Jump to content

    
Sign in to follow this  
Michael Michael

программа управления вентильно-индукторным двигателем

Recommended Posts

Приходится заниматься схемой управления маломощным (50W) вентильно-индукторным двигателем c сетевым (выпрямленным) питанием  и регулированием оборотов посредством потенциометра, и программой для управляющего микроконтроллера.

 При том ещё, что двигатель однофазный, то есть имеет на статоре одну пару последовательно соединённых катушек (обмоток) и датчик холла, а на роторе - 6 зубцов (если правильный термин использую).

Со схемой пока не вижу проблем, а вот с программой - вижу.

Никогда раньше для двигателя вентильно-индукторного ничего не писал. Да и вообще для двигателя.

...самостоятельный гугл гуглом, само собой. Не забанили)

Но форум для чего? Мне бы посмотреть несколько примеров алгоритмов, программ. Может быть, ссылки на статьи, рекомендации...

Edited by Michael Michael

Share this post


Link to post
Share on other sites
49 минут назад, Herz сказал:

Для чего?

Вы с какой целью интересуетесь?

Цитата:

Форум создан инициативной группой участников для обсуждения вопросов проектирования электронной аппаратуры.

Share this post


Link to post
Share on other sites
04.09.2021 в 22:41, Michael Michael сказал:

Никогда раньше для двигателя вентильно-индукторного ничего не писал. Да и вообще для двигателя.

...самостоятельный гугл гуглом, само собой. Не забанили)

Но форум для чего? Мне бы посмотреть несколько примеров алгоритмов, программ. Может быть, ссылки на статьи, рекомендации...

 

Странно, но мне Гуголь по запросу "управление вентильно-индукторным двигателем"  выдал несколько страниц ссылок на разнообразную литературу.   Может всё же забанили? :)  на всякий случай копирую ссылки сюда:

 

image.png.621eb1526602f4b713e537598eaf3058.png

Вентильно-индукторный электропривод Доклады научно-практического семинара. ... В альтернативном варианте (вентильно-индукторные двигатели с ... горитмов и структуры системы управления вентильно-индукторного электропривода / 2-я междун. конф. Читать ещё
 
Вентильно-индукторные двигатели имеют большие перспективы примене-ния, прежде всего в мощных частотно-регулируемых приводах и ... 1.4. Некоторые отличия и особенности управления вентильно-индукторными двигателями. Читать ещё
 
  • Вентильноиндукторный двигатель – это относительно новый тип электромеханического преобразователя энергии, который сочетает в себе свойства и электрической машины, и интегрированной системы регулируемого электропривода. Как всякий электродвигатель, он обеспечивает преобразование... Читать ещё
  • Также известен способ управления вентильно-индукторным электрическим двигателем (Аракелян А.К., Глухенький Т.Г. Определение положения ротора в высокоскоростных бездатчиковых вентильно-индукторных электроприводах // Электричество. 2003. - №4. - С... Читать ещё
  • ВИРД расшифровывается как вентильный индукторно-реактивный двигатель, в иностранной литературе SRM (двигатель с переменным магнитным сопротивлением, двигатель с переключаемыми индукторами, т.е. индуктивностями). Читать ещё
  • Вентильно-индукторные электрические машины (ВИМ) активно исследуются с начала 80-х годов прошлого столетия практически во всех промышленно развитых странах. Примерно в то же время значительный интерес к таким двигателям был проявлен и в России благодаря их... Читать ещё
вентильно-индукторным двигателем. 3 Поверочный расчет вентильно-индукторного двигателя. ... 1 Анализ разработок вентильно-индукторных двигателей с бездатчиковым управлением. Читать ещё
 
Программный комплекс расчета характеристик вентильно-индукторного двигателя как объекта управления. ... Вентильный индукторный двигатель (ВИД) – двигатель с переключаемым магнитным сопротивлением – это индукторная синхронная машина, в которой преобразование... Читать ещё

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ух LLLLLLLLLL, даже мою "записку" нашли.

Michael Michael , мотор с магнитом пойди для начального позиционирования, случайно не сепаратор?

Силовая схема - два чопера же, классика? Там чтобы управлять ненужно кучу этих формул из статей, нужно понять что такое угол подачи импульса (момент включения двух транзисторов), длительность включения одного транзистора и длительность включения второго транзистора. И управлять тремя этими параметрами в зависимости от частоты вращения и задания момента (некой уставки). Также можно дополнительно управлять "токоограничением" тока в фазе (но как минимум должна быть верхняя граница чтобы не спалить силовуху) и/или ШИМ.

