Управление вентильным индукторным реактивным двигателем

atatas · 19 Фев. 2017 в 06:58

Всем привет. Имеется генератор МТЗ-80, пробовал запускать как bldc от модельного контроллера 24v 80a, на возбуждение 4в - работает нормально. Но самое интересное произошло когда забыл подключить возбуждение. Генератор стал вращаться с бешеной скоростью, причем в обратном направлении. Попытки затормозить ни к чему не привели, момент на валу хороший. Поведением напоминал мотор от пылесоса с последовательным возбуждением. Стал смотреть схему и понял, что без возбуждение это самый обыкновенный ВИРД. Но почему он работает от модельного контроллера с обратной связью по противо-эдс. Насколько мне известно такие двигатели управляются только инверторами типа "Косой полумост" с не самыми простыми алгоритмами. По какой-то причине мостовая схема не используется. Может с кпд проблемы, или есть другая пречина. Прошу помочь разобраться в данном вопросе.

tmiaer · 19 Фев. 2017 в 07:22

[user]atatas[/user], без возбуждения есть остаточное намагничивание статора. В какую сторону - как повезет. А вот момент должен быть наоборот небольшой, хотя смотря с чем сравнивать)))

atatas · 19 Фев. 2017 в 08:10

Цитата: tmiaer от 19 Фев. 2017 в 07:22
[user]atatas[/user], без возбуждения есть остаточное намагничивание статора. В какую сторону - как повезет. А вот момент должен быть наоборот небольшой, хотя смотря с чем сравнивать)))

Остаточное намагничивание замечено не было. Если вращать генерато без возбуждения, то он ничего не генерирует. Без возбуждения генератор ведет себя вполне адекватно, чем сильнее его тормозишь тем больше момент на вале. Пуск происходит в асинхронном режиме, причем сразу заметно, что усилие направлено в сторону противоположную той, которая с возбуждением. И еше, если раскрутить до малых оборотов с воэбуждением, а затем резко убрать возбуждение, то генератор со страшным хрустом останавливается и начинает вращаться в обратную сторону, быстро набирая обороты

.

P.M. · 19 Фев. 2017 в 12:50

Цитата: atatas от 19 Фев. 2017 в 08:10
Цитата: tmiaer от 19 Фев. 2017 в 07:22
[user]atatas[/user], без возбуждения есть остаточное намагничивание статора. В какую сторону - как повезет. А вот момент должен быть наоборот небольшой, хотя смотря с чем сравнивать)))
Остаточное намагничивание замечено не было. Если вращать генерато без возбуждения, то он ничего не генерирует. Без возбуждения генератор ведет себя вполне адекватно, чем сильнее его тормозишь тем больше момент на вале. Пуск происходит в асинхронном режиме, причем сразу заметно, что усилие направлено в сторону противоположную той, которая с возбуждением. И еше, если раскрутить до малых оборотов с воэбуждением, а затем резко убрать возбуждение, то генератор со страшным хрустом останавливается и начинает вращаться в обратную сторону, быстро набирая обороты .

На холостом ходу
так и должно быть.
Попробуйте нагрузить его
номинальной нагрузкой
при малых оборотах
и с возбуждением. Затем резко отключите возбуждение.
Уверен что в обратную сторону
он уже не закрутиться (под нагрузкой).

SUP-2101 · 19 Фев. 2017 в 13:13

Когдато думал над ВРД из такого генератора. Емнип там соотношение зубов ротора и статора неоптимальное. Однако, эффект замеченный топикстартером заслуживает внимания.

P.M. · 20 Фев. 2017 в 16:47

Цитата: SUP-2101 от 19 Фев. 2017 в 13:13
Когдато думал над ВРД из такого генератора. Емнип там соотношение зубов ротора и статора неоптимальное. Однако, эффект замеченный топикстартером заслуживает внимания.

Этот эффект заметил
еще Сименс в конце 19 века.

shananin · 21 Фев. 2017 в 20:37

А не пробовали замыкать обмотку возбуждения или подключать к ней нагрузку?

