Napiecia a regulator

[Andych]

Nie jestem w tym (tłumaczeniu innym) dobry.

A właśnie, że świetnie to wytłumaczyłeś, nawet taki laik elektroniczny jak ja zrozumiał.

Bo co prawda elektronika od strony konstrukcji mnie nie pociągała, ale lubię się nią posługiwać, mając tylko umiejętność prawidłowego połączenia i dobrania elementów. Nie chciałbym jednak robić głupot, dlatego wyjaśnienie przez Ciebie tego zagadnienia mnie przed tym uchroni. Widzę jeszcze potrzebę podobnego wyjaśnienia wielu zagadnień, myślę, że tu na forum czas by było przygotować odpowiedni system pomocy, wklejony w formie helpa na stronie tytułowej z podobnymi informacjami.

[Gregor]

Przyznam szczerze, ze nigdy nie mialem jakos czasu dogrzebac sie do ostatnich detali tego zagadnienia, mimo ze mnie interesuje, ale skoro jest okazja to moze sie dopytam :-)

 

marek1707 nie do konca mialem na mysli to co zrozumiales:

Opiera się jednak na założeniu, że oba regulatory wyznaczą przy tym samym sygnale wejściowym ten sam współczynnik wypełnienia PWM. Innymi słowy "Twoje" regulatory pracują wg zasady: zmiana sygnału wejściowego x od 0..100% powoduje zmianę współczynnika wypełnienia wg jakiejś funkcji f(x) ale kończącej się w 100%.

 

Pierwsza część zdania - OK. Druga już nie. Tłumaczę: zawsze myslalem, ze nasze 3-f regulatory dzialaja na zasadzie pomiaru napiecia w trzeciej galezi, kiedy prad plynie w pozostalej czesci uzwojenia. Zdaje sie zo to jest to o czym piszesz- back-EMF. Zauwaz, ze mierzymy tam napiecie a nie prad. Na tej podstawie wykrywany jest moment zmiany komutacji (czy jak to sie tam nazywa) i tym samym pole synchronizuje sie z polozeniem walu. Tyle ze to wcale nie oznacza, ze ta funkcja f(x) konczy sie na 100%. Bylem przekonany, ze wartosc napiecia skutecznego, czyli PWM, jest obliczane na podstawie aktualnej predkosci z jaka kreci sie silnik, tak zeby mniej wiecej spelnione bylo U/f = const. Jedno nie równa się drugiemu, przy tym samym PWM ale różnych obciążeniach silnika algorytm synchronizujący obniży prędkość w sytuacji większego obciążenia. Popraw mnie jesli sie myle.

 

Przychodzi mi go do glowy kolejny kontragrument, i wcale nie robie tego zlosliwie tylko taka mam juz nature "myslowego eksperymentatora". To o czym piszesz:

Taki regulator wyliczy mniejszy PWM dla dużego silnika o kilku zwojach i mniejszej indukcyjności niż dla silnika małego i każdym z nich będzie sterował od 0 do 100% _swoich_ możliwości.

byłoby oczywiście bardzo pożyteczne, ale mam obawy czy aby na pewno sie tak robi. GDYBY tak było, to żaden regulator by się nigdy nie spalił z przeciążenia... To co opisujesz to dopasowanie PWM do mocy silnika w ten sposób, żeby przy max wychyleniu drążka był taki PWM, który zapewni prąd nie większy niż max dopuszczalny dla regulatora. Albo mniejszy, jeśli silnik nie chce więcej wziąć. Tyle tylko, że zbyt słabe regulatory (za małe jak na silnik który mają sterować) się po prostu palą...

 

Jeśli to co napisałem jest gdzieś niezgodne z prawdą to z góry dzięki za sprostowanie.

[marek1707]

Z prostego pytania o napięcie wyszła dyskusja, co prawda zupełnie OT, ale na całkiem ciekawe tematy No więc tak, Gregor, po części masz rację. Jeśli regulator nie mierzy prądu to jest ślepy jak but i nic dziwnego, że pozwala się spalić. Widziałem kilka projektów takich urządzeń i wszystkie mierzyły. Ale to były regulatory profesjonalne, do przemysłowych napędów 3-f. Coś mnie tknęło i obejrzałem to, co mam w szufladzie, co czeka na wiosnę i ulotnienie w jakimś samolocie. Zgroza, żaden tego nie umie. To jest chyba wytłumaczenie tak dużej awaryjności. Co chwila przecież pojawia się nowy wątek o kolejnych kłopotach z tymi układami. Ciągle mam jednak mam nadzieję, że zdarzają się jeszcze konstrukcje w których nie oszczędzono tych kilku centów i mm2 płytki by zrobić coś lepiej a nie tylko taniej.

