Контроллер 10 Квт FOC Тестирование

Автор on4ip, 24 Фев. 2016 в 20:43

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

VasiliSk

[user]T-Duke[/user], как вы быстро отвалили в сторону "заблуждаться важе право..." =))
я не спорю с тем что ток фазы выше чем шины. я лиш указываю на то что утверждение будто везде именно  нижний ключ работает дольше всего истинно. в моем контроллере и верхние и нижние работают одинаково и греются одинаково. эти 4.8 вольт переменки я делаю относительно виртуальной средней точки в 24 вольта. тем самым получаю условные напряжения на концах фаз в 21.6V и 26.4V (а между ними 4.8!). В таком режиме ток двух фаз, как вы выразились, в один момент течет через верх, в другой через низ.. чередуется.  Паттерн играет огромную роль. разные техники шима дают разные результаты, колебания, потери активные и пассивные. Применяя незамысловатые способы уменьшить количество коммутаций транзисторов можно неплохо сэкономить на тепловых потерях.

T-Duke

#91
Цитата: VasiliSk от 26 Март 2016 в 22:37
[user]T-Duke[/user], как вы быстро отвалили в сторону "заблуждаться важе право..." =))
Да не, я не отвалил, я сам тоже могу заблуждаться. Я просто не люблю бездоказательности, поэтому пойду запиливать модель инвертора в спайсе. А потом может и замерю токи, только вот неохота курочить мост и втыкать ключи через резисторы на висючках. Что-то придумаю. Ну и если заблуждаюсь, то конечно же признаю это, не переживайте :-)

Да, внимательно сейчас подумал, таки похоже, что применительно к синусоидальной ШИМ, токи через оба ключа будут равны. Так что симметричное размещение ключей именно для векторнго контроллера, как сделал автор, может оказаться верным. Я пока только в общих чертах подумал об этом. Завтра запилю симуляцию и проверю, видимо я таки заблуждаюсь на счет синусоидального моста.

Хотя не совсем. В случае если ротор неподвижен и через двигатель идет ток, то должна появиться асимметрия токов и нагрева ключей. Завтра детальнее разберусь с этим вопросом.

on4ip

Цитата: T-Duke от 26 Март 2016 в 22:44
Цитата: VasiliSk от 26 Март 2016 в 22:37
[user]T-Duke[/user], как вы быстро отвалили в сторону "заблуждаться важе право..." =))
Да не, я не отвалил, я сам тоже могу заблуждаться. Я просто не люблю бездоказательности, поэтому пойду запиливать модель инвертора в спайсе. А потом может и замерю токи, только вот неохота курочить мост и втыкать ключи через резисторы на висючках. Что-то придумаю. Ну и если заблуждаюсь, то конечно же признаю это, не переживайте :-)
Я модель по запускал уже, пол периода фундаментальной частоты проводят одни транзисторы пол другие, дествующее через ключ одинаково для верха и низа( ШИМ векторный симметричный)
В жизни все не так, как на самом деле.

T-Duke

Цитата: on4ip от 26 Март 2016 в 23:03
Я модель по запускал уже, пол периода фундаментальной частоты проводят одни транзисторы пол другие, дествующее через ключ одинаково для верха и низа( ШИМ векторный симметричный)
Да, вероятнее всего это так. Но я пока сам не проверю, не успокоюсь. И все же при остановленном роторе под нагрузкой, таки должна проявиться асимметрия. В общем разберусь детальнее, тогда скажу конкретнее.

А вот применительно к BLDC с обычной блочной коммутацией, через нижние ключи течет больший ток чем через верхние. И китайцы правильно ставят ключи. Да, в случае синусоидального инвертора я вроде заблуждался, ну ничего, главное это понять. И я пока не баянил ключи, так что мне это заблуждение пошло пока колинеарно /:-)

VVK

[user]T-Duke[/user], а можно еще вопрос для тех, кто не в теме: что такое инжекция ВЧ?

По step-down конечно вы правы, тут и проверять нечего. При 100% КПД передаваемые мощности равны, и соответственно при уменьшении напряжения увеличивается средний ток.

Цитата: T-Duke от 26 Март 2016 в 21:26
В последние годы я разочаровался во форумах, хотя в основном все зависит от контингента. В общем пока осваиваюсь, присматриваюсь к форуму, дальше видно будет. Создать тему не вопрос, гоавное созреть :-)
Тут форум самый адекватный. И контингент самый лучший.  :-D Поэтому тему можете создавать смело.


VasiliSk

[user]T-Duke[/user], От синуса/трапеции равенство токов не зависит.  И там и там можно сделать и симметрично от середины и наоборот от земли или плюса. Это уже сами техники шима, алгоритм управления выше уроанем находится

[user]VVK[/user], по русски - добавление высокочастотного сигнала к основному чтобы понять где находится магнит над обмоткой

on4ip

Цитата: T-Duke от 26 Март 2016 в 22:31
Цитата: on4ip от 26 Март 2016 в 22:14
Ну про инжекцию сигнала поподробнее? У вас тип двигателя SMPM? или IPM?
И вы не ответили на мой вопрос что у вас с регулирование на низких скоростях? Очень же интересно, что за такое чуда бездатчиковая серва и что она делает. У вас случаем наблюдатели не с конечно шаговой сходимостью?
Даже SPMSM имеют небольшой saliency и могут работать на алгоритме инжекции ВЧ. Просто в IPMSM разница в индуктивностях по осям резко выше и алгоритм реализовать проще. Это вообще не новость что инжекцию ВЧ можно реализовать на SPMSM даже публикации есть на эти темы.

Дальше, вы видимо невнимательно читаете мои посты. На низких скоростях я переключаюсь на холлы и только работаю над алгоритмом ВЧ инжекции, который решит вопросы довольно точного регулирования на низких скоростях. А пока не готов алгоритм инжекции ВЧ, низкие скорости успешно разрешаются применением энкодера.

Ну и вообще-то странно требование отвечать на вопросы, если вы даже ключи свои не хотите озвучить  :-) Так что каков привет, таков и ответ. Ну и прошу прощения за вторжение во вашу тему. Я все таки поспешил, видимо когда-то придется открыть свою.
Ключи нормальные, и как специалист вы должны понимать, что марка ключа не важна важны интегральные характеристики, кои озвучены. Просто имея энкодер ( ну по моему мнению ) холлы нужны только для старта и замыкать систему можно не используя наблюдатели.
По поводу HFI метода на SMPM  я помнится как то общался с Ральфом Кеннолом( занимается как раз бездатчиковыми система на несимметриях и предиктным управлением) так он говорил о лабораторной реализации на двигателях с малыми соотношениями Ld\Lq и не работе в реальности, но возможно сильно зависит от конструкции, если у вас работает то это очень круто. 

Добавлено 26 Март 2016 в 23:15

Цитата: T-Duke от 26 Март 2016 в 23:09
Цитата: on4ip от 26 Март 2016 в 23:03
Я модель по запускал уже, пол периода фундаментальной частоты проводят одни транзисторы пол другие, дествующее через ключ одинаково для верха и низа( ШИМ векторный симметричный)
Да, вероятнее всего это так. Но я пока сам не проверю, не успокоюсь. И все же при остановленном роторе под нагрузкой, таки должна проявиться асимметрия. В общем разберусь детальнее, тогда скажу конкретнее.

А вот применительно к BLDC с обычной блочной коммутацией, через нижние ключи течет больший ток чем через верхние. И китайцы правильно ставят ключи. Да, в случае синусоидального инвертора я вроде заблуждался, ну ничего, главное это понять. И я пока не баянил ключи, так что мне это заблуждение пошло пока колинеарно /:-)
=) Клевое изречение " Баянил Ключи ".
Тему открывайте, будем многим интересно, по крайне мере паре тройке человек точно.
В жизни все не так, как на самом деле.

