Kolmefaasiline mootor

[A.R.]

On selline 1 kW isend 150 V 5A, tähes, keskpunktiga.
Omanik tahab seda panna käima erinevate kiirustega.
On selline kena õpetus:

http://www.ttu.ee/public/e/energeetikateaduskond/Instituudid/elektrotehnika_instituut/servomootor.html

Kolm optrokatkestit ja natuke elektroonikat.

Kui ehitus oli poole peal tuli uus tahtmine:
mootorit peab saama suvalises seisus peatada ja kinni hoida.
(Kolmes seisus on lihtne - annad alalise peale ja seisab kolmes asendis)

Tuleb välja et on ilusad mikroskeemid väikemootoritele -kuni 30A ja 600 V.
Aga need tahavad saada kuut PWM signaali. Skeemid on netis,
Mul on selline "kodustatud" PIC,kus on 4 PWM-i. Igati sobiks aga ....

Ja nüüd küsimus:

Miks on vaja kuut PWM-i, miks ei piisa kolmest?
Kui genereerida siinust siis on ju võimalik siinuse nulli hetkel lülitada
ringi PWMi väljund kas "pinge" ja "maa" ühendusse.
Seega võiks kolm PWM-i ja kolm lülitit hakkama saada?
Aga miks siis nii ei tehta? Või ikka tehakse?

Teema mõtiskluseks.
Tööstuslik moodul on kuskil 600€ kanti, jupid tulevad kokku 30€.
Või on ka selliseid häid ja odavaid mooduleid?

[murphy]

Vs: Kolmefaasiline mootor

Mida asja.
Esiteks 6 kanalit on vaja sest 6 mosfeti. Sa ju ei moduleeri ülemist ja alumist transi korraga. Lihtsalt inverteerides ülemise ja alumise(eeldades et suuda piisava dead time garanteerida) on sul moduleerimis sagedus mootori mähistel. Selle paari kHz juures on mootor nagu lühis sest teras südamik ei kannata seda. Lisaks kuidas sa kavatsed faasi välja lülitada?
Teiseks 3F asünkroon või sünkroon mootor?
Nii see leht on omadega pekkis türistoridega lülitatakse alalisvoolu, tere tali.

[A.R.]

Vs: Kolmefaasiline mootor

Esiteks 6 kanalit on vaja sest 6 mosfeti.
Sa ju ei moduleeri ülemist ja alumist transi korraga.

Mulle väga tundub et kui leian üks-neljaks analoogvõtme siis võiks see asi välja tulla.
Kui mootor teeks max 3600 p/min ja 360 sammu ringile siis 20 MHz kvartsiga võiks jääda 1000 takti ühele sammule.
PIC elab ka 40 MHz üle.

[murphy]

Vs: Kolmefaasiline mootor

Oh jah, neid brute force meetodeid. See pole stepper ehk samm mootor.
See ei käi et sunnid PWMiga siinuse peale ja töötab. Tegemist on sünkroonajamiga. Staatori magnetväli peab olema sünkroonis rootoriga. Sa teed vastupidi. Paned voolu peale ja eeldad et asi püsib sünkroonis ise maagia abil. Tead et juba 60 kraadi faasinihet ja mootor seiskub sest kaoutad 99,999+% väändemomendist.
Sa pead mõõtma rootori positsiooni ja selle järgi seadistama faasinurga. Lihtsaim meetod on Halli andurid, keerulisem BEMF, veel kasutatakse encoodreid ja resolvereid.
Sry aga ei saa aru tõlgitud terminitest. Misasi on "analoogvõti", nagu noodivõti, uksevõti?

[A.R.]

Vs: Kolmefaasiline mootor

Misasi on "analoogvõti", nagu noodivõti, uksevõti?
Tegemist on sünkroonajamiga. Staatori magnetväli peab olema sünkroonis rootoriga.

Analog Multiplexers/Switches Neli 1>4 lülitit ja tuleb nelja PWM signaaliga välja kuue juhtimine.

Üks mikroskeem tee kogu tolle vajaliku jõukommunikatsiooni.
Aga kuna NEMAD pakuvad et võiks lasta sisse pinge PWM-idest siis võiks ju proovida.

Seal mootoril on oma encooder sees. Aga tahtmine oli just suvalises seisus pidama saada.

Proovisin alalispingega, ca 1A voolu.
A ja B vahel
A ja C vahel
A ja B+C vahel
Muutis nurka.

Hiljuti toodi suure W-ga poted. Panen vahele, muudan voolu ja vaatan kas pöörab.
Kui toimib siis peab ka 3F siinus järgi valitud pinged nurka muutma ja hoidma.

Mul on kahtlus et ta ei ole asünkroonmootor aga
mis ta on ei tea. Tootjafirma pakub ainult remonti, sedagi jaapani keeles.

[murphy]

Vs: Kolmefaasiline mootor

Mähistel pole mõeldud hajuma nii suur võimsus.
Teiseks mähist läbiv vool muutub väga kõvasti kui asi pöörleb.