SUP-2101 · 21 Фев. 2017 в 21:40

По теме:
http://masters.donntu.org/2009/eltf/boyev/diss/index.htm

shananin · 22 Фев. 2017 в 20:09

Спасибо за ссылку, но я имел ввиду не ВРД вообще, а конкретно этот генератор. Я понимаю, что для работы ВРД обмотка возбуждения не нужна, но в данном генераторе она есть и подача напряжения на неё влияет на работу в режиме ВРД, а значит и замыкание должно как-то влиять. Ведь в ней наводится ЭДС.

atatas · 23 Фев. 2017 в 06:44

Думаю пора поделиться результатами некоторых экспериментов. 1) Пробовал закорачивать обмотки возбуждения - результат не заметен, ну во всяком случае на глаз. Генератор ведет себя также(или так кажется). Видимо ничего там не перемагничивается. 2) Пробовал отключать возбуждение при нагрузке на валу. Если нагрузка достаточно сильная то генератор останавливается с треском и действительно не может провернуться назад, но пытается. Я думаю это скорее проблема контроллера, поскольку при асинхронном запуске он подает на двигатель около 5 - 10% номинального напряжения. Кстати вот контроллер:

Однажды уже приходилось ремонтировать. 3) Пробовал подать максимальное напряжение допустимое контроллером (24в) без нагрузки. Обороты стремительно растут просто до ОГРОМНЫХ значений, генератор начинает подозрительно дребезжать. После некоторого порога происходит срыв синхронизации с контроллером и работа продлжается в "дерганом" режиме. Наверное работа без нагрузки ему противопоказана, хотя если контроллер позволяет, наверное можно и до 100к оборотов разогнать

.

Решил разобрать генератор и посмотреть что внутри(все равно нужно заменить подшипники, да и перематывать собирался). Ротор шестиполюсной, обмотка возбуждения расположена сбоку:

Статор имеет 9 полюсов:

Кстати катушки просто легко снялись с зубцов статора.Там было полно свободного места, можно намотать намного больше:

Соеденены были по схеме треугольник.

И все-таки вопрос остается открытым: можно ли управлять ВРД как обычным BLDC? Если можно, то почему так не делают? Надеюсь на помощь более опытных участников форума.

Rus25 · 23 Фев. 2017 в 07:27

Делают, используя как шаговый двигатель. Не используют массово из за более сложного контролера ,и более высокого веса двигателя в сравнении с блдс или с асинхронным электродвигателем.. Стоимость контролера сводит на нет все достоинства этого мотора.Как генератор он себя изжил ,не смотря на всю простоту и надёжность.

atatas · 23 Фев. 2017 в 09:30

Цитата: Rus25 от 23 Фев. 2017 в 07:27
Делают, используя как шаговый двигатель.

Шаговый двигатель, управляемый как BLDC с обратной связью по противо-эдс

... прочитайте тему с самого начала.

Цитата: Rus25 от 23 Фев. 2017 в 07:27
Не используют массово из за более сложного контролера... Стоимость контролера сводит на нет все достоинства этого мотора.

Мы сейчас рассматриваем управление от обычного BLDC контроллера с блочной коммутацией.

Цитата: Rus25 от 23 Фев. 2017 в 07:27
Как генератор он себя изжил ,не смотря на всю простоту и надёжность.

Конкретно меня интересует двигательный режим, реализовывать рекуперацию я не планирую. А что касается ВИРД в целом, то не могу с вами согласиться хотя бы вот поэтому: https://3dnews.ru/584461

plog90 · 27 Фев. 2017 в 05:54

[user]atatas[/user], обритите внимание на это: http://we.easyelectronics.ru/robots/vird-s-samovozbuzhdeniem-chto-za-chudo-i-kak-s-nim-byt.html, а в частности

ЦитироватьЕсть одна особенность: если число зубцов у ротора меньше чем у статора, то как в примере ротор вращается против вращения поля (коммутация АВС...), если у ротора больше зубцов то ротор вращается в туже сторону, что и поле.

