Радио

Посоветуйте схему управления мощным двигателем постоянного тока

glavaleks 15-01-2013 22:26

Я недавно делал под ключ такой регулятор на 40А рабочей нагрузки с реверсом. Тока на 220В.
Gospod_in 16-01-2013 06:44

Можно схему посмотреть?
Gospod_in 16-01-2013 13:11

Поскольку понижающий трансформатор в любом варианте нужен, то мне кажется лучше сделать от него двухполярное питание (две обмотки+выпрямитель) и выходной каскад на двух транзисторах. В этом случае и токоизмерительный резистор будет на корпусе, и схема проще-шим без привязки к нулю питающей сети. Единственное нагрузка на транзисторы по току в разы больше. Как думаете?главалекс можно вашу схему посмотреть?
elveel 16-01-2013 14:56

quote:
Единственное нагрузка на транзисторы по току в разы больше

Это почему? Нагрузка на транзисторы останется прежней - в случае моста ток 50А идет через 2 ключа последовательно с якорем, с двуполярным через 1 ключ. Наоборот, выигрыш в КПД из-за меньшего падения напряжения, меньше и радиатор. Но, выигрываем в этом, проигрываем в весе меди трансформатора, т.к. оба плеча обмотки должны держать 50 А. Самая сложность в реверсивном шиме, на мой взгляд - работа на 0-й скорости.
Gospod_in 16-01-2013 16:08

Можно например сделать 2 шима и переключать их по полярности с задержкой, не допуская одновременного включения. Опять же на тиристорах 3 фазы сразу с трансформатора можно взять без выпрямителя. И ток распределится по трем тиристорам, но и схема управления сложнее в разы((
glavaleks 17-01-2013 07:04

quote:
posted 16-1-2013 01:11 PM

Поскольку понижающий трансформатор в любом варианте нужен, то мне кажется лучше сделать от него двухполярное питание (две обмотки+выпрямитель) и выходной каскад на двух транзисторах.



В таком случае надо делать по полумостовой схеме и трансформатор не нужен. Ограничить шим, чтобы не давал полную мощность, действующее напряжение чтобы не поднималось выше 115В. А в случае чего автомат успеет отработать, движок не сгорит.
glavaleks 17-01-2013 07:24

Можно поставить частотный регулятор, но это не дешёвое решение.
Gospod_in 17-01-2013 09:11

А без транса изоляция двигателя выдержит постоянно двойное рабочее напряжение? Испытательное равно 350 В в течение 1 минуты.
elveel 17-01-2013 11:04

С дросселем максимальное напряжение на якоре будет зависить только от регулировки, он сгладит пики шима. Дроссель желателен в любом случае, все типы преобразователей с дросселем работают лучше. Но если 1 из транзюков спечется, то в случае отсутствия защит, это будет веселуха!
glavaleks 17-01-2013 15:46

quote:
Но если 1 из транзюков спечется, то в случае отсутствия защит, это будет веселуха!

Электроника по любому может выйти из строя, даже самая надёжная, на это защитный автомат стоять должен.
glavaleks 17-01-2013 15:55

quote:
А без транса изоляция двигателя выдержит постоянно двойное рабочее напряжение? Испытательное равно 350 В в течение 1 минуты.

При полумиостовой схеме на нагрузку подаётся половина питания от средней точки конденсаторов, то есть грубо 400/2=200В, при 3х фазном питании, при однофазном, вообще почти шеколадно 300В амплитудное/2=150В.
Ваше предположение почти фантастическое(про напряжение более 350В), это длжен транзистор пробиться и конденсатор в одной диагонали полумоста. Транзистор может вылететь, а кандёры чаще сохнут и уменьшают проводимость. И всё это будет доли секунды пока не выключится автомат.
glavaleks 17-01-2013 16:13

quote:
А без транса изоляция двигателя выдержит постоянно двойное рабочее напряжение? Испытательное равно 350 В в течение 1 минуты.

