[arisov 0]

В своё время делал сервоконтроллер. И столкнулся с проблемами при токовом ограничении. http://forum.rcdesign.ru/f41/thread40981-2.html

 

Сначала у меня было при перегрузке прерывание тока по входу SD (IR21284) ) рис.1, при этом транзисторы при перегрузке «сильно» грелись – как я понял из-за вхождения в линейный режим и из-за того, что в момент перегрузки драйвера закрывают все транзисторы и ЭДС самоиндукции «гасится» через RC-цепочку и параллельно через внутренние диоды транзисторов и сопротивление источника питания. На диодах выделяется около 0,6В. Потом попробовал прерывание по входу (IN IR2184) рис.2 – нагрев транзисторов резко уменьшился, видимо за счёт того, что на открытых нижних транзисторах (шунтирование якоря) во время перегрузки выделяется значительно меньше напряжение.

На этом сначала остановился, но не давала покоя мысль – почему у всех контроллеров, схемы которых я видел, на IR21xx прерывание тока происходит по входу SD. Попробовал как у UHU через RS-«защёлку» (рис.3), на оставшейся половинке компаратора (DA4.1) собрал аналог RS-триггера. «Взвод» триггера по превышению тока, а сброс когда на обоих входах IN будет 0. Но динамики после этого вообще никакой и мощности тоже, ток ограничения (подстроечником) по сравнения с предыдущими вариантами пришлось значительно увеличивать (пробовал и по SD и по IN – переустановка J2), но всё равно динамики не добился и вернулся к варианту с прерыванием по IN.

Потом когда уже всё разобрал, почитал литературку, понял, что на вход R триггера надо подавать частоту. Только какую не знаю. Кто пишет 2 кГц, кто 200кГц. Подскажите, на будущее, т.к. скоро буду делать ещё несколько контроллеров.

И ещё вопросик, какие теоретические неприятности могут возникнуть при перегрузке, с таким нестандартном вариантом, как шунтировании якоря? У меня два самодельных контроллера которые сейчас нормально работают на станке. Есть предположение, что на ресурсе щёток.

[Methane 0]

В своё время делал сервоконтроллер. И столкнулся с проблемами при токовом ограничении. http://forum.rcdesign.ru/f41/thread40981-2.html

 

Сначала у меня было при перегрузке прерывание тока по входу SD (IR21284) ) рис.1, при этом транзисторы при перегрузке «сильно» грелись – как я понял из-за вхождения в линейный режим и из-за того, что в момент перегрузки драйвера закрывают все транзисторы и ЭДС самоиндукции «гасится» через RC-цепочку и параллельно через внутренние диоды транзисторов и сопротивление источника питания. На диодах выделяется около 0,6В.

Случилась перегузка, операционник вырубил все. Ток упал, операционник все включил. Снова перегрузка, снова выключил, снова включил и так с хрен знает какой частотой. Разумеется транзисторы будут греться от такого безобразия.

 

Потом попробовал прерывание по входу (IN IR2184) рис.2 – нагрев транзисторов резко уменьшился, видимо за счёт того, что на открытых нижних транзисторах (шунтирование якоря) во время перегрузки выделяется значительно меньше напряжение.

 

И ещё вопросик, какие теоретические неприятности могут возникнуть при перегрузке, с таким нестандартном вариантом, как шунтировании якоря? У меня два самодельных контроллера которые сейчас нормально работают на станке. Есть предположение, что на ресурсе щёток.

Вы коротите электродвигатель, который в тот момент вполне может быть на полных оборотах, да еще и двигать что-то инерционное. :cranky: Да, будут гореть щётки, будут ломаться шестерни, будут гореть обмотки и транзисторы...

 

На этом сначала остановился, но не давала покоя мысль – почему у всех контроллеров, схемы которых я видел, на IR21xx прерывание тока происходит по входу SD. Попробовал как у UHU через RS-«защёлку» (рис.3), на оставшейся половинке компаратора (DA4.1) собрал аналог RS-триггера. «Взвод» триггера по превышению тока, а сброс когда на обоих входах IN будет 0. Но динамики после этого вообще никакой и мощности тоже, ток ограничения (подстроечником) по сравнения с предыдущими вариантами пришлось значительно увеличивать (пробовал и по SD и по IN – переустановка J2), но всё равно динамики не добился и вернулся к варианту с прерыванием по IN.

Потом когда уже всё разобрал, почитал литературку, понял, что на вход R триггера надо подавать частоту. Только какую не знаю. Кто пишет 2 кГц, кто 200кГц. Подскажите, на будущее, т.к. скоро буду делать ещё несколько контроллеров.

