generator 3-faz - jak wykonac ?

Sep 06, 2005 18 Replies

Witam.



#Slowem wstepu. Poszukuje schematu generatora laboratoryjnego, sinusoidalnego, trojfazowego, ze strojona czestotliwoscia. Ewentualnie poszukuje idei, jak taki generotor wykonac.



#Wymagania i cechy. Napiecie wyjsciowe moze byc stale, minimalnie 3V, prad min 10mA. Najbardziej zalezy mi na strojonej czestotliwosci w zakresie od kilku(nastu) Hz do kilku(nastu) kHz lub wiecej. Zalezy mi rowniez na przesunieciu miedzy fazami rownym 120stopni - tak jak w sieci 3-faz. Przesuniecie te ma byc stale w funkcji strojonej czestotliwosci. Istotny jest rowniez ksztalt napiecia - im blizszy sinusoidy, tym lepiej.



#Moj pomysl. Jedyna mysl jaka przychodzi mi do glowy, to wykonac generator sinusa i powielic sygnal 3 krotnie z przesunieciem o 120st i 240st. Problem, to jak wykonac takie przesuniecia, ktore byly by sta³e dla zmiennej czestotliwosci. A moze moja idea jest do bani? Moze ktos naprostowac, lub zarzucic jakis nowy/lepszy pomysl? Moze byc z wykorzystaniem mikrokontrolera np. PIC16Fxxx.



Uklad generatora ma sluzyc, jak nazwa wskazuje, do celow laboratoryjnych. ps. chlebak, jak sama nazwa wskazuje, sluzy do noszenia granatow ;)



pozdrawiam


akademicznie przychodzi mi do łba stablicowanie sinusa. Za przed-mikrokontolerowych czasów kolega zrobił coś takiego na laborce. Sinusy wstukał do 3 EPROMów, które sterował licznikiem taktowanym zegarem o zmiennej częstotliwości. To chyba najprostsze (choć nie najmniejsze) rozwiązanie.

Waldek

U¿ytkownik "insane" snipped-for-privacy@prv.prv napisa³ w wiadomo¶ci news:dfjh2d$ipn$ snipped-for-privacy@news.onet.pl

jak w sieci 3-faz.

Chcesz stroiæ szeroko - ponad 3 dekady. Zatem odpadaj± wszelkie przesuwniki fazowe itp.

Je¿eli zale¿y Ci na rozwi±zaniu stricte analogowym to mo¿esz pomy¶leæ o trzech generatorach funkcyjnych (w rodzaju ICL8038, XR2206, MAX038) + jakim¶ sprytnym uk³adzie dosynchronizowuj±cym dwa generatory wtórne do generatora wiod±cego, z zachowaniem sta³ego przesuniêcia fazy. Ale wiêcej bêdzie z tym zachodu ni¿ po¿ytku.

IMHO jedyne sensowne, tzn. wzglêdnie tanie, ma³e i _dzia³aj±ce_) rozwi±zanie to bezpo¶rednia synteza. Proponujê wzi±æ trzy DDSy, pogoniæ je ze wspólnego zegara, wpisaæ zadane przesuniêcia fazowe i wystartowaæ synchronicznie. Bior±c najtañsze DDSy (np. w Alfine: AD9833 - ~23pln+VAT, AD9834 ~28pln+VAT) , jaki¶ ma³y uC i 3 opampy na wyj¶cia powiniene¶ wyrobiæ siê z elementami w

150pln i w 20cm^2 PCB. T± metod± uzyskasz:
  • (niemal) dowolnie szeroki zakres przestrajania
  • (niemal) idealn± sta³o¶æ amplitudy w ca³ym zakresie przestrajania.
  • dowolnie zadan± ró¿nicê faz (mo¿esz zadaæ "energetyczne" 0,120,240, ale równie¿ np. 0,90,180 - do pomiarowego mostka trójfazowego)
  • mo¿liwo¶æ modulacji fazy bez zmian czêstotliwo¶ci i skokowych zmian czêstotliowo¶ci z zachowaniem ci±g³o¶ci fazy.
  • bardzo przyzwoit± czysto¶æ widmow± (np. SFDR > 60dB)

Do poczytania:

formatting link
Poniewa¿ obracasz siê w zakresie stosunkowo niewielkich czêstotliwo¶ci, to (kosztem czysto¶ci widma) mo¿esz jeszcze pomy¶leæ o wersji _ekonomicznej_, modyfikuj±c ideê "miniDDS" Jespera Hansena:
formatting link
modyfikacja polega³aby na powieleniu liczby kana³ów. Od strony sprzêtowej oznacza to trzy DAC zamiast jednego - np. 3szt. 4094 podpiête do SPI + drabinki R2R, albo jakie¶ scalone szeregowe DACe sterowane po SPI lub I2C. Od strony programowej - powielenie akumulatorów fazy i przerobienie mechanizmu wystawiania danych na przetworniki. Szacunkowo, z jednym ATtiny2313@20MHz masz szanse wyrobiæ siê do czêstotliwo¶ci wyj¶ciowej rzêdu kilku kHz (przyjmuj±c np. f_takt_DDS = 25kHz dysponujesz 800 cyklami maszynowymi na jeden takt przerwañ zegarowych).

Dnia Tue, 6 Sep 2005 09:39:13 +0200, "insane" snipped-for-privacy@prv.prv wyklepał(a):

Się nie znam, ale na laborce z mierników bawiłem się generowaniem sinusa przez przetwonik D/A. Wychodził prześliczny, ale nie wiem jak będzie z wyższymi częstotliwościami. Może uC (ew PC) + 3 X D/A rozwiąże Twój problem?

czestotliwosci.