Edited by ELEKTROS

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 часов назад, LLLLLLLLLL сказал:

но мне Гуголь по запросу "управление вентильно-индукторным двигателем"  выдал несколько страниц ссылок на разнообразную литературу.   Может всё же забанили? :)  на всякий случай копирую ссылки сюда

Спасибо, что нашли время. Вначале по вашим ссылкам.

 

Ссылка 1.   МЭИ, семинар от 2007г.  Есть у меня. Самое ценное там (для моего случая) это  М.Г. Бычков.  АЛГОРИТМЫ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНОИНДУКТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Ссылка 2.   Диссертация Трофимова С.Ф. Есть у меня. С общими вещами, которые он излагает слегка по-своему, я уже знаком, а конкретного для меня нет ничего.

Ссылка 3.   Учебное пособие: В. А. Кузнецов, В. А.Кузьмичев. Вентильно-индукторные двигатели. Есть у меня. И в цветном, как по ссылке, и в черно-белом варианте. Это хороший учебник по теме, лучший из тех, что я видел.

Ссылка 4. Патент. Нет, патентов не надо.

Ссылка 5. Публикация неплохая, попалась на глаза одной из первых. Но "корявая", за что автор в самом начале приносит извинения. Пишет человек, понимающий предмет, но не давший себе труда излагать ясно. Когда я прочитал Кузнецова, тогда эта заметка стала мне понятной.

Ссылка 6. Красовский А. Б. У меня 5 его работ, включая докторскую и учебник под его именем. Теперь будет 6)

Ссылка 7, Ссылка 8. Это студенческие квалификационные  работы. Таких у меня много. Был и студент А.С. Дудус.

*********************************************************************************

...имена авторов работ, на которые можно как-то ориентироваться, это Цветков А. А., Кузнецов В. А., Бычков М. Г., Красовский А. Б., Виноградов А. Б.,  ещё несколько человек.

Четыре докторские диссертации, несколько кандидатских, с десяток студенческих рефератов ли, квалификационных работ. И прочие разные информационные объекты по теме, накопились у меня. Всё это упорядочиваю, сортирую, обдумываю.

 

Безусловно, в поисках помогает  библиография в конце работ.

Одни и те же тексты (слово в слово), одни и те же картинки встречаются в разных работах, под разным авторством, так что трудно бывает понять, где оригинал.

 

Я достаточно разобрался в физике работы, в принципах, в этапах управления вентильно -индукторным двигателем. Но мне не надо его проектировать. Он есть. Надо им управлять. То есть, обеспечить плавный запуск, стабильную скорость вращения, устойчивую работу при изменении напряжения питания, постоянный контроль потребляемого тока и автоматическое отключение при перегрузке. И ещё некоторые мелочи.

 

Силовая схема вопросов не вызывает, это т. н. косой мост. Буду управлять верхним и нижним ключами. Источники входных сигналов - выпрямленное сетевое напряжение на электролите; падение напряжения на открытом нижнем ключе; цифровой датчик холла; потециометр, задающий скорость вращения.

 

Управление подразумевается т. н. одноимпульсное. Я бы сказал, что это скорей фазовое, по аналогии, как симисторами управляют в сети. Но фазой в этой теме принято называть пару катушек на статоре, расположенных диаметрально противоположно и соединённых последовательно либо параллельно, поэтому пусть называется как есть.

 

Мой двигатель однофазный, то есть имеет на статоре одну пару последовательно соединённых катушек (обмоток) и датчик холла, а на роторе - 6 зубцов. Это специфично, потому что однофазные встречаются очень редко, обычно больше двух фаз. Такой двигатель в принципе имеет точку (взаимное угловое положение ротора и статора), из которой он имеет право не запускаться. Информации по управлению однофазным вентильно-индукторным двигателем практически нет, есть только упоминания, что такие бывают, ну и сам двигатель у меня на столе.

 

Картинку этапов управления фазой двигателя приложил. Собственно, изменение углов включения, либо выключения этих этапов, всех или некоторых (когда остальные фиксированы) плюс релейное токовое управление (по падению напряжения на открытом нижнем ключе) - весь доступный инструментарий и суть одноимпульсного управления.

 

Главная сложность - правильно организовать это управление, сделать это с нуля, не имея примеров для подражания.

 

1.png

2.png

3.png

4 этапы работы фазы ВИД.jpeg

 

 

35 минут назад, ELEKTROS сказал:

Ух LLLLLLLLLL, даже мою "записку" нашли.

