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

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...