T-Duke

Цитата: VasiliSk от 26 Март 2016 в 23:11
[user]T-Duke[/user], От синуса/трапеции равенство токов не зависит.  И там и там можно сделать и симметрично от середины и наоборот от земли или плюса. Это уже сами техники шима, алгоритм управления выше уроанем находится
Да, начинаю соглашаться. Паттерн модуляции пробовал пока один, другие не понравились ужасной формой напряжения. Ее трудно анализировать для оценки разных фифектов в инверторе. Короче попробую и другие паттерны, но мне нравится обычный v1v3v7v3v1v0.

on4ip

Цитата: T-Duke от 26 Март 2016 в 23:16
Цитата: VasiliSk от 26 Март 2016 в 23:11
[user]T-Duke[/user], От синуса/трапеции равенство токов не зависит.  И там и там можно сделать и симметрично от середины и наоборот от земли или плюса. Это уже сами техники шима, алгоритм управления выше уроанем находится
Да, начинаю соглашаться. Паттерн модуляции пробовал пока один, другие не понравились ужасной формой напряжения. Ее трудно анализировать для оценки разных фифектов в инверторе. Короче попробую и другие паттерны, но мне нравится обычный v1v3v7v3v1v0.
Так это если не ошибаюсь Гамма модуляция, я такую же использую.
В жизни все не так, как на самом деле.

T-Duke

Цитата: on4ip от 26 Март 2016 в 23:13
Ключи нормальные, и как специалист вы должны понимать, что марка ключа не важна важны интегральные характеристики, кои озвучены. Просто имея энкодер ( ну по моему мнению ) холлы нужны только для старта и замыкать систему можно не используя наблюдатели.
По поводу HFI метода на SMPM  я помнится как то общался с Ральфом Кеннолом( занимается как раз бездатчиковыми система на несимметриях и предиктным управлением) так он говорил о лабораторной реализации на двигателях с малыми соотношениями Ld\Lq и не работе в реальности, но возможно сильно зависит от конструкции, если у вас работает то это очень круто. 
Ну я в ключах кроме обычных статических характеристик смотрю на шунтирующий диод в первую очередь. Остальные заряды и тайминги более-менеее новых ключей, при текущих частотах ШИМ уже лирика.

По инжекции ВЧ я делаю выводы на основе репортов IEEE. У исследователей получалось на обычных SPMSM запилить этот алгоритм. У себя на обычном китайском мотор-колесе, наблюдал явление биений инжектированных колебаний и основной гармоники. Проблема в том, что нужны датчики тока с более низким уровнем шума, чем обеспечивают обычные холловские датчики. Иначе амплитуду инжектированных колебаний приходится делать слишком большой, а это начинает раздражать слух. Короче реализовать можно. Важно реализовать правильно и бюджетно. А тут есть над чем поломать голову.

По холлам. При наличии энкодера можно стартовать совсем без холлов, просто качнув ротор в нужную сторону в синхронном режиме и тут же FOC подхватывает все и подстраивается под оптимальный угол. Задача в том, чтобы сделать это без энкодера. В общем время покажет.

clawham

тю дак и я такую штуку пробовал чтоб стартовать - дать 0.1% шима кратковременно чтоб померять индуктивность катушек. когда магниты находятся прямо над катушкой - индуктивность маленькая, а когда магнит между двумя катушками - индуктивность максимальна - один раз провернув колесо по кругу можно набрать калибровочную таблицу и потом иметь в остановленном состоянии довольно точное положение магнитов относительно катушек. другое дело что это только на сверхмалых скоростях работает. и требует симетричности мотора.

нижние ключи бОльшего кол-ва делают для рекуперации - когда именно ними и коротят две фазы между собой а когда отпускают - индуктивность выстреливает в верхние полевики(точнее бьет по батарее через паразитные диоды) вот и все. я проверял 6 фетовый контроллер на 40 амперах при этом радиатор на верхние полевики и на нижние были разные - нагрев одинаков что на 10% газа что на 50% газа что на 100% газа. но вот рекуперация - да...греет только нижние полевики и очень сильно. речь о трапеции и шиме 8 кгц

По биениям холла - я пробовал это дело скомпенсировать просто покрутив мотор сверхмедленно на микрошаговом псевдосинусе. просто набрал таблицу опозданий/опережений каждого из холлов. ну да пришлось ещё один холл добавить чтоб знать начало оборота. это да.
1)8FUN SWXK 250w24V@17A48V 13S4P LGD1, China kontr
3)MXUS 3000 @90A80V LiFePo 20Ah 25S, Nucular 12F
Telegram @clawham

T-Duke

#101
Ну вообще-то я именуюсь Т-Дюк. Дак пишется по другому и значит совершенно разное  :-)

А то что индуктивность меняется при вращении ротора и есть фактор того, что можно применить илгоритм инжекции ВЧ в статор. Таблицу набить можно, для крутить колесо хватит. А для плавной работы есть другие методы - например гетеродинирование.