[A.R.]

Vs: Kolmefaasiline mootor

Fairchildil on selline PDF - motor_drive_solutions.pdf
Tundus kõige asjalikum, teisi on ka.

http://musician5.org/m/motor-drive-solutions-s125/

Räägitakse väikemootorite juhtimisest, sellised 1-7kW. vt tabel lk 6.

Need kivid on umbes 20€ kandis.

Minu käes oleval mootoril on kirjas 5 A ja 1kW.
On kokkulepe et võin sellega katsetada.

Aga kindlasti on siin inimesi kes on selliste asjadega tegelenud.
Vast saame jutule.

[murphy]

Vs: Kolmefaasiline mootor

Väikemootorid alla 1KW neid on terve ilm täis. Hobi RC brushless on sünkroonajam. Elektrijalgratta mootor on sensored BLDC jne. Isegi CD seadme mootor on samat tüüpi.
Tõsi on kohad kust stepperi põhimõttel neid tüüritakse. Näiteks kõvakettas kus koormuse muutust ei ole ja koormus peale laagrite hõõrdejõu puudub siis käivitatakse mootor BEMF reziimis tagasisidestatult ja hiljem lülitatakse fikseeritud sageduse peale mis tagab täpse pöörlemiskiiruse. Kuna koormus on teada siis on teada ka vajalik vool et asi sünkroonis püsiks. Sellegi poolest voolu hoidmine on closed loop. Nagu me teame siis induktiivpooli(mootor) ühendamisel alalispinge allikaga vool kasvab sujuvalt kuni jõuab mähiste aktiivtakistusega limiteeritud väärtuseni. Et tagada kasutegurit siis enamus BLDC ajameid on väikse aktiivtakistusega. Seega pole see stepper kus mähised tehti takistustraadist ja eeldati et soojus hajub kuskile kui mootor seisab ja tööd ei tee.
Stepperid tarbisid vähem elektrienergiat kui nad tööd tegid.
Suurematel isenditel oli tõesti kontrollitud voolu piiramine.

Teiseks need 16bitti dsPIC protsessorid võid üle õla visata. Esiteks on need ehitatud vist elektronlampide peale kui voolutarvet vaadata. Teiseks maksavad nad tänapäeval samapalju kui mõni 32 bitine.
Vihjeks et näiteks STM32F3 seeria on mootori kontrolliks hea. Seal võib timereid kaskaadides teha kasvõi 12 kanalit PWM-i. Timereid võimalik 120 MHz peal clkida.
Ühesõnaga kui mingit rauda ehitad katsetamiseks peab protsessor mõõtma veel vähemalt 3 faasi pinget ja 2 faasi voolu(3 saab arvutada).
Ja lisaks magnetvälja tugevus on sõltuvuses voolust mitte pingest seega pead püsivat voolu hoidma. St siinus vool mitte pinge.

[erku]

Vs: Kolmefaasiline mootor

On selline 1 kW isend 150 V 5A, tähes, keskpunktiga.
Omanik tahab seda panna käima erinevate kiirustega...

Kui ehitus oli poole peal tuli uus tahtmine:
mootorit peab saama suvalises seisus peatada ja kinni hoida.
(Kolmes seisus on lihtne - annad alalise peale ja seisab kolmes asendis)..

Minuarust, kui see on mõni servoisend, siis see pole sugugi väike asi (kuigi 3 faasi pole ehk pole kõige teravam nael).
Millise signaali jaoks too muidu mõeldud on?

Et kinni hoida, peatada ja kruvida suvalisse kohta, peab tal olema vähemasti "halli koodiga absulut enkooder" peal ja juhtimise asi üsna softi põhine siis.. näeb teine kogu aeg kraadi või sajandik kraadi pealt numbrit, kus too asub (suurus oleneb enkoodrist või "käigukastiga" enkoodrist).
Aga too ei seisa paigal tavaliselt (pole stepper) vaid "võngerdab" kohapeal ja mühiseb nõrgalt. Soft keerab kogu aeg tüüri, kus too seisma peab. Kui käega tõukad/pöörad, hakkab too mehiselt vastu trügima.

..võibolla annab mõtteid juurde...

[A.R.]

Vs: Kolmefaasiline mootor

Minuarust, kui see on mõni servoisend, siis see pole sugugi väike asi (kuigi 3 faasi pole ehk pole kõige teravam nael).
Millise signaali jaoks too muidu mõeldud on?

Sellest silindrist tuleb välja 4 jämedat juhet - olmselt 3 faasi ja keskpunkt.
Siis kaks natuke peenemat juhet ja veel ca 20 varjestatud juhet.
Sees on elektroonika hammasrattad ja poolid-andurid.

Aga too ei seisa paigal tavaliselt (pole stepper) vaid "võngerdab" kohapeal ja mühiseb nõrgalt. Soft keerab kogu aeg tüüri, kus too seisma peab. Kui käega tõukad/pöörad, hakkab too mehiselt vastu trügima.
..võibolla annab mõtteid juurde...