 

У вас же там есть какой-то контроллер. Пусть он сбрасывает сигнал "перегрузка по току". Случилась перегрузка, он все обесточил, начался "разбор полетов". Просто оставте первый вариант, но заведите сигнал ~SD еще и в контроллер, на какое-то прерывание. Хотя бы. Пусть все останавливает и ждет пока не нажмут кнопку.

[arisov 0]

Слово перегрузка – не означает «заклинивание». Перегрузка возникает при старте, торможении, реверсе. И персонал через каждые несколько мили или микросекунд кнопочку не успеет нажать. Кнопочка это для режима ServoError.

Да и МК нечего отвлекаться на этот анализ, У UHU этот сигнал не анализируется.

А при реверсе разве на полных оборотах тоже самое не происходит?

Изменено 3 февраля, 2009 пользователем arisov

[Methane 0]

Слово перегрузка – не означает «заклинивание». Перегрузка возникает при старте, торможении, реверсе. И персонал через каждые несколько мили или микросекунд кнопочку не успеет нажать. Кнопочка это для режима ServoError.

В таком случае, вам нужно вводить ограничение по току. Чтобы оно не "само" колбасилось, непонятно как и на непонятно какой частоте, а чтобы контроллер плавно поддерживал максимально допустимый ток, или там скорость разгона.

 

Самым оптимальным в этом случае будет.

1. Сделать как я сказал.

2. Оставить схему 1.

3. Поставить к примеру датчик холла (тот резистор где вы снимаете ток, слишком шумный) и завести с него сигнал в контроллер.

4. Шимить соответственно.

[arisov 0]

Вот схемы UHU.

uhu_Sheme1.pdf

UHU_Sheme2.pdf

UHU_Sheme3.pdf

Изменено 3 февраля, 2009 пользователем arisov

[arisov 0]

Случилась перегузка, операционник вырубил все. Ток упал, операционник все включил. Снова перегрузка, снова выключил, снова включил и так с хрен знает какой частотой. Разумеется транзисторы будут греться от такого безобразия.

Это и называется, если не ошибаюсь – линейный режим о чём и писал.

Вы коротите электродвигатель, который в тот момент вполне может быть на полных оборотах, да еще и двигать что-то инерционное. :cranky: Да, будут гореть щётки, будут ломаться шестерни, будут гореть обмотки и транзисторы...

На то он и сервопривод, который с начала проектирования рассчитан на долговременные резкопеременные нагрузки. В момент паузы ШИМ (20кГц) происходит тоже самое – закрытие нижних транзисторов и это считается штатным режимом. А в других контроллерах, UHU, Gecko G320, вообще в противовключении – при удержании позиции («СТОП») ШИМ=50/50, при движении соответственно скважность меняется, например 30/70. И это тоже считается нормой.

В моём варианте, это как бы ШИМ по току и шунтирование происходит не постоянно, а возможно даже с частотой выше 20кГц (по моему старенькому осциллографу этот момент трудно уловить). Здесь я вижу недостаток (кстати, только сегодня об этом подумал) - основной ток замыкания ЭДС протекает только через открытые транзисторы, минуя общий токоизмерительный резистор и этот ток, если транзисторы имеют малый запас по имп. току может вывести их из строя. В этом варианте, конечно лучше применить раздельные токоизмерители. Но тогда вероятность перехода в линейный режим возможно возрастёт. Как считаете?

 

У вас же там есть какой-то контроллер. Пусть он сбрасывает сигнал "перегрузка по току"…

Быстродействие AtMega88 на 16МГц уже и так на пределе, особенно если энкодер 2000имп/об., так что нет никого желания его ещё чем то озадачивать. Вообще хочу попробовать его на 24МГц «запустить», как у UHU, хотя это и не штатный режим. Но на форумах UHU не разу не видел жалобы, что у кого-то были с этим проблемы.

[Methane 0]

Это и называется, если не ошибаюсь – линейный режим о чём и писал.

Вы ошибаетесь.

 

На то он и сервопривод, который с начала проектирования рассчитан на долговременные резкопеременные нагрузки.

Но средний-то ток вам нужно знать. ЧТобы хотя бы знать насколько оно нагрелось.

 

Жуть

[arisov 0]

А про это, что скажите, не напоминает первую схему?

А где жуть, для этого и существуют форумы, чтобы «вразумили», подсказали.

Где я должен знать температуру. Я не претендую на сверхпретензионный, супернадёжный сервоконтроллер, мне достаточно любительского, в меру надёжного, доступного для повторения контроллера.

[Methane 0]

А про это, что скажите, не напоминает первую схему?

Нет.

 

А где жуть, для этого и существуют форумы, чтобы «вразумили», подсказали.

Где я должен знать температуру. Я не претендую на сверхпретензионный, супернадёжный сервоконтроллер, мне достаточно любительского, в меру надёжного, доступного для повторения контроллера.