Цитата: clawham от 26 Март 2016 в 23:30
нижние ключи бОльшего кол-ва делают для рекуперации - когда именно ними и коротят две фазы между собой а когда отпускают - индуктивность выстреливает в верхние полевики(точнее бьет по батарее через паразитные диоды) вот и все. я проверял 6 фетовый контроллер на 40 амперах при этом радиатор на верхние полевики и на нижние были разные - нагрев одинаков что на 10% газа что на 50% газа что на 100% газа. но вот рекуперация - да...греет только нижние полевики и очень сильно. речь о трапеции и шиме 8 кгц

Вы описали принцип работы бустерного преобразователя. В обратном режиме, когда не рекуперация, то же самое происходит с нижними ключами.. Попробуйте замерить еще раз. Для этого нужно нагрузить мотор и медленно крутить его. Ну типа медленно едем в горку. Нижние ключи должны сильнее греться. Это справделиво для блочных контроллеров. У них звук тракторный. А для векторных синусоидальных, как выяснили сегодня, все должно быть равномерно.

По компенсации неравномерности холлов, для меня это пройденный этап, когда-то запилил эту фичу. На видео виден истинный сигнал скорости вычисленный на основе тиков холлов и ужасные биения сигнала и потом уже компенсированный сигнал. Так же влияние этого на аккустический уровень двигателя:

https://www.youtube.com/watch?v=RIodfKwvkEI&feature=player_detailpage

ЗЫ
Ну и по токам фаз и батареи, кто-то говорил что нет линейной зависимости. Тут не соглашусь. В природе действует закон сохранения энергии. Если в моторе 4.8В и 100А, то из 48В батареи будет вытекать 10А. Ну чуток больше энерги будет уходить из-за потерь энергии в контроллере и двигателе. Но потери отражаются не в токах, а в напряжениях. Токи как раз что четко соответствуют. А вот из-за потерь, дигатель видит напряжение меньше чем теоретическое, при заданном коэфф заполнения ШИМ.

clawham

"Тю дак" это это не Ваш ник! наоборот это просто "Тююю....ДЫК "

Короче я проверял - что нижние что верхние испытывают одинаковые токи и одинаковое время простаивают. да импульсно бывает момент когда скажем 1 полумост низ включен а шимим второй мост верх - то при отключении верхнего второго - кратковременно бьет по второму нижнему противоэдс выбросом. но там доли процента от времени выключенного или включенного состояния ШИМа(проверял на 50% и сильно низком кол-ве оборотов.

это же подтвердилось и практикой - нагревы обоих радиаторов без использования рекуперации - одинаковые! 100% одинаковые в пределах +-0,0125 градуса! оба радиатора в герметичной коробке без обдува. разделение полное.

это факт. верхние греются немного больше изза динамических потерь, нижние подогреваются выбросами противоэдс. баш на баш выходит одинаково. фазный до 80 ампер. тоесть на пределе для одного корпуса то220.

гетеродинирование это вообще афигеть но насколько я прикидывал - ниодному арму это не под силу...тут уже впору гигагерцовый ацп и плисину ставить но в этом я слаб а потому для себя вижу начало по холлам а потом уже по BEMF на компараторах.или нарисовать табличку калибровки холлов и какой-то доп холл для обозначения точки отсчета.

В общем пока на это катастрофически времени нет но половина силовой платы уже разведена :) но работы там непочатый край. Планирую токовые датчики в сурсах силовых полевиков нижних. от них и защита будет работать апаратная микросекундная и поцикловый стабилизатор/ограничитель тока. Там получается самогенерация некоего синуса который повторяет форму эдс мотора в режиме генератора - тоесть более точное попадание но шим надо до 100 кгц задирать иначе не успеваем на 600 обмин. в общем вариантов море :)
1)8FUN SWXK 250w24V@17A48V 13S4P LGD1, China kontr
3)MXUS 3000 @90A80V LiFePo 20Ah 25S, Nucular 12F
Telegram @clawham