По нормальному выход из строя такой схемы сопровождается пробоем транзистора, тогда получаем последовательно включенный конденсатор и двигатель, при этом конденсатор заряжается до напряжения питания а на двигателе вообще напряжения не будет , ну или почти не будет. Так что может и до отключения автомата не дойдёт, при этом сценарии. Но скорее всего будет пробой обоих транзисторв и пойдёт сквозной ток мимо двигателя, снова не получаем опасного напряжения.
Gospod_in 17-01-2013 16:22

Имею ввиду вот что при работе двигателя на полной мощности к нему будут приложены полупериоды 220 В - действующее значение. Амплитудное конечно же выше = 310 В, это напряжение и имел ввиду-насколько критично постоянно прилагать к изоляции обмоток такое напряжение, если двигатель рассчитан на 115 В
Gospod_in 17-01-2013 16:23

Изоляция между рабочей обмоткой и другими частями (обмотка возбуждения, тахогенератор)
elveel 17-01-2013 23:50

Нашел схему советского привода:
http://stanok-lg.narod.ru/content/eshim1.pdf
glavaleks 18-01-2013 12:41

Имею ввиду вот что при работе двигателя на полной мощности к нему будут приложены полупериоды 220 В - действующее значение. Амплитудное конечно же выше = 310 В, это напряжение и имел ввиду-насколько критично постоянно прилагать к изоляции обмоток такое напряжение, если двигатель рассчитан на 115 В [/B][/QUOTE]


Но ведь в штатном режиме такого быть и не должно, так как ШИМ будет ограничивать, поэтому указанные Вами режимы справедливы лишь в аварийном случае, что я и описал.

Gospod_in 13-02-2013 21:37

шим будт ограничивать и работать , включать тиристор только в последней четверти полупериода? имхо не очень хорошо будет, учитывая что еще нужен инверторный режим (электродинамическое торможение).
glavaleks 16-02-2013 09:30

quote:
шим будт ограничивать и работать , включать тиристор только в последней четверти полупериода? имхо не очень хорошо будет, учитывая что еще нужен инверторный режим (электродинамическое торможение).

Как сопоставить ШИМ и тиристор?
Gospod_in 16-02-2013 15:27

да косяк , чего то я совместил две схемы.
Вопрос как взять напряжение с токоизмерительного резистора в цепи якоря в тиристорной схеме для обратной связи по току?. Он получается не заземлен, находится под потенциалом 115 В. а схема управления и схема обратной связи обычно использует сигнал относительно земли. В транзисторной шим этот вопрос не стоит, так как там этот резисторы между корпусом и истоком.
2. В транзисторной шим нужно регулировать двухполярный входной сигнал и получить однополярный. Как реализовать переворот сигнала? Есть ли готовые микросхемышим или контроллеры для двухполярного сигнала. А то первое что пришло на ум выпрямитель на операционнике и ключ, переключающий сигнал на плечи моста. В общем куча вопросов, нужна реальная схема. В инете тьма схем, но они однополярные
elveel 16-02-2013 20:31

quote:
но они однополярные

Все вышеперечисленные мною приводы с двуполярным заданием скорости.
Есть замечательная книга: Электроприводы подач станков ЧПУ. Автор Чернов. Там все подробно разжевано на реальных приводах.
glavaleks 17-02-2013 09:58

quote:
2. В транзисторной шим нужно регулировать двухполярный входной сигнал и получить однополярный. Как реализовать переворот сигнала? Есть ли готовые микросхемышим или контроллеры для двухполярного сигнала. А то первое что пришло на ум выпрямитель на операционнике и ключ, переключающий сигнал на плечи моста. В общем куча вопросов, нужна реальная схема. В инете тьма схем, но они однополярные

Есть микросхема полумостовой драйвер IR2110, ставишь её после TL494 и всё решено, проще пареной репы, спасибо разработчикам такого чуда. Ответов уже больше чем вопросов.
Gospod_in 14-03-2013 13:19

