Jump to content
    

Измерение сопротивления обмотки мотора

В начале расскажу как измерение делаю сейчас, а после жду отзывов и предложений. Двигатель допустим трехфазный PMSM, но это не сильно важно. Сопротивление обмоток статора порядка ~4 мОм и хочется измерять его с точностью не хуже 10-20%.

Двигатель подключён к мосту из MOSFET ключей (Rdson ~ 0.8 мОм), доступны измерения тока и напряжения на всех фазных выводах. Используется симметричная ШИМ, а выборки значений тока делаются по центру периода, выборки напряжения чуть позже (+1 мкс). Частота ШИМ 28 кГц, разрешение таймера 2940. Величина DeadTime и минимального импульса около 200 нс, в зависимости от схемотехники конкретного контроллера от 70 до ~600 нс.

Измерение сопротивления очевидно производится с помощью известного выражения Rs = U / I. Где, U - вычисляется исходя из напряжения звена постоянного тока и коэффициента заполнения модуляции, I - измеряется непосредственно. Основные погрешности возникают от того, что U известно не точно из-за подавления импульсов малой длительности и неопределённости во время DeadTime. Что делается для компенсации погрешности измерения U?

1) Величина заполнения модуляции поднята по всем фазам на длительность минимального импульса, таким образом исключается нелинейность на малых значениях заполнения;

2) Измерение делается на двух значения тока (20А и 5А) с помощью выражения Rs = (U1 - U0) / (I1 - I0), таким образом исключается постоянная составляющая в U, которая может появится из-за DeadTime;

3) Используются измерения фазных напряжений для восстановления фактической длительности импульсов и компенсации погрешности из-за DeadTime. Схема аналогична интегрированию напряжения в течение периода модуляции, но в моем случае вместо интегратора используется аналоговый RC фильтр (с постоянной времени ~25 мкс) перед АЦП и цифровой КИХ после АЦП, который восстанавливает среднее за период напряжение по двум последовательным выборкам.

 

Допустим напряжение звена постоянного тока 30в. Погрешность измерения Rs без этих компенсаций составила бы (200e-9 / 35e-6) * 30 (В) / (20 - 5) (А) ~ 11 мОм, что неприемлемо много. С компенсацией есть варианты, например когда, используется п.3 и не используется разница доходит до 3 мОм. То есть видимо, одних только п.1 и п.2 недостаточно, а на п.3 я не очень рассчитываю из-за того, что там делается самокалибровка коэффициентов FIR по результатам которой можно судить лишь о дифференциальной точности измерения среднего напряжения, но не по абсолютному значению. Другими словами, достаточно точный результат получается, только когда используются все три пункта.

Точность оцениваю увеличивая ток (40А, 60А, ...) зондирования и уменьшая напряжение звена постоянного тока (15в), если оценка Rs при этом не уходит больше требуемых 10-20%, то считаю измерения достаточно точными. Эталона или средств измерения таким малых сопротивлений у меня нет.

 

Погрешности датчиков тока, температурный дрейф, и другие типичные источники ошибок здесь не рассматриваю, это все в пределах 5%. Температурный дрейф сопротивления обмоток во время измерений тоже не превышает 5%.

 

Edited by amaora

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не понял, в чём вопрос или сомнение?

Метод измерения так себе. Ничто не мешает в "мёртвый' период измерить сопротивление нагретой обмотки правильно, но для этого схемотехникой придётся заняться.

Вы хотите нас подключить к этому занятию? Или Вы хотите иного решения?

Share this post


Link to post
Share on other sites

28 minutes ago, A.V.Avtomat said:

Не понял, в чём вопрос или сомнение?

Узнать кто как решает подобную задачу.

 

29 minutes ago, A.V.Avtomat said:

Ничто не мешает в "мёртвый' период измерить сопротивление нагретой обмотки правильно

Как именно?

Share this post


Link to post
Share on other sites

22 минуты назад, amaora сказал:

Узнать кто как решает подобную задачу.

Как именно?

"Милиомметром" подключённым к ней. "Милиомметр" - разумеется схема, висящая на обмотке.

Я так понимаю, что эту задачу никто не ставил и не решал, Вы - первый.

Share this post


Link to post
Share on other sites

В 25.02.2024 в 21:52, amaora сказал:

Эталона или средств измерения таким малых сопротивлений у меня нет.

Поэтому и погрешности у вас странные, прежде чем заниматься темой, всегда с начала покупают эталон или измеритель, потом всё остальное). Как минимум легко можно купить 0.003 Ом 1% собрать мост и уравновесить его, питать импульсами.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Quote

 

Измерение делается на двух значения тока (20А и 5А) с помощью выражения Rs = (U1 - U0) / (I1 - I0), таким образом исключается постоянная составляющая в U, которая может появится из-за DeadTime;

 

 

 

Только так. Никакие компенсации не помогут. Главное условие - постоянный ток. От него все погрешности

Edited by somebody111

Share this post


Link to post
Share on other sites

Из контекста следует, что это надо для определения перегрева обмоток.

Однако такие измерения требуют дополнительных элементов на плате, и результат будет весьма условный поскольку одновременно измеряется и сопротивление всяких контактов на проводе, причем эти контакты имеют термоЭДС. Не проще ли термистор в обмотки вклеить?

Share this post


Link to post
Share on other sites

3 hours ago, Stepanov said:

Из контекста следует, что это надо для определения перегрева обмоток.

Нет. Это измерение сопротивления для использования в модели двигателя в векторном контроллере. Измерять позволено только имеющимися средствами (техфазный мост, измерения тока фаз, измерения фазных напряжений пропущенные через RC-фильтры, напряжение DC звена), без дополнительных инструментов.

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.

×
×
  • Create New...