Cyclone + 3 DAC-e.

Pozdrawiam Piotr Wyderski

Przyk³ad wykonania generatora o f 50 Hz zamieszczony by³ w "Nowy Elektronik" 4/2005 .

insane napisał(a):

Gdyby nie tak szeroki zakres zmian częstotliwości to byłoby jeszcze jedno rozwiązanie tego problemu(takie jakie zaproponowałby elektryk a nie elektronik :-P) - silnik PMSM pracujący jako generator i napędzany przez jakiś silnik DC z regulowaną prędkością :-D Silnik PMSM daje na wyjściu trzy przebiegi sinusoidalne przesunięte właśnie o 120st a częstotliwość zależy od obrotów.

Jedna z mozliwosci - popatrz na MiniDDS Jespera Hansena

formatting link
Trzeba by zmienic kosc na cos z trzema portami (jedno wyjscie na faze) + kilka pinow do zasilania, kwarcu i sterowania. Co do oprogramowania to potrzebna bylaby tylko jedna tabela sinusa, mozna by ja zrobic dokladna, zalozmy 720 wartosci na okres. Wtedu generujesz sinusa na pierwszym porcie (faza 1), druga faze dodajesz 240 do indeksu pierwszej i trzecia podobnie. Musialbys poobliczac ile cykli zajmie glowna petla i jaki kwarc potrzeba zeby uzyskac zakres czestotliwosci ktory chcesz ale wydaje mi sie ze szlo by to zrobic. Jesli by sie okazalo ze procesor ma troche wolnego czasu to moze dodac jakies 3 rejestry sterowane z jednego portu wtedy nie trzeba kosci z wieloma nozkami.

Tomek

Kiedy¶ pisa³em jak ze znacznie mniejszej tabelki (256 pozycji) wyci±gn±æ ~18 bitów sinusa, tylko trzeba mieæ tanie mno¿enie 8x8 bitów (wykonuje siê jedno na próbkê).

Pozdrawiam Piotr Wyderski

U¿ytkownik "Marek Dzwonnik" <mdz@WIADOMO_PO_CO_TO.message.pl> napisa³ :

Dzieki Marku za wyczerpujaca odpowiedz. Szczerze, to o DDSach jeszcze nie slyszalem. Poczytalem pobieznie linki, ktore zapodales i stwierdzam, ze to bedzie jednak to, o co mi chodzilo. Uklady DDS w liczbie 3szt moze i wyjda drogo, ale IMO stosunek mozliwosci/cena wydaje sie korzystny.

Po drodze oczywiscie wpadlem na pomysl, zeby zastosowac bardzo szybkie zrodlo napiecia odniesienia i puscic je na multiplekser analogowy - bodajze cmos4051. Pomysl z zastosowaniem silnika jako generatora, doslownie mnie rozwalil. Niby w sumie tak tez mozna :)

Pozdrawiam wszystkich.

insane napisał(a):

Śmiej się, śmiej. W ten sposób(tylko, że zamiast magnesów trwałych jest uzwojenie wzbudzenia) powstaje prąd w elektrowniach a że ma stałą częstotliwość - to już zaleta tych dziesiątek ton wirujących na wale...

U¿ytkownik "badworm" snipped-for-privacy@post.pl napisa³ :

....i w pojazdach wyposazonych w alternator. Oczywiscie, ze tak sie robi. Ja tego wcale nie neguje. Przypominam jednak, ze mnie interesuje rozwiazanie stricte elektroniczne, przeznaczone do celow laboratoryjnych.

pozdrawiam.

U¿ytkownik "badworm" snipped-for-privacy@post.pl napisa³ w wiadomo¶ci news: snipped-for-privacy@badworm.pl

W podobny sposób by³y zrobione maszynki sygna³owe w centralach Strowgera. A tak¿e, je¶li mnie pamiêæ nie myli... jedne z pierwszych nadajników d³ugofalowych o mocy liczonej w kW.

Marek Dzwonnik napisał(a):

Nośna kilkadziesiąt-kilkaset kHz generowana przy pomocy maszyny synchronicznej? ;-)

Chyba jednak iskiernik z wirująca tarczą zębatą...

U¿ytkownik "badworm" snipped-for-privacy@post.pl napisa³ w wiadomo¶ci news: snipped-for-privacy@badworm.pl

W³a¶nie tak. Te¿ by³em zdziwiony :-) Nie pamiêtam gdzie to czyta³em, ale pewnie da siê co¶ znale¼æ na stronach po¶wiêconych historii Polskiego Radia. Zreszt± zwróæ uwagê, jak ³atwo w ten sposób uzyskaæ modulacjê amplitudy.

Marek Dzwonnik napisał(a):

Faktycznie :-) Będzie można zabłysnąć wiedzą na elektroenergetyce albo jakimś przedmiocie bardziej związanym z maszynami ;-)

U¿ytkownik "Marek Dzwonnik" <mdz@WIADOMO_PO_CO_TO.message.pl> napisa³ w wiadomo¶ci news:43231a8a$ snipped-for-privacy@news.home.net.pl

Wprawdzie nie jest to dok³adnie to co kiedy¶ czyta³em, ale mowa o takim wynalazku: :-)

formatting link
formatting link
-> "Nadajnik maszynowy z pr±dnic± Alexandersona" 200kW, 18kHz

U¿ytkownik "Marek Dzwonnik" <mdz@WIADOMO_PO_CO_TO.message.pl> napisa³ w wiadomo¶ci news:43233347$ snipped-for-privacy@news.home.net.pl

Tzn. pr±dnicy Ernsta Alexanderson'a

A oto link do artyku³u Alexandersona z 1920r.:

formatting link

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required