Рекуперация

[VladimirA]

Ток в катушке не может изменится мнгновенно, на этом и работает ШИМ-тормоз.
На 6/7 периода мы замыкаем ток на "землю", скорость изменения зависит от индуктивности обмоток МК.
Это потери, на графике площадь "а". Затем размыкаем на 1/7 периода. Ток не может мнгновенно перестать течь,
поэтому  напряжение на обмотке повышается до тех пор, пока не превысит напряжения батареи, диодов и пойдет
полезная зарядка АКБ (площадь "в").
Площадь "а" в идеале равна площади "в", поэтому КПД такого тормоза не более 50%.
Легко увидеть, что при повышении частоты ШИМ общая площадь как "а", так и "в" уменьшается.
При этом уменьшаются и тормозной эффект и заряд АКБ.
А при снижении частоты ШИМ, общая площадь "а" увеличивается, а площадь "в" - незначительно.
Тормозной эффект увеличется (общая площадь "а+в"), но КПД резко снизится.
Думаю гораздо эффективнее собрать рекупперативный тормоз на NE555 с защитой силового транзистора и ограничением
тока заряда.(номиналы примерные, тут сам принцип рекуперации)
А еще интнреснее на микросхеме типа KA1L0880B, в ней уже заложена защита и входа на ограничение, правда мощность не более300W.

[i]

Честно говоря, ничего не понял, но понравилось, что [b-b]VladimirA[/b-b] явно продумал эту тему. +2
Надеюсь со временем пойму сам или мне объяснят....
А почему 1/7 и 6/7? Цифры странные, не ровные, наверняка не "с потолка" взяты, или всё таки оттуда?

[TRO]

To[b-b]VladimirA[/b-b]
Вы нарисовали графики работы обратнохода в граничном режиме(когда заряд катушки начинается в момент прекращения разрядного тока через катушку). При фиксированной скважности такого графика не будет. Скважность должна менятся в зависимости от соотношения ЭДС мотора к напряжению батареи и требуемой силе рекуперации. Заряжать катушку лучше начинать не дожидаясь когда ток спадёт до нуля (режим неразрывных токов), это немного хуже для транзисторов но существенно усилит рекуперацию. Не нужно сильно парится наж графиками, нужно всего лишь выключать заряд катушки при достижении определённого тока (что само по себе отрегулирует скважность) и оптимально выбрать частоту ШИМ.

Площадь "а" в идеале равна площади "в", поэтому КПД такого тормоза не более 50%.

Объяснитесь, при чём тут КПД? Что Вы имели в виду под КПД? Одно явно не следует из другого.

[VladimirA]

Извеняюсь, что схемки забыл перевернуть. Послал как были со сканера.
 Что касается применяемых схем рекуперации, то 6/7 и 1/7 (примерно) периода зависят от переходного процесса коммутации тока в обмотке.
Наростание тока идет медленнее, чем падение. Это видно из графика. Площадь "в" не может быть больше площади"а".
Нельзя вытащить из катушки энергии больше, чем мы в нее загнали.
 Понятно, I-max при разных оборотах будет разный, поэтому для поддержания близкого к 50% КПД рекуперации
желательно повышать частоту ШИМ по мере торможения (что так же повлияет и на тормозной эффект).
Поэтому в существующих схемах, даже если отбросить потери, КПД не более 35%.

[Vetal]

 Понятно, I-max при разных оборотах будет разный, поэтому для поддержания близкого к 50% КПД рекуперации
желательно повышать частоту ШИМ по мере торможения (что так же повлияет и на тормозной эффект).

А мне почему то кажется что с понижением оборотов надо наоборот снижать частоту ШИМа(т.е. делать не ШИМ, а ЧИМ), т.к. ЭДС при малой скорости будет меньше, то и  для того чтобы натянуть обмотку до требуемого тока надо больше времени, индуктивность то у нас неизменяется(возможно тормозное усилие уменьшается у контроллеров с рекуперацией при уменьшении скорости потому,что там просто ШИМ).

