Алгоритм 4-х фазного 16-ти шагового блочного контроллера

[Ezd0K]

Всем привет. Возможно я ошибся разделом , но тематика вроде подходит. До следующей весны хочу собрать что-то вроде телеги с мотором. Хлама во дворе хватает, так что думаю это вполне реально. Минимально необходимые знания электроники тоже есть, поэтому контроллер двигателя планирую сделать самостоятельно.
Ближе к делу. В качестве тягового двигателя планирую использовать асинхронный мотор 250вт 50гц 3000об/мин в стоке. При перемотке на 24в 300гц 6000об/мин с него ориентировочно можно вытянуть 750вт мощности долговременно. Вот только статор имеет 24 паза, и конфигурация 2p=6 возможна только на 2х или на 4х фазах.
Собственно вопрос из названия темы, помогите решить головоломку. Если на 2фазы, 8 шагов или 3 фазы, 12 шагов все решается элементарно просто, то на 4 фазы 16 шагов я уже сломал голову. Асинхронный двигатель очень чувствителен к блочному синусу, поэтому не хочу использовать всего 2 фазы 8 шагов - маловато.
На картинке и в circuit simulator отработан алгоритм 3 фазы 12 шагов, 4 фазы должны выглядеть похоже, но не тут то было. Помогите, а то мозги уже плавятся.

фаил можно открыть в circuit simulator

[TRO]

Даже в примитивном скалаярном контроллере напряжение меняется вместе с частотой.
У вас же я так понял только одна частота меняется, работать будет хреново.

[Ezd0K]

У вас же я так понял только одна частота меняется

Нет, частота будет меняться в зависимости от оборотов. На мотор будет установлен прорезной диск с фотопрерывателем. Каждый импульс с фотопрерывателя будет переключать следующий шаг. Количество прорезей определю позже эксперементально в зависимости от скольжения. Напряжение будет меняться шимом верхних ключей. Сейчас важно найти блочный 4-х фазный алгоритм.

У меня уже есть опыт построения трехфазного инвертора с обратной связью по оборотам. Хотелось бы распространить этот опыт на произвольное количество фаз, или хотя бы на 4 фазы, актуальных для данной задачи.

[slav]

На мотор будет установлен прорезной диск с фотопрерывателем. Каждый импульс с фотопрерывателя будет переключать следующий шаг.

Каким образом обеспечите постоянство скольжения , во всём диапазоне оборотов ? По простому этого не получится .

[Ezd0K]

Каким образом обеспечите постоянство скольжения

Чтобы оно крутилось и тянуло идеальное постоянство попросту не требуется. Ничего страшного если скольжение будет немного плясать вокруг некоторого среднего значения каждый шаг, главное чтобы не превысило критическое. В конце концов - это издержки всех блочных инверторов. Соответственно больше шагов коммутации - меньше издержки. Если при 6 шаговой блочной коммутации мотор сильно гудит и греется, то уже при 12 шаговой работает вполне цивильно.
При конфигурации мотора 2p=6 мы получаем 36 шагов(12*p) на оборот ротора, но это при нулевом скольжении. Если прорезей на диске будет 40, то скольжение будет плясать в районе (40-36)/40=0.1 т.е 10%. Я пока не знаю какое скольжение подойдет лучше, поэтому буду эксперементировать с количеством прорезей.

[slav]

Чтобы оно крутилось и тянуло идеальное постоянство попросту не требуется.

Может рассмотреть кольцевой делитель на 4 на   D - триггерах , с соответствующим распределителем .     

[Ezd0K]

соответствующим распределителем

У меня есть схема на D триггерах для 3 фаз 12 шагов(как на картинке сверху), но я не могу сообразить, как сконфигурировать триггеры для 4 фаз 16 шагов. по идее нужно соединить уже 8 триггеров. Если кто сможет решить головоломку - буду очень благодарен.

[TRO]

Каким образом обеспечите постоянство скольжения , во всём диапазоне оборотов ? По простому этого не получится .

По частоте постоянно никак (разве что микроконтроллером), но если скольжение взять как процент от частоты, то можно скольжение намутить дробным прерывателем (работать может и будет, но хреновастенько).
____
Не понятно какая проблема намотать три фазы, да лобовые доли при 2 полюсах получатся жуткие, ибо пойдут строго по диагонали в обход вала, но принципиальной проблемы в такой намотке нет.

