Не вышел "каменный цветок", пока....
Oct. 30th, 2015 09:30 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
slava68Неудачный результат, тоже результат... (с)
Чудо-транзисторы на 350 Ампер приехали вчера.
Собрал сегодня схему для управления мощным электродвигателем.
Хотел сделать гальваническую развязку на быстродействующем оптроне:
2 микросекунды на переключение, это 500кГц , но не заработало :-(
Почему то не потянула оптопара включать драйвер полевого транзистора :-(
Пришлось на драйвер пустить сигнал сразу с микроконтроллера. Оказывается Arduino выдерживает 12 вольт на входе порта :-)
Дома управлял маленьким моторчиком. Скорость практически не регулировалась, но на осциллографе я увидел вот такую фигню:
Я сразу заподозрил, что надо что-то делать с этим обратным напряжением, но ничего сделать невозможно.
При отключении напряжения питания двигатель с огромным маховиком превращается, двигатель превращается, превращается двигатель ... в окуенный генератор :-)
более 100 вольт обратного напряжения на транзистор, рассчитанный на 75 вольт.
Закономерно, что транзисторы сгорели и превратились в чудесные проводники, двигатель стал крутиться независимо от сигнала ШИМ.
Досадно, ну ладно. Выводы:
- транзисторы IRFP4368 реально коммутируют 200 Ампер, ножки не отгорают, транзисторы даже не греются на частотах до 500Гц.
- двигатель немного управляется, но не так, как предполагалось :-(
- при увеличении частоты переключения свыше 1кГц, транзисторы начинают греться. Передний и задний фронты "наклоняются", в этот момент транзистор имеет "большое сопротивление".
- Если подключить параллельно двигателю конденсатор 3000 Мкф, то у него отгорит ножка :-))) но потом его можно снова подключить :-) и двигатель перестаёт реагировать на ШИМ и частоту. Работает так, как просто от аккумулятора.
- когда в транзисторах пробивает защитные диоды, двигатель не реагирует на попытки управления им, крутит на полной скорости. Происходит это примерно на третьей минуте работы.
- в интернете ничего не нашёл, про управление скоростью вращения мощного двигателя постоянного тока на постоянных магнитах с маховиком на валу. А нужно будет ещё и реверс сделать. Вот, только такую книжку:
- может быть попробовать другой двигатель, с катушкой возбуждения ?
Чудо-транзисторы на 350 Ампер приехали вчера.
Собрал сегодня схему для управления мощным электродвигателем.
Хотел сделать гальваническую развязку на быстродействующем оптроне:
2 микросекунды на переключение, это 500кГц , но не заработало :-(
Почему то не потянула оптопара включать драйвер полевого транзистора :-(
Пришлось на драйвер пустить сигнал сразу с микроконтроллера. Оказывается Arduino выдерживает 12 вольт на входе порта :-)
Дома управлял маленьким моторчиком. Скорость практически не регулировалась, но на осциллографе я увидел вот такую фигню:
Я сразу заподозрил, что надо что-то делать с этим обратным напряжением, но ничего сделать невозможно.
При отключении напряжения питания двигатель с огромным маховиком превращается, двигатель превращается, превращается двигатель ... в окуенный генератор :-)
более 100 вольт обратного напряжения на транзистор, рассчитанный на 75 вольт.
Закономерно, что транзисторы сгорели и превратились в чудесные проводники, двигатель стал крутиться независимо от сигнала ШИМ.
Досадно, ну ладно. Выводы:
- транзисторы IRFP4368 реально коммутируют 200 Ампер, ножки не отгорают, транзисторы даже не греются на частотах до 500Гц.
- двигатель немного управляется, но не так, как предполагалось :-(
- при увеличении частоты переключения свыше 1кГц, транзисторы начинают греться. Передний и задний фронты "наклоняются", в этот момент транзистор имеет "большое сопротивление".
- Если подключить параллельно двигателю конденсатор 3000 Мкф, то у него отгорит ножка :-))) но потом его можно снова подключить :-) и двигатель перестаёт реагировать на ШИМ и частоту. Работает так, как просто от аккумулятора.
- когда в транзисторах пробивает защитные диоды, двигатель не реагирует на попытки управления им, крутит на полной скорости. Происходит это примерно на третьей минуте работы.