[nikvic]

To[b-b]VladimirA[/b-b] Скважность должна менятся в зависимости от соотношения ЭДС мотора к напряжению батареи и требуемой силе рекуперации. Заряжать катушку лучше начинать не дожидаясь когда ток спадёт до нуля (режим неразрывных токов), это немного хуже для транзисторов но существенно усилит рекуперацию. Не нужно сильно парится наж графиками, нужно всего лишь выключать заряд катушки при достижении определённого тока (что само по себе отрегулирует скважность) и оптимально выбрать частоту ШИМ.

Частота ШИМ может быть взята "старой": дело только в отношении L/R.

У режима рекуперации две задачи - собственно рекуперация (съезжаем с горы, на которую заехали) и торможение. Во втором случае максимальное достигается простым КЗ с нагревом обмоток. Частичная рекуперация - частичное торможение.

Похоже,  лучше сразу иметь "синус".

[VladimirA]

Да, похоже я ошибся в прикидке КПД. Пользователь TRO более грамотно осветил этот вопрос.

[lurik]

А ничего, что существует гальваническая связь колеса и батареи?

[nikvic]

А мне почему то кажется что с понижением оборотов надо наоборот снижать частоту ШИМа(т.е. делать не ШИМ, а ЧИМ), т.к. ЭДС при малой скорости будет меньше, то и  для того чтобы натянуть обмотку до требуемого тока ...

Представьте, что текущее значение ЭДС = 8в, и за время такта ШИМ меняется незначительно, а заряжать Вам надо 24в. Пусть, для простоты, и сопротивление мало отличается от 1 Ом  для обоих подключений. Будет 2 предельных значения тока, +8а для разгона и -16а при подключении к акку.

Если средний фазный ток =2а, то при разгоне скорость нарастания тока пропорцинальна 6в, скорость убывания при сбросе - 18в. Это и определяет скважность...

Как видите, речь идёт только о малости колебаний тока. Если катушка имеет индуктивность 1/1000Гн, то постоянная времени = L/R = 0.001сек, и это в 15 раз больше стандартного ШИМ-периода 1/15000сек.

[TRO]

.....Будет 2 предельных значения тока, +8а для разгона и -16а при подключении к акку.
.....

Что-то я недопонял. Катушка обратнохода начинает отдавать энергию с тем значением тока на котором закончилось её нагнетание, вне зависимости от напряжений. Откуда 8А и 16А?

...
Для КПД 75% среднее значение пилы фазного тока должно быть равно 2а, мощности - 16 ватт от ЭДС, из них 4вт на тепло. При этом катушка должна быть подключена к акку 1/4 времени (12вт/(2в*24в)).
....

Откуда все эти цифры?
Про скважность 1/4 согласен, она пропорциональна разности напряжения ЭДС и батареи.

[nikvic]

.....Будет 2 предельных значения тока, +8а для разгона и -16а при подключении к акку.
.....

Что-то я недопонял. Катушка обратнохода начинает отдавать энергию с тем значением тока на котором закончилось её нагнетание, вне зависимости от напряжений. Откуда 8А и 16А?

...
Для КПД 75% среднее значение пилы фазного тока должно быть равно 2а, мощности - 16 ватт от ЭДС, из них 4вт на тепло. При этом катушка должна быть подключена к акку 1/4 времени (12вт/(2в*24в)).
....

Откуда все эти цифры?
Про скважность 1/4 согласен, она пропорциональна разности напряжения ЭДС и батареи.

Изменение тока в цепи индуктивность-резистор-эдээсы описывается экспонентой  + константа, которая и есть предельное значение, равное частному от деления суммы эдээсов на сопротивление. Когда катушка замкнута на себя, получаем 8в/1Ом=8, когда на акк - имеем (8-24)/1=-18. Впрочем, для возражения о необходимости изменения периода ШИМ это неважно.


Катушка разгоняется 6-ю вольтами (8в-2а*1ом), замедляется (24-8+2)вольтами. Время разгона и торможения соотносятся как 18:6.