Michael Michael , мотор с магнитом пойди для начального позиционирования, случайно не сепаратор?

Силовая схема - два чопера же, классика? Там чтобы управлять ненужно кучу этих формул из статей, нужно понять что такое угол подачи импульса (момент включения двух транзисторов), длительность включения одного транзистора и длительность включения второго транзистора. И управлять тремя этими параметрами в зависимости от частоты вращения и задания момента (некой уставки). Также можно дополнительно управлять "токоограничением" тока в фазе (но как минимум должна быть верхняя граница чтобы не спалить силовуху) и/или ШИМ.

 

...и за ваше время спасибо!) Всё правильно говорите, я к этому же и пришел. Но вот как именно управлять, пока большой вопрос.

Edited by Michael Michael

Share this post


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

Ссылка 5. Публикация неплохая, попалась на глаза одной из первых. Но "корявая", за что автор в самом начале приносит извинения. Пишет человек, понимающий предмет, но не давший себе труда излагать ясно. Когда я прочитал Кузнецова, тогда эта заметка стала мне понятной.

 

Есть грешок, время жалко стало когда писал. :biggrin: Да и было это сто лет назад... Больше желания не было заниматься написанием, лучше чё то новое изучить. Так это мотор сепараторный, сделано в России или сами не знаете от чего?

Я когда начинал смотрел немного Миллера (классика так сказать) и документацию от Texas Instr.

И да, одноимпульсное управление - это когда управление без токоограничения и ШИР, а только углами (три параметра), возможно только с какой то частоты вращения. Однофазный мотор всегда с магнитом делают, чтобы как раз гарантированно запустить, двухфазный кстати тоже имеет "мёртные" положения из которых он не запуститься для этого также ставят либо магнит, либо мотор делается не реверсивный (несимметричный ротор). Да и в чём сложность однофазного, любой m фазный SRM можно разбить на m однофазных, потому как все фазы работают независимо.

Edited by ELEKTROS

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 часа назад, Michael Michael сказал:

так что трудно бывает понять, где оригинал.

Это разве имеет значение?

Простите, что вмешиваюсь, но раз в теме участвуют хорошо знакомые с предметом люди, можно узнать: в чём преимущество таких двигателей, и именно (редких, похоже) однофазных?

И почему у автора задача управлять именно таким двигателем? Выглядит куда сложнее, чем сменить двигатель. Ведь не монстр какой-то.

Нет, в гугле тоже не забанили, но интересно как раз частное мнение...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Насчёт преимуществ тут вопрос такой скользкий, где то можно назвать это преимуществом, где то нет. Например, касаемо конструкции - тут проще наверное ничего нет. Ротор - наборное шихтованное железо и всё, либо вообще спеченный порошковый для относительно небольших мощностей. Статор с прямыми зубьями и открытыми пазами и как следствие катушка одевается прямо на зубец (ну это у нас мощности около мегаватта, поэтому про них), ошиновка простая. Но за простоту платить нужно чем то другим, например ток однонаправленный и как следствие преобразователь получается несколько больше (вроде бы где то выводиться коэффициент использования по току около 1.5 в сравнении с мостовой схемой), можно использовать двигатели с четным числом фаз и питать от мостовых схем (там есть свои оговорки и приколы), мотор шумнее если не применять спец мер как в конструкции так и в управлении. Так же если выходит из строя одна фаза (или часть фазы) в двигателе, то вся система нормально работает дальше (конечно с оговоркой на некоторую потерю момента), но допустим у нас бывало что 1/3 или 2/3 фазы выпадало (изоляция катушки некачественно сделана) и ничего всё работало без снижения производительности (с отключенной повреждённой частью). Характеристика мотора больше похожа на ДПТ последовательного возбуждения, что позволяет применять в качестве тягового (у нас на Белазах 130 тонн катается несколько), причём если работа в зоне так называемого ослабления поля (здесь наверное неуместно так говорить, а может и нормально, но чтобы было понятней в сравнении с другими типами) происходит со сбоем, ну там преобразователь перестал коммутировать например, ничего не взорвёт как в случае с магнитами (по оборотам ну примерно так: номинал 850 об/мин (всё что выше - ослабление поля), максимум 3200 об/мин). Кратность пускового момента до 3. Пульсации момента, ну они есть, только это момент электромагнитный и на номинальной частоте вращения пульсации мех. момента меньше процента (к тому что подшипники ходят не меньше чем на АД), на околонулевых скоростях заметно что есть пульсации момента на глаз, но года два назад придумал алгоритм чтобы это фиксить, в принципе ротор на глаз идёт считай плавно без рывков (самое забавное потом после этого нашёл статью или несколько, где описывается примерно похожий метод :biggrin: ну опять же это общие принципы). Сравнивались мы с АД (возможность была только с теми чем заменяли), у нас КПД получался такой же как у АД на номинале ( но АД был без частотника, добавить частотник и КПД SRD получается выше привода AD на 1-2 процента) , сравнение было для приводов порядка 1300 кВт. Массогабарит лучше чем у АД, но хуже чем у PMSM (но тут собственно и  плюс и минус  что магнитов нету). Писать можно много чего еще, ну это так что первое придумалось. Вообще для каждого применения свой мотор. А почему не делают, да потому что чтобы соревноваться в цене нужно дойти до массового производства.