- в интернете ничего не нашёл, про управление скоростью вращения мощного двигателя постоянного тока на постоянных магнитах с маховиком на валу. А нужно будет ещё и реверс сделать. Вот, только такую книжку:
- может быть попробовать другой двигатель, с катушкой возбуждения ?
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2015-10-30 06:51 pm (UTC)И вообще, какой смысл морочится с коллекторным движком?
no subject
Date: 2015-10-30 07:31 pm (UTC)>> транзисторы даже не греются на частотах до 500Гц.
Значит, до 200А тут далеко, совсем далеко...
>>двигатель немного управляется, но не так, как предполагалось :-(
Схему всего этого безобразия тогда можно будет понять, почему оно так.
>>Если подключить параллельно двигателю конденсатор 3000 Мкф...
А зачем его туда подключать?????
>>Может быть попробовать другой двигатель, с катушкой возбуждения?
Подозреваю, что не сильно поможет.
no subject
Date: 2015-10-30 09:16 pm (UTC)Когда подключал конденсатор, то этот "выброс" напряжения практически исчезал.
Сопротивление открытого транзистора полтора миллиома ! По закону Ома там тепло не выделяется, провода имеют большее сопротивление. Поэтому транзисторы и не сильно греются.
Схема:
ШИМ с Ардуинки -> драйвер -> MOSFET -> мотор. Вот от такой лебёдки:
вот так выглядит вся конструкция:
больше фоток здесь: http://forum.guns.ru/forummessage/284/784788-41.html
Про двигатель с обмоткой возбуждения пока читаю интернет, прежде чем покупать его.
Есть ещё мысль поставить здоровенный высоковольтный защитный диод, но всё равно, транзистор это не спасёт от пробоя :-( Какой-то тупичок в мыслях образовался после сегодняшнего натурного эксперимента.
no subject
Date: 2015-10-30 09:24 pm (UTC)Мотор от автомобильной лебёдки.
no subject
Date: 2015-10-30 09:35 pm (UTC)Знаешь что, погугли по ключевому слову SIMOREG, только на языке оригинала, на русский только мануалы да каталоги переводились. Это система управления приводами подачи постоянного тока "досинхронной" эпохи. Сейчас она уже устарела, синхронники проще да и точнее, но когда их небыло инструмент во всю крутили движками постоянного тока. Но там, скорее всего завязка на возбуждение, так как постоянных магнитов такого уровня тогда тоже небыло.
Кстати, тиристором можно коммутировать и постоянный ток. Фишка в том, что коллектор разрывает цепь и этого хватает для закрытия тиристора. А к обратному напряжению тиристоры как-то полояльнее будут.
no subject
Date: 2015-10-30 09:51 pm (UTC)про такое включение диода я совсем не подумал, он бы гарантированно не допустил пробоя транзисторов.
Интересно, как вычислить силу тока (мощность) для этого диода ?
Мощность двигателя 2кВт.
И сразу возникает вопрос, как сделать подобный диод в "мостовой схеме" для реверса.
а может быть здесь и не понадобится ничего, т.к оба провода двигателя "отключаются" одновременно ?
коллектор разрывает цепь
Date: 2015-10-30 10:02 pm (UTC)Спасибо за хорошую идею !
Одна голова хорошо, а две ... мутант :-)
no subject
Date: 2015-10-30 10:06 pm (UTC)no subject
Date: 2015-10-31 12:53 am (UTC)апд.
хотя для 2кВт наверно нормально.
возьми схему с блока управления глубинным насосом, там мощности по 5-15 кВт
no subject
Date: 2015-10-31 06:02 am (UTC)Вот, это уже правильнее. Но от нижнего конденсатора вреда будет больше, чем пользы.
>>Интересно, как вычислить силу тока (мощность) для этого диода?
Как бы очевидно, что диод должен быть рассчитан на ток двигателя.
>>И сразу возникает вопрос, как сделать подобный диод в "мостовой схеме" для реверса.
Будут работать встроенные в транзисторы диоды, если их недостаточно, подключить к ним в параллель более мощные.
И да, такая схема управления мостом, работает только на совсем небольших напряжениях и детских токах нужно ставить полноценный драйвер моста.
no subject
Date: 2015-10-31 06:35 am (UTC)В 100В импульс - всю, напряжение генерации коллекторника с магнитами определяется его скоростью вращения, и если в системе нет источников механической энергии, не может быть выше чем напряжение которым его раскручивали.