Kui pingestan faasid, siis ta ei värise vaid võtab mingi KINDLA asendi.
Kui nüüd anda need pinged arvutist siis peab ta samuti kuskil seisma.
Kui võtan FSBF10CH60B ja kasutan sisendis alalist,
siis saan 12 positsiooni, kus ta peab seisma. Nagu stepper.
30 eurot ja saan testida.
Ja nüüd edasi on juba programmi asi kuidas pingesid muuta.

Proovisin CircuitMaker-it testiks kasutada aga üks meist kahest on natuke jobu.
Vaatame mis ja kuidas.

[A.R.]

Vs: Kolmefaasiline mootor

TA LIIGUB SIISKI.
Muutes mootori faaside ALALISvoolu - rootor pöördub.
Aga elektroonika saab ju ometigi voolu suurust muuta?!

[erku]

Vs: Kolmefaasiline mootor

Kui ta sul alalisega seisab, siis võib arvata, et on magnetitega rootor sees.
Kui nüüd kasutada ainult alalist faasidel, siis saab päris mitu seisunurka, pingestades: 1, 1 ja 2, 2, 2 ja 3, 3. ja edasi läheb ringil kordusesse.

Jõngerdavad, mõtlesin ma toda originaalilähedast juhtimist. Näiteks täisring on jaotatud enkooderil 439 punktiks, soovid et seisma peab 238-l ja siis seistes üritab elektroonika seda hoida seal, andes mootorisse näiteks 200 korda sekundis tüürimpullse, et too seal tõepoolest ka seisaks.
Aga jah, eks neid asju on ikka väga palju malle.

Veel mõtteid:

https://www.youtube.com/watch?v=3DwePSJ9C7c

https://www.youtube.com/watch?v=nVu4FXsKVrs

https://www.youtube.com/watch?v=yS7BUTQoN0A

[A.R.]

Vs: Kolmefaasiline mootor

Väike programm mis tekitab 6 PWM signaali 1024 punktiga ringil ja mille
väärtusi on võimalik potest sujuvalt muuta mahtus PIC18F4550 sisse ära.
Väljundis olevad optronid lubavad 60 mA voolu.
Seda jääb 1 kW mootori jaoks väheks.
Enne kui võtta kasutusele võimas lõpukivi nt FSBF10CH60B,
oleks kena mõne väiksema sünkroonmootoriga katsetada.
Kui mõni selline kuskil ülearu on oleksin huvitatud. Ka ajutisest kasutusest.
See peaks siis olema kas püsimagneti või rootormähisega 3-faasiline isend.
Sobib ka keskpunktita täht.
Elan ka 4-8 faasi selle kiviga üle.

Nagu siin lugeda oli, ei saa mootorit nii juhtida.
Seadasama rääkisid mulle ka tuttavad elektrihuvilised.

Aga... küsiks ikkagi miks siis ei saa.
Kust see vaene mootor teab et teda elektroonika petta üritab?
___
Unustasin mainida et 20 MHz PIC suudab teha ca 250 PWM kolmikut sekundis.
Lisaks veel jälgida üle USB PC juhendkäske ja pote asendit.
(See PIC on nõus töötama ka 40 MHz kvartsiga.)

[mats13]

Vs: Kolmefaasiline mootor

Usalda, aga kontrolli. Kui tuleb seest 4 jämedat juhet siis igal juhul mõõda testriga kõik 12 kombinatsiooni takistust läbi enne kui midagi otsustad!
Ehk on tegu hoopis tavalise 2 mähisega sammootoriga?
Kui on aga tõesti 3 mähisega ja keskpunkt välja toodud siis saab 3 jõu transiga juhtida.

[A.R.]

Vs: Kolmefaasiline mootor

Olen ka seda märganud et kasulik on aru saada mis on mis.

Sammmootoritega on kuskil 20-30 aastat mängitud ja
see pole stepper vaid ennemini püsimagnetiga sünkromootor.
Midagi ei räägi selle vastu. Vast ainult sujuv pöörlemine.

Lihtsalt oli lootus analoogilist VÄIKEST mootorit enne katsetada.
Täna lõpuks avastasin mudeli poe ja seal pisikesed mitu kW mootorid aga
üheks katseks olid hinnad natuke palju.

Tuleb võtta lahti mingi lihtne 3F mootor, rootori asemele panna klaas veega ja sinna ujuk magnetiga.
Siis, kui on nagu võiks olla, peaks saama potest keerates magnetit 1024 asendisse viia.
Programmist saab tekitada 3F vahelduvat 0-250 Hz. Aeglasematel sagedustel võiks magnet pöörelda.

Vähemalt on huvitav eksperiment.

Üks kasutus võiks olla demo vahelduvvoolust arusaamiseks.

Kui ka muud sealt ei tule siis sain vähemalt PIC-i tekitada üle 300 koha massiivi.
Siiani ei osanud. Midagi ikka.