, он бывает на напряжение 600В или 800В, ток 16А, стоит 15-20 руб..

MSN,

добротность на ХХ зависит главным образом от сопротивления обмотки, правильно? В моем варианте это 12.6 Ом, посему добротность никакая. Но взяв более мощный движок (2-3 кВт, 4х полюсный) у него будет ~ 3-5 Ом. Добротность на ХХ ожидается в районе 10, что уже неплохо. Допустим,
R=5 Ом
L=100 Мг
С=10 Мкф
тогда
Q = (1 / 5) * ((100 / 1000) / (10 / 1000000)) ^ 0.5 = аж 20!
частота при этом
F = 1 / (6.2831 * Sqr((10 / 1000000) * (100 / 1000))) = 159 Гц

Собственная частота резонанса обмоток при вращении естественно упадет и будет около 100 Гц, соответственно, коммутировать можно на близкой к этой частоте т.е. на валу получим около 3000 об/мин и приемлимый ток на ХХ. Теоретически, может быть закольцуется, это будет фантастика 😎

Как я уже писал, с схеме удалось побороть главную проблему - _лавинообразный_ рост тока при нагрузке вала из-за "подсекания" импульсом регенерации процесса сбора контр ЭДС. Так что чем черт не шутит, как говорится, а вдруг?

😛

Проблема в том, что семистор открывшись раз, будет готов к тому чтобы пропускать ток в обоих направлениях, а этого допустить в схеме нельзя! При разряде конденсатора на катушку ток перестенет течь по истощение энергии МП вокруг катушки, при этом на конденсаторе напряжение будет с обратным знаком относительно исходного.

Семистор, который в это время будет открыт, приведет к возникновению затухающих колебаний в контуре, пока энергия в неи не иссякнет. Если в этот момент поступит сигнал регенерации (что ожидается) будет еще и КЗ от сквозных токов и придется бежать в магазин за покупкой новых тиристоров 😎

На худой конец, можно применить связку семистор+диод (вместо 1 тиристора) но смысл огород городить?

Да, 16А это совсем мало. У КУ202Н 30А в импульсе, что на грани. По хорошему, надо ставить не менее 100А в импульсе. Дохнуть не будут.

Все расчеты актуальны (правильность не проверял) только на ХХ, когда вращающийся трансформатор (АД) практически нам не мешает.
КАк только появляется нагрузка, и ток ротора начнет создавать противопоток в статоре который вызывает появление ЭДС в статорных обмотках направленный против источника. Это эквивалентно уменьшению индуктивности этих обмоток, и это вызывает рост тока потребления. Следовательно повышение энергопотребления.
Приехали.
В схеме с АД ни о какой закольцовке не мечтайте. Вы же знаете в чем истинная причина. НО могу поспорить. Если что, - съем шляпу. Отработать схему на АД можно и нужно. НЕ более.

_________________
Говорите говорите, я всегда зеваю когда мне интересно. 99,9% всех СЕ устройств, - от неправильных измерений

Сколько лет MSN уже пытается съесть шляпу... как-то все не складывается... обидно...

_________________
"Наука - это то, чего быть не может. То что может быть - это уже технический прогресс" (П.Л. Капица) "Делай, что должно и будь, что будет.."

У Вас нет прав отвечать в этой теме.

Форум - Резонансные генераторы - Резонанс Мельниченко - Эффективный источник питания асинхронного двигателя - Стр 4