>>Когда подключал конденсатор, то этот "выброс" напряжения практически исчезал.
Зато, появлялся выброс тока через транзистор, но ты его не смотрел.
>>Сопротивление открытого транзистора полтора миллиома ! По закону Ома там тепло не выделяется...
Тепло там выделяется по закону Джоуля — Ленца...
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%94%D0%B6%D0%BE%D1%83%D0%BB%D1%8F_%E2%80%94_%D0%9B%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B0
И если бы там было 200А, то это тепла там было 40Вт ((40^2*0.0015)*((2/3))) от падения на открытом транзисторе, плюс 2кВт ((200*100)*(1/10)) поглощенной энергии импульсов самоиндукции (2/3 и 1/10 прикинуты на глаз с осциллограммы).
no subject
Date: 2015-10-31 06:40 am (UTC)2В падения напряжения в открытом состоянии.
Re: коллектор разрывает цепь
Date: 2015-10-31 07:51 am (UTC)А вообще регулировать коллекторный двигатель шимом неблагодарное дело. Ибо к индуктивному выбросу добавляется ещё и генераторный режим. Все попытки подавить выброс приведут к тому, что "генератор" будет дуть в гасящие элементы, мало того, что это отрицательно скажется на механическом поведении двигателя, так ещё и гасящие элементы будут вонять и светится.
Регулировать нужно напряжение. Тупо поставить реостат и крутить его моторчиком или коммутировать транзистором отводы. Цепь рваться не будет а с искрением на коллекторе должны справляться штатные LC цепочки. За одно можно сушить носки. Если КПД жалко, то вместо активного сопротивления можно поставить реактивное в виде пудового дросселя, и не менее пудового конденсатора. Таки образом плавно подходим к схеме степ-даун импульсного стабилизатора. Например 34063. Но на таких ломовых токах конструкция будет зело нетривиальная и поднять КПД-уху выше 70% с наскока будет трудно.
Можно зайти с другого угла. UPS -> частотник -> асинхронный мотор. Мощность то всего 250 ватт. Можно запросто уложиться в первый типоразмер (китайские преобразователи на 0,3КВА начинаются от 30 баксов). С КПД всей связки скорее всего будет также, зато мороки гораздо меньше.
Ну, или коробка-автомат.
Re: коллектор разрывает цепь
Date: 2015-10-31 10:43 am (UTC)Это меня несколько огорчает :-(
Когда начинался этот проект, я попробовал управлять таким двигателем в составе лебёдки, нагружали её, примерно, ста килограммами, всё отлично регулировалось, за исключением начала тяги с 20% заполнения ШИМ и уже неразличимым на глаз изменением скорости на участке от 80% до 100% заполнения ШИМ.
... но, там был редуктор 1:168 планетарный, а сейчас редуктор 1:36 двухступенчатый. Токи в двигателе выросли, наглядно заметно на примере брызнувших металлом тех транзисторов, которые управляли этим двигателем в составе лебёдки.
no subject
Date: 2015-10-31 11:01 am (UTC)Да, 40 Ватт на радиаторе, на улице.... примерно так и было, это я и назвал "практически не греются" в сравнении с предыдущими транзисторами, у которых сопротивление открытого перехода было 0.18 Ома и они брызнули расплавленным металлом :-)
no subject
Date: 2015-10-31 11:05 am (UTC)Там частотное регулирование. http://vpromelectro.ru/produkt_cat/266.html
no subject
Date: 2015-10-31 08:19 pm (UTC)Мои пожелания успехов в этом непростом деле.
no subject
Date: 2015-10-31 09:06 pm (UTC)no subject
Date: 2015-10-31 09:48 pm (UTC)А вот "выход на исходную позицию" вполне можно и на полной скорости делать.
no subject
Date: 2015-11-01 12:58 am (UTC)в сварочном аппарате, где на выходе не бывает выше 25 вольт, стоят диоды с обратным напряжением 400 вольт :)
щётки в двигателе искрят конечно меньше чем в сварке, но щетки работают с гораздо большей индуктивностью якоря, чем обычный электрод, и при этом диоды сварочного аппарата рассчитаны на 400 вольт :)
стало быть выходные цепи управления двигателем должны быть минимум на киловольт.
а обратку вообще лучше глушить диодами, если используются транзисторы.