avatar_mr.Dream

Предварительное преобразование напряжения в контроллере BLDC

Автор mr.Dream, 17 Нояб. 2016 в 20:22

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Steel RAT

Закину немного теории в тему:
http://storage.mstuca.ru/bitstream/123456789/8133/1/Binder1.pdf
Массовая культура - синоним низкого качества.
Люди... они какие-то странные. По одному и тому же поводу каждый думает что-то своё.

mr.Dream

Посетила меня одна мысля измерения "КПД" (условного).
Месяц назад я для рассчета максимально возможного фазного тока написал себе калькулятор, зная ограничение батарейного тока, напряжение питания и сопротивление обмотки. Но это для идеальной индуктивности и идельного контроллера :)
Припустим, по калькулятору
Напряжение питания 50В, Ограничение тока 25А, Сопротивление обмотки 0,1Ом, будем иметь на выходе:
Мощность = 1250 Вт
Скважность ШИМ = 4.5 (заполнение 22.4 %)
Ток двигателя = 111.8 А

А теперь подключаем двигатель к стенду, выставляем то самое ограничение 25А, и мерим фазный ток при заторможенном  шпинделе (роторе). И мы увидим, что там (припустим) не 112, а 95А всего! И %ШИМ при этом больше!
Мощность то одна и та же, а на выходе имеем на 15% меньший ток, и на столько же меньше крутящего момента.  Это может быть и 2%, и 70%. так как писали про трехкратное увеличение мощи, чтобы ШИМом высокого напряжения создать такой же момент, как от постоянки с низким напряжением.

А потом пробуем менять несущую частоту  ШИМ. И строить "граффик эффективности". Кстати, контроллера в этом случае не обязательно, а можно просто на две фазы подавать. Я этим займусь с понедельника, когда работы не будет. Возьму 1% ШИМа и буду мерить фазный ток на разных частотах. Аще бы туда "самописец" прикрутить с на ПК снять два граффика - частоту и ток, тоже попобую.

Кто подскажет, если менять в атмеге значение регистра сравнения (для изменения частоты), то разрядность ШИМ будет уменьшаться? Если да, то буду делать "программный" генератор частоты для ШИМ.

Mavel

Поставить дроссели в фазные провода, это первое что на ум пришло. Можно обойтись одним дросселем поставив его в разрыв между силовым конденсатором и силовыми транзисторами в контроллере и замкнуть дроссель диодом в обратном направлении, что бы было куда току идти после закрытия транзисторов. Но мы решаем проблему которой возможно нету. Надо собрать стенд для испытания. Записать осциллограммы тока и напряжения в фазных проводах двухканальным цифровым осциллографом (у меня такого дома нету) и выложить тут. До этого бессмысленно обсуждать мистику

495

#21
Цитата: mr.Dream от 19 Нояб. 2016 в 21:07
Посетила меня одна мысля измерения "КПД" (условного).
Тогда лучше приделать к оси рычаг под 1 м длинной и мерять момент весами .
Найти точку в которой момент максимален просто . Условность будет немного меньше .
Как в двигателе " тёмные электрические силы" превращают ток в момент "дело тёмное" . :drink:

П.С. Я писал о измерении момента в статике . Динамику сделал Чупа . В статике делается "на коленке" "из навоза и палок " .

Steel RAT

#22
[user]Mavel[/user],  осциллограммы сами по себе потери не покажут.
Измерять момент достаточно сложно. Ток проще. Хотя переменный ток произвольной формы тоже сложно анализировать.  Больше он там стал или меньше.
Предлагаю в дополнение к току измерять нагрев железа статора МК и обмотки отдельными датчиками.
По этим данным мы сможет оценить объем и динамику потерь. А так же их распределение в двух основных факторах при разных частотах и скважностях ШИМ.

Проверим основной вариант - напряжение Х вольт, нагрузка Y ватт
1. Без ШИМ - контроллер выдает 100%.
2. Напряжение 2X, ШИМ 50%.
В промежутке охлаждаем мотор до комнатной температуры.

Далее ШИМ 50% при разных частотах.
Хотя бы две. Допустим, 2КГц и 20КГц.
Массовая культура - синоним низкого качества.
Люди... они какие-то странные. По одному и тому же поводу каждый думает что-то своё.

mr.Dream

[user]Steel RAT[/user], если двигатель не будет выполнять работу, его КПД равно нулю, а вся энергия будет уходить в тепло. Но чисто интересно знать, через что оно будет выходить - медь или железо)

Mavel

#24
[user]mr.Dream[/user], мы решаем вопрос как влияет ШИМ на КПД, для этого может быть достаточно статических испытаний.
[user]Steel RAT[/user], если потери вызваны индукционным нагревом магнитопровода, то на осциллограмме тока это будет видно, как разницу тока во время импульса и во время отсутствия импульса.
Приделать рычаг с весами - ничего сложного. Если еще приделать крыльчатку в качестве нагрузки, тогда по частоте вращения и крутящему моменту можно вычислить выдаваемую механическую мощность.
Магнитопроводом является не только железо на котором намотаны катушки, а еще магниты и железо ротора.

TRO

Кстати, если мотор не крутить, то мерять момент легче простого, достаточно рычаг от мотора через безмен к чему нибудь прикрепить.

Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором, и и МОНОКОЛЕСО

dimad63

немного не по теме но эффект тот же
колекторник 160в 5 квт   циркулярка  поставил на него 3 фызный трансформатор   и диодный мостик с конденсатором  крутился 3500 пилил не грелся
все замечательно . потом потребовался трансформатор  был обменен на регулятор на 220в на 10 квт  выпрямитель и шим на транзисторе  на нём были выставлены теже 3500 об . итог  мотор греется и плохо тянет . был потом подключен через понижающий  220-127в и вс вернулось на место.

