Jump to content

    

Схемы измерения тока двигателя. Какая лучше?

Если речь про HFI (т.е. частоты до 200-1000 Гц), то да. Но тогда мотор в пищалку превращается. Я с этим еще давно немного игрался. Не очень понравилось. Может что не правильно делал, но точность замера получалась невысокой, особенно при форсаже по току все уплывало и срывалось. Либо сильную модуляцию качать, но тогда звук очень сильный.

Лучший вариант был стартовать на бездатчиковой трапеции, при этом опционально сделать мягкое переключение фаз чтоб не щёлкало.

Share this post


Link to post
Share on other sites

С непосредственным измерением производных тока получается лучше? Не разваливается от насыщения при большом токе? Индуктивности ведь меняются независимо от используемого метода.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Именно, индуктивность меняется. Под действием тока насыщение меняется по довольно сложному закону (примерно модуль суммы потоков катушек и магнитов), но если построить модель мотора и просчитывать ошибку расчетных от фактическизх значений, можно очень точно определить положение ротора, хоть на нулевой скорости, хоть в реверсе, и главное при любом токе (в форсаже даже точнее будет).

Собственно на трапеции мы стартуем потому что напряжение болтающейся фазы формируется отношением индуктивности 2х фаз (которое при увеличении тока увеличивается), и которое по мере раскрутки по фазе совпадает с ЭДС

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 hours ago, jeka said:

Собственно на трапеции мы стартуем потому что напряжение болтающейся фазы формируется отношением индуктивности 2х фаз (которое при увеличении тока увеличивается), и которое по мере раскрутки по фазе совпадает с ЭДС

Так все-таки у вас не FOC! 
Думаю нормально стартовать вы не можете потому что в схеме измерения теряете DC. Т.е. любые переходные процессы измеряете с большой погрешностью. 
 

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 hours ago, amaora said:

В первой схеме нет ограничений на задание разных вариантов модуляции, причем можно обойтись и двумя датчиками (хотя это зависит от времени установления с необходимой точностью и длительности периода). В случае использования шунтов схема  будет или сложнее или из более редких/дорогих компонентов. Трассировка будет выполнена лучше т.к. ключи можно подключать к питанию наиболее короткими путями а шунты находятся в цепи с низким di/dt.

Во второй схеме нельзя измерять ток если нижние ключи закрыты. В случае с тремя шунтами и SVPWM это не будет проблемой т.к. измерения избыточны. С двумя шунтами уже будут пропуски в измерениях. Схема измерения проще и выбор компонентов шире. Трассировку выполнить сложнее и обычно получается, что эта схема годится только на небольшой ток (до ~10А).

Если нужна схема которая в наибольшей степени безразлична к времени установления и позволяет задавать любые варианты модуляции (перераспределять тепло на верхние ключи например), то ваш выбор первая схема с тремя датчиками.

Тут jeka  обошелся одним датчиком. Просто использовал магию. 
Но вопрос какую погрешность вы получите от двух датчиков.

Про трассировку не понял аргумент. Трассировке на мой взгляд абсолютно без разницы. Размер резисторов не меняется, количество переходных и слоев тоже.
Утверждение про низкий di/dt тоже спорно. В общем случае неизвестна емкость в сторону мотора, и меньше или больше бросок тока в фазах чем в стоках сказать нельзя. 

Во второй схеме измерять ток можно и при закрытых ключах. Он тогда течет через диоды. 
Почему вторая схема только на небольшой ток тоже не раскрыто.  
Т.е. что ни аргумент то знак вопроса. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
33 minutes ago, AlexandrY said:

Про трассировку не понял аргумент.

Наличие шунтов в разрыве между землей и ключами требует большего внимания чем прямое подключение. Это ухудшение паразитных параметров.

 

40 minutes ago, AlexandrY said:

Во второй схеме измерять ток можно и при закрытых ключах.

Это вы про какие-то условия которых никогда не будет или измерение там не требуется. А измерение нужно в условиях, например когда нижний ключ открывается на 5% времени периода, остальное время открыт верхний. И этих 5% времени периода не хватает для установления сигнала на выходе усилителя. Остается лишь рассчитывать на то, что две другие фазы в это время находятся в лучших условиях.