Про вопрос однофазного двигателя, непонятно по сравнению с чем преимущество, если по сравнению с коллекторным, то отсутствие коллектора, если говорит по сравнению с АД (возможно и с магнитами, тут не сильно знаком), то частота вращения, этот однофазный мотор как я думаю на 12-15 тыщ об/мин. Также частоты ШИМ преобразователя: АД нужно постоянно шимить, здесь можно перейти в одноимпульсный режим и частоты коммутации ключей будут соответствовать количеству полюсов ротора и частоте вращения например для 6 зубого ротора и частоте вращения 15000 об/мин это f=1,5 кГц всего, АД всё время нужно нарезать синус (сколько там обычно частоты ШИМ около 10кГц?) - потери больше.

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 часов назад, Herz сказал:

Это разве имеет значение?

 

Нет, значения не имеет.

6 часов назад, Herz сказал:

... раз в теме участвуют хорошо знакомые с предметом люди, можно узнать: в чём преимущество таких двигателей, и именно (редких, похоже) однофазных?   .... Нет, в гугле тоже не забанили, но интересно как раз частное мнение...

 

Я про этот двигатель узнал две недели назад и не по своей воле, а как наёмный работник. Практики в теме у меня нет, просто начитался.

Когда компилирую из разных источников в один документ, для себя, такие общие места, про преимущества, достоинства и недостатки, с удовольствием отрезаю.

Посмотрите первую ссылку, из приведённых  выше LLLLLLLLLL L.A. и в ней самую первую статью.

...А  мне интересна вот такая цитата (из другой работы):

 

"...Совокупность указанных отличительных свойств ВИМ приводит к тому, что традиционные структуры и алгоритмы управления регулируемых электроприводов оказываются мало приспособленными к применению в ВИП. Следует заметить, что ВИП оказывается чрезвычайно робастным к ошибкам, дефектам в проектировании и изготовлении, сбоям в алгоритмах управления. Другими словами, ВИП будет работать почти всегда, несмотря на присутствие указанных негативных явлений. Однако, каждая неисправность все-таки в той или иной степени ухудшает его технико-экономические показатели. Наряду с совершенствованием методик проектирования вентильно-индукторного электропривода алгоритм управления является решающим фактором обеспечения его высоких технико-экономических показателей и улучшения потребительских свойств."

Цветков А. А.  СРАВНИТЕЛЬНЫй АНАЛИЗ СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ В ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ

 

6 часов назад, Herz сказал:

почему у автора задача управлять именно таким двигателем?

 

Потому, видимо, что господь посылает нам такие задачи, с которыми мы можем справиться.

 С помощью форума, надеюсь)

 

 

Edited by Michael Michael

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, Michael Michael сказал:

Потому, видимо, что господь посылает нам такие задачи, с которыми мы можем справиться.

 С помощью форума, надеюсь)

Нет, это понятно. :)

Хотелось понять мотив. Ну, не Ваш, а работодателя - что заставило его применить такой двигатель и искать человека, который справится.

Share this post


Link to post
Share on other sites
16.09.2021 в 02:25, Herz сказал:

Хотелось понять мотив. ...

Это явный оффтоп. Форум обсуждает вопросы профессиональной разработки РЭА, но никак не проблемы мотивации, психологии и т. д.

 

...ну, да, знаю я зачем и почему. Давайте начнем самозабвенно в этом копаться? Это как-то приблизит меня к написанию рабочей программы и будет полезно для прочих участников? И как это будет выглядеть с точки зрения работников фирмы и руководства?

Риторические вопросы.

Edited by Michael Michael

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this