Steel RAT

[user]Mavel[/user],  вот вам осциллограмма реального двигателя.
Синим - фазный ток (35А), желтым напряжение. Что скажете о потерях?
Массовая культура - синоним низкого качества.
Люди... они какие-то странные. По одному и тому же поводу каждый думает что-то своё.

Mavel

Сам когда нибудь сделаю измерения, когда осциллограф куплю. С приведенного изображения я мало чего разберу. Понятно только что частота импульсов 20 КГц. 

i

Цитата: mr.Dream от 19 Нояб. 2016 в 21:07
...Кто подскажет, если менять в атмеге значение регистра сравнения (для изменения частоты), то разрядность ШИМ будет уменьшаться?
Да.
      \ установить регистры на нужную частоту
      out OCR1C,UpLL  \ частота ШИМ
      lsr UpLL      out OCR1B,UpLL  \ меандр
      out TCCR1,ii  \ частота тактирования ШИМ

Тут меняется частота генератора меандра (50%). Для широкого диапазона регулирования частоты был выбран чип ATtiny25, у него ШИМ может питаться от 64МГц (PLL) и есть генератор dead time.
В коде устанавливаются значения регистров OCR1C (частота), OCR1B (заполнение), TCCR1 (предделитель таймера).
Манипулируя TCCR1 (у него 14разрядов) можно удерживать разрядность ШИМ в пределах 7-8бит в широком диапазоне частот.

Steel RAT

Цитата: Mavel от 20 Нояб. 2016 в 11:50
С приведенного изображения я мало чего разберу.
Я вижу, что напряжение представляет собой отнюдь не меандр.
Т.е. есть колебательный процесс. Причем амплитуда колебаний сопоставима с амплитудой поданного напряжения. Частота колебаний в несколько раз превышает ШИМ. Наверняка такой процесс ведет к существенным потерям в железе. Тем более, что железо в МК весьма низкочастотное.
Массовая культура - синоним низкого качества.
Люди... они какие-то странные. По одному и тому же поводу каждый думает что-то своё.

Mavel

При таких колебаниях напряжения не может не быть колебания тока! Этож какой ток нужен чтобы пересилить низкое сопротивление открытого транзистора!

Steel RAT

Цитата: TRO от 19 Нояб. 2016 в 13:18
Цитата: i от 19 Нояб. 2016 в 11:03Если ферриты в фазных проводах не решат проблему - значит дело не в Фуко. Если решат - то зачем все остальное менять?
А ведь действительно, поставить дросселя в разрыв фазных, поднять частоту ШИМ (что бы снизить сопротивление и габариты дросселей), А на двигатель поставить конденсаторы. В принципе все тоже самое что и с первичным преобразователем (зато чистейший синус на обмотки).
А можно в качестве дросселей использовать силовые трансформаторы от компьютерных БП?
Конденсаторы пленочные?
Получим фильтр низких частот (ФНЧ). На какую частоту  настраивать?
Есть вот такой калькулятор, но я так и не понял, что он дает на выходе.
http://electe.blogspot.ru/2013/04/on-line-lc.html
У меня получаются только прямые линии, если начальный ток и напряжение равны напряжению источника.
Массовая культура - синоним низкого качества.
Люди... они какие-то странные. По одному и тому же поводу каждый думает что-то своё.

mr.Dream

Цитата: i от 20 Нояб. 2016 в 11:54
Тут меняется частота генератора меандра (50%)
Мне меандр не подходит, сожгу все к чертям :) мне нужно от силы пара процентов. сделаю на тл494 по старинке, не проблема.

mr.Dream

#34
Цитата: Steel RAT от 20 Нояб. 2016 в 13:35
А можно в качестве дросселей использовать силовые трансформаторы от компьютерных БП?
Во первых, дроссель нужен с зазором, так как ток в нем будет течь почти в одном направлении и будет 100% насыщение. Во вторых, феррит имеет меньшую магнитную проницаемость, чем листовое железо. Его потребуется больше :) эдтак пару килограммов на каждую фазу при частоте до 20 кГц. Дроссель при 100В, 200А, 16кгц, меандре, должен уметь запасать 100*200/16000*0,5=0,625Дж.

Steel RAT

#35
Там мы же в данном сообщении обсуждаем вопрос фильтрации ВЧ, а не полноформатный DC-DC 10 КВт.

Электротехническая сталь имеет преимущества перед другими материалами на частотах до 1кГц.
На частотах до нескольких десятков кГц используются пермаллоевые
сплавы марок 50НП, 34НКМП, 47НК, 79НМ, 40НКМ, а также отечественные
ферриты 1500НМ3, 2000НМ1, 2000НМ3, 2500НМС2. Ферриты имеют
меньшую индукцию насыщения, чем электротехническая сталь, но имеют
малые потери на высоких частотах. Пермаллоевые сплавы выпускаются в виде
ленты, толщиной до 0.005мм. Преимущества ферритов над пермаллоями
начинают проявляться на частотах свыше 30кГц. Характеристики некоторых
видов магнитных материалов приведены в приложении П1.


[user]mr.Dream[/user], осциллограммы тока и напряжения с испытаний будут?
Массовая культура - синоним низкого качества.
Люди... они какие-то странные. По одному и тому же поводу каждый думает что-то своё.