микросхему поставить не проблема. Как открывать ею верхний ключ? Для него нужна вольтодобавка на затвор. Как ее сформировать НА длительное время, пока привод крутится в одну сторону. ?
Gospod_in 14-03-2013 13:27

бутстрепные диод и конденсатор, насколько я понимаю, не прокатят, т.к. Они работают только когда периодически открывается нижний ключ.
Остается только импульсный транс между затвором и истоком? Тогда все прелести драйвера исчезают.. выходит что все таки мостовая схема на полевиках не целесообразна?
glavaleks 15-03-2013 08:49

quote:

болтолог posted 14-3-2013 01:19 PM

микросхему поставить не проблема. Как открывать ею верхний ключ? Для него нужна вольтодобавка на затвор. Как ее сформировать НА длительное время, пока привод крутится в одну сторону. ?



Если посмотреть схему подключения IR2110 в даташите, никаких проблем нет, всё делает чудо-микросхема. Она специально придумана чтобы избавить некоторых людей от головной боли.
кийон 15-03-2013 20:20

Сейчас как раз поднимаю из пепла подобные моторы. Состав: МС33039, МС33035, далее 3 штуки IR2110, 6 MOSFET-ов(по 2 на обмотку), 3 датчика Холла, ну и термодатчик через 393-ий компаратор(защита от перегрева). Вся схема без гальванической развязки от сети, упр. скоростью- через оптрон. Вых. каскады запитаны выпрямленным сетевым напряжением, м/сх- от стаба на 15В. Полноценной схемы конечно нет, но по даташитам связать одно с другим- нет проблем.
кийон 15-03-2013 20:27

Если уж очень надо могу поделиться наработками. Сейчас осталась одна недоделанная плата(ждёт м/сх)- это к тому, чтоб схему срисовать.
Gospod_in 15-03-2013 20:44

да было бы очень здорово.
Gospod_in 15-03-2013 20:48

а вот альтернатива - трехфазный асинхронный двигатель с частотным преобразователем- получится ли нормальный силовой привод в диапазоне скоростей от нескольких единиц до 8 тысяч оборота в минуту? из теории двигателей знаю что асинхронники слабы по моменту трогания
elveel 15-03-2013 21:50

Да, запросто. асинхронник на 3000 оборотов влегкую можно разогнать до 8000. Это ведь меньше 150 Гц. Слабый момент при скольжении, с преобразователем случай другой. А если еще и векторное управление, то и динамика как у постоянника, от 0 до максимума. Но только самому привод делать еще сложнее, чем на постоянник
DETOXIC 21-03-2013 20:19

не указана марка двигателя, или хотя бы номинальная мощность и обороты

если есть постоянка 115В, то для вращения в обе стороны только H-мост, можно и с драйверами бустрепными, ШИМ в диапазоне от 0 до 96-98% и бустреп будет подзаряжаться. но лучше драйвера с развязанным питанием.
далее обязательно датчик тока типа LEM, схему управления током и его реверсированием на МК, обязательно датчик вращения и направления вращения

в принципе вот и все - но стоить это будет под разработку не мало.
если опыта нет и оборудования, то даже по готовой схеме не отладить.

всякие залипухи без развязки, на TL494 и прочие радиолюбительские штуки не для станков. выйдет только себе дороже и плюс опасно для жизни тех, кто будет рядом

очень вероятно , что новый трехфазный ПЧ и асинхронник для ТС будет более оптимальным вариантом

Gospod_in 21-03-2013 21:15

а что случится с мостом если отключить питание при вращении двигателя? иобеспечит ли мост режим электродинамическово торможения?
Gospod_in 21-03-2013 21:26

движок порядка 5 квт. Обороты от единиц до 8 тысяч.
Критично ли обратная связь без датчика тока, а только по тахогенератору? Как поведет себя мост в электродинамическом торможении?
Что может случиться с мостом при отключении питания с быстро вращающимся двигателем?
DETOXIC 21-03-2013 22:18

полный мост работает в 4 квадрантах - при правильном управлении и обратимом источнике питания.
электродинамическое торможение, что под этим понимается? если с рекуперацией энергии, то ее девать некуда при питании от трансформатора с выпрямителем, поэтому такое не возможно без аккумуляторов например буферных.