Ок.

Постараюсь написать подробно.

 

У любой электрической машины есть два максимальных тока.

1. Это ток номинальный. К примеру в среднем, за какой-то период времени, ток должен быть не более чем 10 Ампер. Если ток будет превышен, то двигатель перегреется итд. К примеру 9 секунд это ток 1А, и 1секунду это ток в 9А. Это нормально. Тут есть фишка. Можно интегрировать ток через двигатель и считать температуру двигателя безо всяких термодатчиков.

2. Кроме того есть ток предельный импульсный. Это ток при котором двигатель не перегреется. Он просто сломается. К примеру испарится проволка которой коллектор подключен якорю, или размагнится постоянный магнит, или подшипшик сломается, или вал погнется итд. Этот ток недопустим.

 

Любой двигатель может работать как тормоз. Поэтому ток через двигатель ограничивать не только при старте, но и торможении. Это значит то не допустимо устраивать безобразие как у вас на рис. 2. И коротить двигатель. Я имею в виду, что может быть в каком-то конкретном случае, оно и допустимо, но в таком случае люди указывают что все норма и все нормально.

 

По поводу сломаться. Сломать коллекторный двигатель, хотя бы на несколько сот ватт, гораздо проще чем хотелось бы. Его алихесова пята это коллектор. Фактически это куча индуктивностей, каждая из которых за один оборот двигателя разрывается, и освобождает энергию из индуктивности в виде дуги.

Короче. При превышении тока выше предельного, дуга просто не успевает гаснуть и на коллекторе возникает дуга которая тянется от щетки до щетки. Если сам коллектор не расплавится, если от него не отпаяются обмотки итд, может случится и просто короткое замыкание якоря через эту дугу.

 

Линейный режим. Есть у транзистора два режима. Это ключевой и линейный. Ключевой, это когда транзистор или открыт или закрыт. Если на затворе 0 вольт, он закрыт. Если к примеру 15 вольт, то он закрыт. В этом случае сток-исток напряжение или напряжение питания, или несколько вольт.

К примеру, если у вас не большие мощности, и вы начинающий, то я бы советовал начинать именно с линейного режима. Посмотрите "усилитель мощности в режиме Б", сделайте их два, один инвертирующий, другой нет, и вы получите очень простую схему. КПД будет низкий, зато все очень просто и наглядно.

[khlenar 5]

Может все же завести обратную связь по току на МК(на АЦП) для ограничения(пусть с запозданием) и для время-токовой защиты(а также для др. анализа), а

аппаратную часть в виде защелки для защиты на максимальный ток.

[_Pasha 0]

почему у всех контроллеров, схемы которых я видел, на IR21xx прерывание тока происходит по входу SD.

Потому что в случае выхода из строя (т.е. пробоя) верхних транзисторов от беды спасет только закрытие нижних транзисторов, с чем, собсна, SD и справляется.

Значит, резко закрывались, раз обратный диод нагрели. 

[Methane 0]

Потому что в случае выхода из строя (т.е. пробоя) верхних транзисторов от беды спасет только закрытие нижних транзисторов, с чем, собсна, SD и справляется.

Значит, резко закрывались, раз обратный диод нагрели. 

А что должно спасти от беды если пробьёт два нижних? :)

[arisov 0]

Methane, большое спасибо за разъяснения.

Для долговременного превышение тока у меня уже реализована защита, я её описал в соседней ветке – опишу здесь. При рассогласовании действительного положения (от энкодера) и заданного (от Step/Dir), например при наезде на препятствие, на +/-3 шага у меня в программе запускается таймер и если в течении 15 сек. это рассогласование не станет меньше +/-3шага, то контроллер переходит в режим ServoError, который можно «сбросить» только вкл/выкл. питания или в программе настройки. Если рассогласование пропадёт, то таймер «сбрасывается». В ServoError также переходит без задержки если рассогласовании позиций достигнет +/- 20 000 шагов. Так что защиты от долговременного превышения можно сделать без контроля тока микроконтроллером. И это у меня всё работает и вопросов нет. Можете посмотреть работу моего контроллера здесь http://depositfiles.com/en/files/tseutbpe8 (48.82 Mb)

Дуги на коллекторе нет.

И как же вы всё таки объясните, что в штатном режиме, во время движения - во время паузы ШИМ нижние транзисторы точно также открыты. И во время реверса возникают гораздо большие перегрузки, чем просто при замыкании.

Сервопривод (серводвигатель), который я модернизировал 30 лет работал с электромашинным усилителем (ЭМУ) у которого выходное сопротивление очень близко к нулю и при снятии с его обмотки управления (возбуждения) напряжения или реверсе серводвигатель «гасил» всю свою энергию в якоре ЭМУ. И за 30 лет движки не разу не меняли.