No ale teraz o samym pomiarze. Tutaj trochę Gregor poplątałeś. Działanie regulatora jakiego używamy można opisać na kilku poziomach abstrakcji. Najniżej jest modulator PWM, który steruje prądem dwóch aktualnie włączonych uzwojeń. Tak naprawdę modulator przełącza jednocześnie dwie pary tranzystorów podczepione do dwóch końców dwóch (z trzech) uzwojeń. Przełącza napięcia, bo zwiera końce uzwojeń do plusa albo do masy ale z uwagi na zdecydowanie indukcyjny charakter obciążenia prąd, w silniku jest tym czasie raczej stały i zależny od stosunku czasów włączenia i wyłączenia tranzystorów. Aby zrobić pomiar prądu wystarczy nie "stawiać" wszystkich dolnych tranzystorów na masie tylko umieścić tam, szeregowo jeden mały, wspólny dla całego układu rezystor. I to jest to, czego brakuje mi w tanich regulatorach. Oszczędność zadziwiająca tym bardziej, że odbywa się kosztem dramatycznego pogorszenia niezawodności. No ale dobra, jest jak jest. Jeżeli PWM ma do pomocy pomiar prądu, to dobrze. Może wtedy otrzymywać od kogoś "z góry" zadany prąd i samemu wyznaczać aktualnie potrzebne wypełnienie. Jeśli tego nie ma, ustawia w ciemno wypełnienie wg. wielkości sygnału wejściowego i nic go więcej nie obchodzi. Na czas jednej fazy silnika przypadają dziesiątki lub setki okresów PWM. Dzięki temu regulator ma dodatkową możliwość sterowania kształtem prądu np. zbliżając go do trapezu ale to są już szczegóły. Koniec tego poziomu opisu - przechodzimy wyżej. A wyżej jest funkcja komutacji. To ona jest odpowiedzialna za wyznaczanie, w które uzwojenia wpuścić teraz prąd i kiedy to zrobić. To ona mierzy napięcie back-EMF pojawiające się na trzeciej, akurat niezajętej przez PWM końcowce silnika. Co więcej, bazując na aktualnych obrotach silnika musi "przewidywać", kiedy wirnik przejdzie przez punkt "zero-EMF" i zlecać komutację następnej fazy trochę wcześniej. To właśnie jest ten parametr wyprzedzenia, określany w procentach i możliwy do ustawiania w niektórych regulatorach. Zauważ, że tej funkcji nie obchodzą konkretne obroty silnika. Jej nie interesuje czy jest to 1000 czy 2000 obr/min bo sygnał wejściowy (czyli wychylenie drążka) nie mówi wprost jakie te obroty mają być. My sterujemy tylko średnim prądem (jeśli pomiar prądu jest) w zakresie 0..100% lub w pewnym stopniu wypełnieniem PWM jeśli regulator jest na tyle głupi, że prądu nie mierzy. Jeżeli obciążenie silnika się zwiększy i obroty zaczną spadać, to spadną. Regulator nie zwiększy wypełnienia PWM bo sygnał wejściowy nie zmienił się a funkcja nadzoru komutacji za wszelką cenę będzie starała się być "na czasie" z wirnikiem i coraz później będzie zlecać kolejne przełączenia. To nie algorytm zmienia obroty, on tylko nadąża za zmianami. Jeżeli dodamy gazu, zwiększamy współczynnik wypełnienia PWM (wszystko jedno wg jakiej funkcji), co powoduje wzrost średniego prądu w każdej fazie i przyrost prędkości obrotowej. Wirnik szybciej "podjeżdża" pod punkt gdzie back-EMF zmienia znak a widząc to, funkcja nadzoru komutacji wyznacza coraz wcześniejsze chwile przełączania.

Mam nadzieję, że powyższe rozwiewa Twoje wątpliwości. Ja natomiast bardzo zmartwiłem się tym, czego dowiedziałem się o moich regulatorach 3-f. Nie ma to jak zrobić coś samemu

[utopia]

marek1707, ściaśniaj i stosuj skróta myślowe a tematu starczy nam na cały rok bo zawsze się ktoś czegoś czepi