Я когда занимался жутким извращением,  пускал двухфазный (две обмотки) асинхронник (потолочный вентилятор) от драйвера шагового двигателя (они как раз двухфазные). Там можно выбирать на сколько будет дробится синусоида (вплоть до 256 частей нарезает, причем токовая синусоида, напряжение само какое надо получается), управление удобное.... и ток можно задавать , но за скольжением все равно надо следить

[Ezd0K]

Может этот лучше подойдёт .

Вы мыслите в правильном ключе, но это не работает. Если хотите поэксперементировать то проще всего это сделать тут:
Circuit Simulator

[Ezd0K]

Не понятно какая проблема намотать три фазы

Поиск золотой середины, я полагаю. Статор имеет 24 паза, и намотать 2p=6 не получится для 3х фаз без несимметрии в обмотке, а это уже как раз извращение. Можно намотать 2p=4, но тогда при 6000 об/мин (200гц) можно рассчитавать на что-то около 600вт мощности. Также не хочется поднимать обороты мотора выше 6000 а то еще развалится ненароком. Ну и увеличение кол-ва фаз попросту выгодно, больше фаз - больше шагов коммутации, меньше полевиков в параллель. Кроме того, количество фаз не является проблемой, если инвертор изготавливается самостоятельно.

[slav]

Вы мыслите в правильном ключе, но это не работает. \\\\\\\\\\\

Конечно не работает , нужно придумать ,,дешифратор,,  . 

Ещё вариант.



Пять фаз .





Ещё один триггер добавить и будет желанный 6 фаз .

[TRO]

Кроме того, количество фаз не является проблемой, если инвертор изготавливается самостоятельно.

Тогда надо делать сразу 12 фаз, и все будет красиво до невозможности.

[Ezd0K]

Кроме того, количество фаз не является проблемой, если инвертор изготавливается самостоятельно.

Тогда надо делать сразу 12 фаз

Не, ну в пределах разумного, конечно. Впрочем, если было бы рабочее решение скажем на 6 фаз, я бы наверное рискнул.

[slav]

ну в пределах разумного, конечно. Впрочем, если было бы рабочее решение скажем на 6 фаз, я бы наверное рискнул.

Ограничьте себя в желаниях , 4 фазы хватит. Соедините входы дешифратора с Q1 и Q2  счётчика и можете подключать силовые ключи на выхода дешифратора . Естественно добавив драйвера управления затворами . Частоту можно подать с ГУН-а  , работать будет в асинхронном режиме .( Со средней точкой двигателя на питающее напряжение) .

[slav]

Чтобы оно крутилось и тянуло идеальное постоянство попросту не требуется.

Но это будет только в узком диапазоне оборотов .

[Ezd0K]

Но это будет только в узком диапазоне оборотов

Но почему? Если частота пропорциональна оборотам, то наоборот мотор будет работать в очень широком диапазоне оборотов. По факту, получается аналог сериесного двигателя, с аналогичными характеристиками, но без щеточно-коллекторного узла.
Или может я чего-то не понимаю?

[TRO]

Если частота пропорциональна оборотам,

Вот именно, пропорциональна, но вот только оптимальная частота скольжения вообще не зависит от оборотов, а в основном только от момента. Поэтому фотодиск эту константную прибавку в плюс не даст, он может только множитель в виде пропорции. Тут не то что аналог серисесника не получится, тут полная его противоположность, на низах вообще тяги не будет (скольжение с нуля герц), а на верхах можем уже на убыль пойти из за чрезмерного скольжения..

С синхронным мотором можно логику вообще на небольшой кучке транзисторов замутить и будет работать. С асинхронником сложнее, дискретная логика сложнее. Тут что бы пол ведра деталей не получилось, надо брать микроконтроллер.

[TRO]

Если стремится к минимализму примитивизму комплектующих, то можно взять любой микро моторчик коллекторный (с плеера, лотка сидирома, детской игрушки) и поставить его как датчик на вал. Получим постоянку пропорциональную оборотам и подадим на линейный ГУН, настроив его минимум на частоту скольжения.

Или сделать генератор фиксированной частоты скольжения , и замешать с частотой от фото диска через исключающее ИЛИ(суматор частоты), и полученную частоту использовать как задающую, скольжение будет константой.