У вас на роторе зубцов меньше чем на статоре, вот он и вращается в обратную сторону. Отсюда можно сделать вывод, что ваш генератор работает именно как полноценный ВРД. Нет здесь никаких ошибок, случайностей или остаточной намагниченности - он просто работает. Далее, раз вы запускаете его от BLDC контроллера, то проше рассматривать его работу именно как синхронной машины с постоянными магнитами. По - моему это вполне логично, так как во время запуска ротор намагничивается так как надо, с чередованием полюсов. Вы не зря заметили, что он похож поведением на мотор последовательного возбуждения, ведь во время работы, по сути, в вашем двигателе происходят те же процессы. Чем меньше ток статора, тем менише воэбуждение ротора, тем выше обороты, что снова ведет к уменишению тока статора. Вот он и разгоняется у вас до бешаных оборотов, подобно мотору от пылесоса. Так разгоняться он будет пока нагрузка на валу набудет компенсировать момент двигателя, или пока скорость вращения поля статора не превысит частоту шим контроллера, либо пока намагниченность ротора не станет столь мала, что контроллер перестанет фиксировать противо-эдс, о чем вы и писали. Под номинальной нагрузкой все должно быть в порядке. Далее, нет ничего удивительного, что вы ничего не добились замыканием обмотки ротора. Благодаря ее необычному расположению, она не может повлиять на скорость перемагничивания зубцов по одиночке, она лиши может замедлить скорость изменения намагниченности всего ротора в целом. На практике это может лишь немного замедлить скорость изменения оборотов, но судя по тому, что вы писали, это едва ли заметно. Вообще, думаю, что такой использование вполне возможно. К тому же двигатель можно стартовать с места в асинхронном режиме. ротор при этом не должен сильно дергаться, поскольку в начальный момент он намагнитится так как надо.
Вообще я не силен в теории электропривода, поэтому могу ошибаться. Если допустил грубую ошибку - прошу меня поправить.
Ну а вообще не ждите, что кто - то вам действительно поможет разобраться в данном вопросе. Скорее всего вы уже провели опытов с ВРД больше, чем подавляющая часть участников форума.

atatas · 28 Фев. 2017 в 13:17

Цитата: plog90 от 27 Фев. 2017 в 05:54
Вообще я не силен в теории электропривода, поэтому могу ошибаться. Если допустил грубую ошибку - прошу меня поправить.

Вряд ли. Все как раз очень просто и понятно. Если честно, то вы ответили на все, терзавшие меня вопросы, и даже немного больше. Больше не вижу смысла продолжать эту тему. БОЛЬШОЕ СПАСИБО!

P.M. · 28 Фев. 2017 в 21:58

Цитата: plog90 от 27 Фев. 2017 в 05:54
Далее, раз вы запускаете его от BLDC контроллера, то проще рассматривать его работу именно как синхронной машины с постоянными магнитами. По - моему это вполне логично, так как во время запуска ротор намагничивается так как надо, с чередованием полюсов.
Ну а вообще не ждите, что кто - то вам действительно поможет разобраться в данном вопросе. Скорее всего вы уже провели опытов с ВРД больше, чем подавляющая часть участников форума.

Во время запуска ротор намагничивается
НЕ с чередованием полюсов
а однополярно!

SUP-2101 · 28 Фев. 2017 в 22:11

Коллеги, классический (?) ВРД имеет конструкцию 6 зубов на роторе и 8 (восемь!) на статоре.
Поэтому концепция 6/9 теоретически неработоспособно, но она, ... работает.

http://elmech.mpei.ac.ru/SRD/Tutorial/Chapter1.html
Интересно, как оно вообще работает.

P.M. · 28 Фев. 2017 в 22:50

Цитата: SUP-2101 от 28 Фев. 2017 в 22:11
Коллеги, классический (?) ВРД имеет конструкцию 6 зубов на роторе и 8 (восемь!) на статоре.
Поэтому концепция 6/9 теоретически неработоспособно, но она, ... работает.
Интересно, как оно вообще работает.

И теоретически работоспособно.
Если этот мотор "привести" к БЛДЦ
то получится конфигурация 18N12P.

rezon · 28 Фев. 2017 в 22:57

Здравствуйте, извините что вмешиваюсь,но мне кажется что вы держите всегда в голове что магнитный поток проходит одномоментно в каждую фазу через два зуба ротора,но на самом деле он может проходить и через три зуба ротора. Поэтому теоретически всё правильно и при 6/9. То есть допустим первая фаза при задействование из трех катушек на статоре использует три зуба ротора,просто третья фаза вторично использует и те же три зуба ротора,что до этого использовала и первая фаза.