торможение плавно снижая ток, а затем реверсирование
если реверсировать напряжение на мосту, а двигатель все еще вращается в прежнюю сторону, то в таком случае эдс двигателя суммируется с напряжением питания ключей, и если ключи к примеру на 150 вольт, то при реверсе их пробъет (либо ключи с запасом брать, но это не оптимально будет), поэтому реверсировать можно только после полного спада тока, те нужно и обороты мониторить и током управлять

если закрыть ключи, то получится выбег по инерции и все

8000 об/мин коллекторный двигатель, ротор не разорвет? или это нормальный режим для двигателя?

elveel 21-03-2013 23:57

При пропадании питания только реле с НЗ контактами, которые будут коллектор на низкоомный резистор садить. Это в случае с пост. магнитами. С обмоткой возбуждения приходит на ум только переключение в режим генератора с самовозбуждением, но с таким не сталкивался. Если надо зафиксировать механику при пропадании питания, на станках применяются электромагнитный тормоз, обычно встроенный в двигатель, но встречал и гидравлику.
quote:
Originally posted by Gospod_in:

Критично ли обратная связь без датчика тока, а только по тахогенератору?



Да, иначе на нулевых и околонулевых оборотах дв. будет вялый, его можно будет потихоньку рукой вращать.
Gospod_in 22-03-2013 12:20

а можно же электродинамическое торможение сделать если нижние ключи открыть? Тогда двигатель будет закорочен энергия выделится на нем. Драйвера ключей возможно имеют такой режим, чтобы по отдельному сигналу открывать только нижний ключ? Тормоза и сопротивления отпадают, т.к.ток больше сотни ампер, управление должно быть очень жестким. По скорости похоже да, не добиться нужной жесткости..
Gospod_in 22-03-2013 12:23

кстати на возбуждение будет шим-стабилизатор тока, он будет реверсировать ток через реле или ключи, но только для аварийного торможения двигателя. В рабочем режиме управление по возбуждению не обеспечит нужную динамику привода
elveel 22-03-2013 14:58

Тогда на управление надо использовать независимый источник питания. При большой инерции нагрузки, на полной скорости, ток закороченного коллектора будет тысячи ампер. Возможно даже механическое повреждение двигателя и редуктора (если есть). Вы проводили испытания двигателя? Обычно высокооборотистые постоянники управляются двухзонным регулированием.
DETOXIC 22-03-2013 16:36

откроете нижние или верхние ключи - получите ничем не ограниченный ток через них - тупо сгорят, точнее испарятся
DETOXIC 22-03-2013 16:43

тормозить вы должны через дополнительный ключ, который подключает между плюсом и минусом питания балласт, ключ управляется ШИМ с контролем тока.

поэтому я и говорю, что залипухи, тээлки всякие это не для приводов

PS трехфазный ПЧ, чтобы обеспечить быстрое торможение требует подключения тормозных резисторов, у вас таже ситуация

Beere 17-12-2013 14:18

здесь самое простое тиристорная реверсивная схема по якорю. Она вам обеспечит все 4 квадранта. Т.е. будет вам торможение с рекуперацией в сеть. Тиристорная схема горазда надежней, особенно на такие токи выше 100 А.
такие привода выпускает чебоксарская фирма ЭЛПРИ (http://www.elpri.ru ). называются они ЭПУ1М - аналоговые(http://www.elpri.ru/?page=10442&mode=prod )
или там есть сейчас цифровые ЭПУ1М-7
(http://www.elpri.ru/?page=22797&mode=prod ).
Там у них также есть и двухзонные привода, с ослаблением по полю.
Покупаем ЭПУ1М у них уже с 1999 года, качество хорошее.
SK 21-12-2013 18:49

У нам в подобной задаче (только НЛО массой до 2тонн) мотором управляет электромашинный усилитель.