В первой схеме в этом случае больше возможностей получить корректные измерения.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
16 hours ago, Plain said:

Не измерял, а предложил измеритель, который позволяет в т.ч. калибровать его и использовать в качестве датчиков медь ПП. 

Делать выборки в разные моменты периода уже не хорошо и требует учитывать пульсацию тока. Еще и калибровать соответствие масштабных коэффициентов верхнего и нижнего шунта, это скорее необходимо а не позволяет. И куда девать ТКС меди? Без этого хватает проблем с уходом параметров двигателя от нагрева.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, AlexandrY said:

Про трассировку не понял аргумент. Трассировке на мой взгляд абсолютно без разницы. Размер резисторов не меняется, количество переходных и слоев тоже.
Утверждение про низкий di/dt тоже спорно. В общем случае неизвестна емкость в сторону мотора, и меньше или больше бросок тока в фазах чем в стоках сказать нельзя. 

Во второй схеме измерять ток можно и при закрытых ключах. Он тогда течет через диоды. 
Почему вторая схема только на небольшой ток тоже не раскрыто.  
Т.е. что ни аргумент то знак вопроса. 

Про трассировку рекомендую почитать например https://epc-co.com/epc/Portals/0/epc/documents/papers/Optimizing PCB Layout with eGaN FETs.pdf

Amaora человек явно с опытом. Все правильно пишет.

Шунты (да и лишние дорожки) на больших токах греются, петли тока существенно больше (опять же индуктивность и нагрев выше). А это выбросы при переходных процессах.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, jeka said:

Про трассировку рекомендую почитать например https://epc-co.com/epc/Portals/0/epc/documents/papers/Optimizing PCB Layout with eGaN FETs.pdf

Так вот в том то и дело что время установления усилителей напряжения шунтов (десятки мкс ) гораздо больше чем звон на паразитных контурах вызванных дорожками (сотни наносекунд).
Поэтому удаляться в трассировку при частотах 20-50 КГц еще рановато. 
Хотелось бы определиться с цепями точного измерения тока. 
Чем точнее измеряется ток тем меньше программных фильтров надо применять. Я это влияет на качество управления. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, amaora said:

Остается лишь рассчитывать на то, что две другие фазы в это время находятся в лучших условиях.

Если примените вот такую модуляцию, то измерение через шунты подключенные к земле не вызовет никаких проблем 

image.png.f6e5c4e3c6aecca8e8df312cb7dc6d78.png

Хотя не стану возражать, что при других модуляциях там будет невозможно что либо измерить. 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 minutes ago, AlexandrY said:

время установления усилителей напряжения шунтов (десятки мкс )

есть операционники и на 1 и 10 мГц и выше

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, jeka said:

есть операционники и на 1 и 10 мГц и выше

Я в курсе. 
Только какой у них  CMRR и смещение. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 hours ago, AlexandrY said:

Если примените вот такую модуляцию, то измерение через шунты подключенные к земле не вызовет никаких проблем

Такую и применяю, одна из фаз всегда на земле, в пределах одного сектора. Так вот на большой скорости (мы же хотим полностью использовать напряжение питания) периодически будет заполнение более 95% и с этой фазы замер уже не получить. Если переходный процесс не успевает завершится уже при заполнении ~87% и ниже то отпадать начнут одновременно две фазы.

Сейчас использую два фазных датчика, и более сложную модуляцию (на первом рисунке) в области выше ~85%. Синий график показывает места где доступны измерения тока (0 = измерения есть). На втором рисунке SVPWM с привязкой к земле, пропусков в измерениях здесь заметно больше. С шунтами по земле было бы еще хуже т.к. заполнение 100% тоже было бы не годным.

Это все для случая выборки тока в центре периода симметричной ШИМ. Смещение точки сэмплирования не делаю.

g9f4_1.png

g9f4_2.png

Edited by amaora

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 часов назад, amaora сказал:

куда девать ТКС меди? Без этого хватает проблем

У меня не было бы проблем от него легко избавиться, но как я понял, всё приводостроение насквозь пропатентовано, здесь своя мода на сложность схем, количество компонентов, и вообще, дозволительные способы решения задач, а пропуск не ниже докторской.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now