Перейти к содержанию

    

Управление и питание двигателя на 10 В от батареи на 17 В

Есть коллекторный двигатель на 10 вольт и максимальным током 1,5 А. Надо им крутить в разные стороны и манипулировать моментом путём манипуляции током. И вроде бы всё понятно, ставь умный H-мост типа L6207 и гони на него ШИМ, контролируй ток с МК через АЦП с резистора Rsense, а управляй током путём изменения скважности ШИМа. Но дело осложняется тем что основной источник в разрабатываемой системе литиевый акум на 17 вольт. Первоначально я думал, что ну и ладно. Просто никогда не буду давать 100-процентное заполнение ШИМ чтобы не спалить 17 Вольтами двигло. Но товарищ по цеху стал от этого отговаривать. Суть претензий состояла в том что даже при неполном ШИМ, скажем 0,5, половину периода на двигатель подаются всё равно те самые 17 вольт и даже за половину периода ток может подскочить на столько чтобы стать опасным для движка и его придётся отключать от нагрузки, ещё не дойдя до конца активного периода ШИМ. И в итоге нормального управления не будет. Я же считаю что губят двигатель не амперы, а тот тепловой эффект который они оказывают, плавя обмотку. А по теплу выйдет за полный период ШИМ выделится не более чем допустимо и по этому на превышение напруги (и временно тока) можно забить до тех пор пока эквивалентное постоянное напряжение ШИМа не превысит 10 вольт.

Кто из нас прав? И корректно ли ставить в моём случае H-Мост сразу после акума, не используя понижающий до 10 вольт DC-DC? Или может я вообще тупой и в моём случае совсем иную схему надо применять?

Заранее спасибо.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Если частота ШИМ мала и ток сильно пульсирует, то тепловыделение на активном сопротивлении обмоток будет больше чем от эквивалентного постоянного тока. Квадрат все же в формуле для тепла, а для момента зависимость от тока линейная. Насколько это окажется важно проверяйте на своих параметрах.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Если не регулировать шим, то будет перебор/недобор на разных нагрузках. Нужно делать обратную связь. Если есть такая возможность, это все равно будет проще dc-dc.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ну там еще есть оговорка на изоляцию, но думаю не в вашем случае, что 10 что 20 вольт без разницы. Ну а по теплу действительно смотрите индуктивность обмотки (точнее соотношение R/L), но думаю ШИМ с частотой килогерц в 20 (а то и в разы больше на таких мощностях) будет нормально (пульсации тока будут незначительны). Считаю DC-DC лишнем в такой ситуации, в тем более есть контроль тока. Ну и обычно, то что ваш товарищ говорит, парой тройкой формул подтверждают или наоборот.

Изменено пользователем ELEKTROS

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
В 07.10.2018 в 22:54, Prizrak_Kommunizma сказал:

Кто из нас прав? И корректно ли ставить в моём случае H-Мост сразу после акума, не используя понижающий до 10 вольт DC-DC? Или может я вообще тупой и в моём случае совсем иную схему надо применять?

Ставьте смело. Частоту ШИМа повыше = 20...30 кГц и рулите смело. Защиту конечно лучше поставить (или встроенную в ШИМ МК или во внешнем драйвере).

В DC-DC ведь тоже ШИМ, так что - какая разница: два ШИМа последовательно или один? А зачем тогда два если можно один?

А товарищу посоветуйте учить матчасть.  :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
1 hour ago, jcxz said:

Ставьте смело. Частоту ШИМа повыше = 20...30 кГц и рулите смело.

Не начать бы только потери в железе двигателя увеличивать при таких частотах. Скорее всего придётся добавить звено LC фильтра.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
20 часов назад, MikeSchir сказал:

Не начать бы только потери в железе двигателя увеличивать при таких частотах. Скорее всего придётся добавить звено LC фильтра.

Причём тут "железо двигателя"? В обмотках двигателя таких частот конечно не будет. Так как у них есть приличная индуктивность.

Конечно потери вырастут на ключах драйвера ШИМ. На сколько - зависит от скорости их переключения.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
4 hours ago, jcxz said:

Причём тут "железо двигателя"? В обмотках двигателя таких частот конечно не будет. Так как у них есть приличная индуктивность.

Конечно потери вырастут на ключах драйвера ШИМ. На сколько - зависит от скорости их переключения.

А куда же тогда эти частоты приложатся? Я думаю к этой самой индуктивности. А индуктивность, если она на "железном" сердечнике намотана, то в ней потерь на таких частотах нет? Ещё как греется при подаче ШИМа.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
8 минут назад, MikeSchir сказал:

А куда же тогда эти частоты приложатся? Я думаю к этой самой индуктивности. А индуктивность, если она на "железном" сердечнике намотана, то в ней потерь на таких частотах нет? Ещё как греется при подаче ШИМа.

Греется протекающим током. Если выставить с помощью ШИМ некое постоянное напряжение (не менять значения в регистрах сравнения ШИМ-таймера), то постоянная составляющая тока и будет греть обмотки. А вот переменная составляющая тока на 20-30 кГц для двигателя 2.2кВт должна быть настолько малой, что не будет составлять сколько-нить значимого нагрева.

Или как Вы смогли измерить нагрев гармониками порядка десятков кГц отдельно от более низкочастотных гармоник?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
9 hours ago, jcxz said:

 А вот переменная составляющая тока на 20-30 кГц для двигателя 2.2кВт должна быть настолько малой, что не будет составлять сколько-нить значимого нагрева.

А откуда взялось 2.2кВт?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
10 часов назад, Herz сказал:

А откуда взялось 2.2кВт?

Хммм... действительно... Или я попутал и не оттуда прочитал или автор уже отредактировал пост  ;)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
1 hour ago, jcxz said:

Хммм... действительно... Или я попутал и не оттуда прочитал или автор уже отредактировал пост  ;)

Это вы перепутали, там изначально было столько.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
22 hours ago, MikeSchir said:

А индуктивность, если она на "железном" сердечнике намотана, то в ней потерь на таких частотах нет? Ещё как греется при подаче ШИМа.

Дело в том, что пульсации тока (и магнитного поля) будут пренебрежимо малы. Потому и нагрева железа дополнительно за счет вихревых токов особого не будет.
 А медь - куда же денешься - омические потери останутся.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
3 hours ago, Егоров said:

Дело в том, что пульсации тока (и магнитного поля) будут пренебрежимо малы. Потому и нагрева железа дополнительно за счет вихревых токов особого не будет.
 А медь - куда же денешься - омические потери останутся.

К сожалению у меня нет свежего опыта, но когда-то делали узел управления (ШИМ 30 кГц) реверсивным двигателем  27 В, 60 - 100 Вт, и заказчик потребовал внести в схему дополнительный фильтр, мотивируя  перегревом. В конце концов всё удачно закончили.

 Ещё и во втором посте, похоже, о подобном говориться.

Изменено пользователем MikeSchir

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Часто делаю тесты с двигателями мощностью от сотен Вт до нескольких кВт, на частотах ШИМ от 20 до 60 кГц, разницы в нагреве от частоты не замечал. На фоне омических потерь, там ничто. Потери в железе заметно проявляются при большой амплитуде изменения потока вместе с большой частотой, например при высокой скорости вращения когда нужно частое и глубокое перемагничивание.

Вихревые потери (как в железе так и в самой обмотке и других близлежащих проводящих частях конструкции), как я понимаю, зависят от скорости изменения тока, которая определяется напряжением питания и индуктивностью обмоток и не зависит от частоты. Так что эти потери возрастут в ~1.7 раз, но их вклад в общие потери скорее всего слишком мал чтобы это заметить.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти