Problem powszechnego stosowania PWM przy wrzecionach CNC

W dniu 2017-05-29 o 01:58, Marek S pisze:

Okres PWM też ma znaczenie. Najlepiej aby był kilkukrotnie mniejszy niż elektromagnetyczna stała czasowa obwodu wirnika. Im mniejsza częstotliwość PWM tym większe tętnienia prądu i tym samym momentu silnika.

W dniu 01.06.2017 o 14:27, Elektrolot pisze:

I piękne oscylacje przy nieobciążonym silniku.

P.P.

W dniu 01.06.2017 o 13:17, Adam Wysocki pisze:

Tak. Jest jeszcze nota aplikacyjna.

Ależ jest, na tym samym kablu, co Vbat.

Moim skromnym zdaniem, to jest w ogóle nierealne. Aby silnik kręcił się powoli, musi mieć niskie napięcie. A wtedy moc będzie mizerna nawet przy dużym prądzie. A prądu nie podniesiesz za bardzo, bo puścisz silnik z dymem. Przy tak małych silnikach zmniejszanie wypełnienia poniżej, z grubsza, 20% prowadzi do tego, że "silnik zatrzymuje się od samego patrzenia na". Jeśli chcesz niskie obroty i mały silnik, to zastosuj przekładnię, ale to już zupełnie inna bajka...

Przy okazji: schemat dotarł?

P.P.

Dlatego napisalem, ze bez histerezy :)

Zakladajac 6-bitowe PWM 25kHz i dostrajanie czestotliwosci po kazdym cyklu PWM (czyli ok. 391 razy na sekunde) chyba nie powinno byc oscylacji... (?)

Korci mnie, zeby zrobic to jednak na MCU. Ustawie wymagane obroty, ustawie maksymalny prad (czyli swego rodzaju odpowiednik sprzegla z wkretarek) i niech MCU zwieksza wypelnienie, dopoki obroty beda mniejsze od ustawionych oraz prad bedzie mniejszy od ustawionego, lub zmniejsza w przeciwnym wypadku (obroty lub prad przekroczone). Beda wtedy oscylacje 1 bitu (1/64) wlasnie te 390 razy na sekunde, wydaje mi sie ze bezwladnosc silnika je wyfiltruje.

Do tego monitorowanie obrotow, pradu i mocy na LCD... brzmi kuszaco.

Pytanie tylko skad wziac obroty - hall jednak daje tylko impulsy, te impulsy trzeba bramkowac, to nie da wymaganej predkosci do tak szybkiego przelaczania. Moze mierzyc czas pomiedzy pojedynczymi impulsami z halla...

Najlepiej byloby miec jakis analogowy czujnik predkosci. Wtedy i bez MCU moznaby to zrobic (np. na komparatorze).

Musze wysterowac ten silnik, podlaczyc go do oscyloskopu i obejrzec SEM na roznych obciazeniach, moze to mi cos rozjasni.

W dniu 01.06.2017 o 15:35, Adam Wysocki pisze:

Obawiam się, ze nie. Powiedzmy, że obciążenie wzrosło i obroty spadły. Sterownik zwiększa prąd, obroty rosną, ale w momencie kiedy dochodzą do wartości zadanej szybkość wzrostu obrotów jest ciągle spora. W rezultacie następuje przeregulowanie i obroty oscylują. Dobranie parametrów regulacji może wcale nie być proste :-(

P.P.

Hmm, myslalem o pomiarze predkosci podczas kazdego cyklu PWM, przed decyzja czy zwiekszamy czy zmniejszamy (czy np. zostawiamy, bo obroty sa takie, jakie sa ustawione, w granicach jakiejs tolerancji - to tez chce dodac).

Mowisz, ze moze dojsc do takiej sytuacji, tak?

1. Obroty sa za niskie
2. Zwiekszam lekko wypelnienie
3. Obroty sa OK
4. Nie zwiekszam juz wypelnienia, zostaje na tym poziomie na ktorym jest
5. Bezwladnosc wirnika powoduje dalszy lekki wzrost obrotow mimo zaprzestania zwiekszania wypelnienia
6. Obroty sa za wysokie
7. Zmniejszam lekko wypelnienie
8. Obroty sa OK
9. Nie zmniejszam juz wypelnienia, zostaje jak jest
10. Obroty mimo tego dalej spadaja z powodu bezwladnosci (?)
11. Skok do 1 i przez to oscylacja

Czy ten efekt mozna zniwelowac zwiekszajac okno tolerancji obrotow lub zmniejszajsc predkosc dostrajania wypelnienia?

W dniu 2017-06-01 o 15:16, Paweł Pawłowicz pisze:

Jakie oscylacje? Pisałem o regulatorach PI. Człon całkujący daje astatyzm.

W dniu 2017-06-01 o 15:49, Paweł Pawłowicz pisze:

Aby nie było przeregulowań należy odpowiednio dobrać nastawy regulatorów. Patrz kryterium optimum modułu i symetrii stosowane w napędach DC. O oscylacjach już pisałem - człon I daje astatyzm.