T-Duke

Может у Вас контроллер какой-то особенный. Процесс передачи энергии из батареи в двигатель это процесс понижения напряжения и повышения тока, то есть step-down преобразование.  Если двиг начинает работать в режиме генератора, то идет обратное преобразование - step-up или бустинг. Вы уже описывали его работу. Нижний ключ полумоста, замыкает индуктивность двигателя на землю, в ней накапливается энергия магнитного поля, и когда нижний ключ закрывается, энергия отстреливается в батарею через верхний открытый ключ, если синхронние выпрямление, или диод верхнего ключа, если ШИМ только на нижнем ключе.

Но факт в том, что максимальные токи на нижнем ключе. Иначе не будет происходить бустинга и не будет выполняться закон сохранения энергии. Если двигатель крутится медленно, развивая генераторную ЭДС на уровне скажем 5В и превращает тормозной момент во фазный ток силой 100А, то торможение происходит с мощностью 500Вт. Если не учитывать потерь, то эти же 500Вт нужно запихнуть в батарею напряжением 48В ну 50В для круглости. Ток преобразовывается из 100А в 10А. Но напряжение уже равно 50В. Я конечно говорю о среднеквадратических токах. Основной ток проходит через нижние ключи инвертора. Они должны больше всего греться.

То же самое в двигательном режиме. Ток из батареи повышается, но напряжение на двигателе наоборот понижается. Это тоже приводит к тому, что греются больше нижние ключи. Иначе быть не может в простом блочном контроллере. В случае синусоидального контроллера нагрузка на ключи действительно равномерная, сегодня в спайсе посмотрел. Но для BLDC и блочной коммутации все должно быть несимметрично.
Контроллер у Вас хитрый. Но осциллограммы сигналов на затворах ключей одного полумоста контроллера под нагрузкой, сразу все объяснят.

ЗЫ
Гетеродинирование на кортексах делается легко и непринужденно. Частоты низкие, 300-600Гц и нет никаких особых нагрузок на ядро, Кларк с Парком больше потребляют ресурсов :-)

clawham

Ещё раз расскажите как вы шимите трапецию?

я привел четкий пример - 3 полумоста. первый нижним полевиком включен постоянно - фаза 1 на земле всегда.
второй мост я ШИМлю верхний полевик подключая вторую фазу к источнику питания! ВСЕ! больше никаких полевиков не участвуют в работе!
у нас периодически получается две цепи:
1) - акб - шунт - нижний полевик первого плеча - фаза а - фаза б - верхний полевик второго плеча - плюс батареи - везде как в последовательной цепи ток одинаков и нарастает по мере насыщения железа.
2) размыкаем верхний полевик: Ток НЕ течет НИКУДА!

Да по второму пункту вы возразите "а как же выброс" - а никак - его импульс микросекундный и да - он бьет по диоду нижнего полевика второй и третей фазы но ведь и верхний полевик разомкнулся под полным током - динамические потери. они выходят один-в-один(ну +- неразличимая разница) с ударом индуктивности по диоду нижнего полевика 2 и 3 моста.

Мы же в отличии от BUCK технологии после такта верхнего полевика не эмулируем нижний диод нижним же полевиком. Да так было бы правильно но при условии наличия высокоскоростного компаратора и огромной индуктивности а она не огромна если именно с этот момент данная пара обмоток создают тягу - большее кол-во магнитного потока уходит в работу, остается толькь мизерная часть из железа и воздушного зазора.

Так что увы - 3 полевика внизу и два вверху - просто угода рекуперации ибо там токи намного больше моторного режима.
1)8FUN SWXK 250w24V@17A48V 13S4P LGD1, China kontr
3)MXUS 3000 @90A80V LiFePo 20Ah 25S, Nucular 12F
Telegram @clawham

on4ip

Народ, убедительно прошу переехать в  отдельную тему. Теор диспуты давайте там по обсуждаем.
В жизни все не так, как на самом деле.

T-Duke


on4ip

Как бы там не было крутим вертим, сегодня принесли моторчик авиа вот крутонул его в безатчике.
https://youtu.be/Me4fUAdQE0g
В жизни все не так, как на самом деле.