[TRO]

Ок, я понял. 1 Ом у вас активное сопротивление катушки. Имхо, если активное сопротивление катушки имеет такую большую величину, то это не катушка, это кипятильник какой-то. Сопротивление катушки нужно выбирать таким, чтобы её активное сопротивление почти не влияло на расчёты и КПД.

[nikvic]

Ок, я понял. 1 Ом у вас активное сопротивление катушки. Имхо, если активное сопротивление катушки имеет такую большую величину, то это не катушка, это кипятильник какой-то. Сопротивление катушки нужно выбирать таким, чтобы её активное сопротивление почти не влияло на расчёты и КПД.

Заметьте, что мотор-киловаттник в режиме максимальной мощности, около 2квт, будет греться на киловатт - и это не зависит  от сопротивления.

[igopa]

Ток в катушке не может изменится мнгновенно, на этом и работает ШИМ-тормоз.
На 6/7 периода мы замыкаем ток на "землю", скорость изменения зависит от индуктивности обмоток МК.
Это потери, на графике площадь "а". Затем размыкаем на 1/7 периода. Ток не может мнгновенно перестать течь,
поэтому  напряжение на обмотке повышается до тех пор, пока не превысит напряжения батареи, диодов и пойдет
полезная зарядка АКБ (площадь "в").
Площадь "а" в идеале равна площади "в", поэтому КПД такого тормоза не более 50%.
Легко увидеть, что при повышении частоты ШИМ общая площадь как "а", так и "в" уменьшается.
При этом уменьшаются и тормозной эффект и заряд АКБ.
А при снижении частоты ШИМ, общая площадь "а" увеличивается, а площадь "в" - незначительно.
Тормозной эффект увеличется (общая площадь "а+в"), но КПД резко снизится.
Думаю гораздо эффективнее собрать рекупперативный тормоз на NE555 с защитой силового транзистора и ограничением
тока заряда.(номиналы примерные, тут сам принцип рекуперации)
А еще интнреснее на микросхеме типа KA1L0880B, в ней уже заложена защита и входа на ограничение, правда мощность не более300W.

Схема - просто ,а как с коефициентом трансформации .Входное напряжение скажем от 3 до 40 вольт, У меня по такой и по двухтактной схеме ,приемлемого преобразователя неполучилось.

[VladimirA]

Я предпологал, что обратная связь по току заряди АКБ уменьшает скважность открытия МОСФ-ета на высоких оборотах.
Сейчас немного пообщавшись, задумался, что ее можно завести и с шунта нижних МОСФ-етов контроллера при схеме
с замыканием на землю.(возможно так уже и сделано у китайцев, к сожалению не знаю их схему). Так что спасибо за подсказки.

[nikvic]

Схема - просто ,а как с коефициентом трансформации .Входное напряжение скажем от 3 до 40 вольт, У меня по такой и по двухтактной схеме ,приемлемого преобразователя неполучилось.

Вот мой вариант - треть контроллера рекуперации, без схем управления ключом.

[VladimirA]

Я так понимаю, это тунельный диод? Признатся я в этом слаб. Будет ли он работать на больших токах и различных входных напряжениях?
Во всяком случае при торможении одной обмоткой будет силное биение колеса. Но если схема будет работать в доле фазы, то может стоит
поставить три таких схемы?
Конечно же у пользователя TRO более лучшее предложение с управлением нижних МОСФ-етов в режиме торможения, но более сложный.

[nikvic]

Я так понимаю, это тунельный диод? Признатся я в этом слаб. Будет ли он работать на больших токах и различных входных напряжениях?
Во всяком случае при торможении одной обмоткой будет силное биение колеса. Но если схема будет работать в доле фазы, то может стоит
поставить три таких схемы?
Конечно же у пользователя TRO более лучшее предложение с управлением нижних МОСФ-етов в режиме торможения, но более сложный.

Речь не о элементах, а о трети отдельной схемы: скважность для разных пар должна быть различна.

Я вообще не вижу, как можно использовать ключи, имеющиеся в готовых схемах контроллеров: они открываются от плюса к фазе и от фазы к минусу. При рекуперации нужно уметь "проводить" наоборот.
Простая "рацуха", по-моему, не проходит.