Tak... znalazlem juz.

Ale to nie pomiar predkosci tylko (posrednio) obciazenia. Tego wlasnie sie boje.

Teraz mam regulator PWM na NE555, pomijajac za mala czestotliwosc (i piszczenie silnika) nie sprawdza sie to dobrze. Obciazenie silnika bardzo wplywa na obroty, wiec zwiekszam wypelnienie, a potem podnosze wiertarke (przestaje chwilowo wiercic / szlifowac) i obroty mocno rosna.

Hmm, kwestia tego "powoli". Nie chce 1 obrotu na sekunde, jak bedzie 30 to tez bedzie dobrze.

No i nie zalezy mi na mocy przy tych niskich obrotach. Zalezy mi zeby on nie rozpedzal sie jak szalony, gdy zdejmuje mu obciazenie, tak jak to dzieje sie teraz. Niech moc dostarczana bedzie malutka, akurat taka, zeby pokonac niewielkie opory silnika i utrzymac te stosunkowo niskie obroty. Potem go obciaze i chce, zeby wtedy moc wzrosla tak, zeby pod obciazeniem obroty byly mniej wiecej takie same.

Tak - u mnie tak jest. Dlatego jak zacznie sie zatrzymywac, chce mu zwiekszac wypelnienie...

Nie chce niskich, chce regulacje :)

Czasem wierce w stali albo cos poleruje i wtedy lepsze sa male obroty (i spora moc, idealna bylaby wtedy przekladnia), a czasem wierce w PCB i potrzebne sa wieksze obroty, a moc niewielka...

Przekladnie juz mialem, wywalilem bo do PCB obroty byly duzo za male nawet przy zasilaniu 18V.

Tak, dzieki.

W dniu 01.06.2017 o 16:09, Adam Wysocki pisze:

Nie tylko Vbat, ale i backEMF między impulsami PWM.

Dokładnie tak, przerabiałem :-)

Jakie wtedy będzie napięcie na silniku? Pół wolta? Ćwierć? Moc będzie śmieszna.

Aby obroty były małe, EMF silnika musi być małe. A prądu nie możesz zwiększyć do setki amperów. I moc będzie śmiesznie niska.

P.P.

W dniu 01.06.2017 o 16:08, Elektrolot pisze:

Przy szybkich zmianach obciążenia "odpowiednie dobranie nastaw" może nie być proste.

P.P.

W dniu 01.06.2017 o 16:00, Elektrolot pisze:

OK, ale nam nie chodzi jedynie o zapewnienie stabilnych obrotów nieobciążonego silnika, ale także o stabilizację obrotów przy szybkich zmianach obciążenia. PI nie wystarczy. Abyśmy się dobrze zrozumieli: nie twierdzę, że tego nie da się zrobić. Obawiam się tylko, że podejście Adama nie doprowadzi do oczekiwanych rezultatów.

P.P.

Prąd.

... i zależny od chwilowego położenia wału.

Tętnienia prądu o czestotliwości 50 Hz nie ruszą większych silników.

W silnikach komutatorowych DC małej mocy zazwyczaj nie ma wzbudzenia elektromagnetycznego. CNC to nie lokomotywa.

Racja - prąd. Po prostu myślałem o czymś innym niż silnik, jak to pisałem.

W dniu 2017-05-31 o 14:59, Elektrolot pisze:

Przecież silniki prądu stałego obejmuje zależność

I = (U-SEM) / R

R i U są const.

Natomiast SEM zależy od strumienia magnetycznego i prędkości obrotowej. Więc zmniejszając strumień, zmniejszamy SEM i mniej "tracimy" z U.

Zresztą w pojazdach o napędzie elektrycznym wrzucenie wyższego stopnia osłabienia wzbudzenia powoduje wzrost prądu przy danej prędkości, więc moc rośnie.

Jak to rozumiesz? Modelarska wiertarka z silnikiem 18V 100W 20000 obrotów ne minutę zasilana PWM 50Hz zachowuje się tak, jakby za chwilę miała się rozlecieć. Dopiero przy kilohercach pracuje płynnie, ale upierdliwie piszczy. Stąd 20kHz w sterowniku.

P.P.

Czekaj... TPIC2101 mierzy Back EMF? W datasheecie ani AN nic o tym nie ma...

Niech bedzie smieszna, byle sie krecil. Jak go obciaze i obroty spadna, to niech sie napiecie podniesie.

No, podstaw teoretycznych nie mam, a slowo "astatyzm" poznalem dopiero teraz :(

W dniu 02.06.2017 o 12:15, Adam Wysocki pisze:

W sumie może tam być krasnoludek albo H.Potter. Ważne, że działa jak należy.

Napięcie na silniku jest sumą EMF oraz iloczynu prądu i rezystancji. Przy bardzo niskich obrotach EMF jest bardzo mała i podniesienie napięcia spowoduje głównie zwiększenie grzania uzwojeń. Moc na wałku będzie nadal śmieszna.

P.P.