 

А разве при высоких частотах ключевой режим не может перейти в линейный? Тем более у полевиков довольна большая емкость.

 

А транзисторы у меня вылетали. По диагонали, из-за перегрева, при вращении в одном направлении

 

Значит, резко закрывались, раз обратный диод нагрели. 

До диода внутри транзистора я не смог добраться, чтоб "пощупать" его нагрев

Это только мои предположения.

Изменено 3 февраля, 2009 пользователем arisov

[Methane 0]

Methane, большое спасибо за разъяснения.

Для долговременного превышение тока у меня уже реализована защита, я её описал в соседней ветке – опишу здесь. При рассогласовании действительного положения (от энкодера) и заданного (от Step/Dir), например при наезде на препятствие, на +/-3 шага у меня в программе запускается таймер и если в течении 15 сек. это рассогласование не станет меньше +/-3шага, то контроллер переходит в режим ServoError, который можно «сбросить» только вкл/выкл. питания или в программе настройки. Если рассогласование пропадёт, то таймер «сбрасывается». В ServoError также переходит без задержки если рассогласовании позиций достигнет +/- 20 000 шагов. Так что защиты от долговременного превышения можно сделать без контроля тока микроконтроллером.

Паршиво сделано. Не учитывает нагрузку во время этих шагов.

 

И это у меня всё работает и вопросов нет. Можете посмотреть работу моего контроллера здесь http://depositfiles.com/en/files/tseutbpe8 (48.82 Mb)

Не буду.

 

Дуги на коллекторе нет.

Вы хотите спать спокойно или нет?

 

И как же вы всё таки объясните, что в штатном режиме, во время движения - во время паузы ШИМ нижние транзисторы точно также открыты. И во время реверса возникают гораздо большие перегрузки, чем просто при замыкании.

Главное - контролировать ток. Для двигателя - главное именно ток. Он определяет момент. Вы ток, когда два нижних открыты не контролируете. А сталобыть если механика создаст приличную мощность на валу (к примеру инерция) может все закончится феерверком. Гораздо безопаснее, лишние джоули слить на резистор. Посмотрите схемы частотников. У них там предусмотрен специальный транзистор и резистор, именно для того чтобы греть воздух резистором а не лавинным пробоем транзисторов.

 

Сервопривод (серводвигатель), который я модернизировал 30 лет работал с электромашинным усилителем (ЭМУ) у которого выходное сопротивление очень близко к нулю и при снятии с его обмотки управления (возбуждения) напряжения или реверсе серводвигатель «гасил» всю свою энергию в якоре ЭМУ. И за 30 лет движки не разу не меняли.

Я не понял. Вы чем управляете? Какое включение двигателя - последовательное, парралельное, независимое возбуждение или вообще постоянные магниты? Что за электромашинный усилитель? Г-Д? Трансформаторный усилитель?

 

А разве при высоких частотах ключевой режим не может перейти в линейный? Тем более у полевиков довольна большая емкость.

Может. Как правило одновременно с переходом транзисторов в газообразное состояние, кучей вони матюков.

[arisov 0]

Паршиво сделано. Не учитывает нагрузку во время этих шагов.

В другом диапазоне учитывает, а в этих нет? Как это понимать? Я же писал мне супер–пупер не нужен, в продаваемых сотнями, а может тысячами Gecko G320 и UHU никакой «хитрой» обратной связи по току нет, только прерывание через «защёлку» и на SD.

 

Главное - контролировать ток. Для двигателя - главное именно ток. Он определяет момент. Вы ток, когда два нижних открыты не контролируете. А сталобыть если механика создаст приличную мощность на валу (к примеру инерция) может все закончится феерверком. Гораздо безопаснее, лишние джоули слить на резистор. Посмотрите схемы частотников. У них там предусмотрен специальный транзистор и резистор, именно для того чтобы греть воздух резистором а не лавинным пробоем транзисторов.

В частотниках мне кажется это немного не то, в сервоприводах рекуперация гасится через RC цепочку и через открытые транзисторы, например при ШИМ 50/50 (здесь я в этом не совсем уверен).

Да признаю, что с одним токоизмерительным резистором возможен «плачевный» исход. Тоже об этом писал выше.

Я не понял. Вы чем управляете? Какое включение двигателя - последовательное, парралельное, независимое возбуждение или вообще постоянные магниты? Что за электромашинный усилитель? Г-Д? Трансформаторный усилитель?

У меня независимое параллельное возбуждение. А это то здесь при чём? Якорь то один и я по нему управляю.

ЭМУ это такой большой и тяжёлый аппарат, состоящий с одной стороны из асинхронного двигателя с другой – генератора. Про регулировку напряжения по возбуждению в генераторе объяснять не надо?