Sterowanie silnikow DC

Wlasnie szukam jakiegos pomyslu na pozbycie sie energii w wyniku hamowania - w tej chwili mam duza pojemnosc na szynach zasilajacych, ale przy hamnowaniu duzej masy silnik oddaje tyle energii, ze z 90V napiecie rosnie do 130V. A jak 8 silnikow (ze sterownikami) postanowe w tym samym momencie zatrzymac (cos w rodzaju awaryjnego stop), to bede miec kilkaset V na zasilaniu - co prawda przez chwile, ale chce tego uniknac.

Dokladnie - teraz silnik jest sterowany przez mostek H. Jeslibym chcial go odlaczyc i 'rozladowac' do rezystora, to potrzebuje 2 dodatkowe mosfety. Wyrazilem sie nieprecyzyjnie mowiac 'caly mostek'. No... ale 2 mosfety musze miec. No i odpowiednie chlodzenie dla tego rezystora.

No - tam wraca energia z silnika podczas hamowania. Im pojemnosci wieksze, tym wolniej rosnie napiecie przy oddawaniu energii.

Przy hamowaniu (albo zmianie kierunku - na to samo wychodzi), silnik pracuje przez chwile jak pradnica. No i wychodzi mi, ze pojawia sie za duzo energii...

Nie ta bajka - to sterownik na mosfetach pracujacy na 50kHz, a nie sterowanie na stycznikach/przekaznikach.

Ano sam :-)

:-) Takie to i ja mam... Niestety, pomysly musza byc zgodne z prawami fizyki :-(

Generalnie nie widze trzeciego wyjscia poza:

1. Rezystor hamujacy (ale to mocna komplikacja ukladu).
2. Odpowiednio duze pojemnosci - zmagazynuja mi energie do czasu, az 'cos' jej nie zuzyje.

I wlasnie z tym jest problem - znaczy nie wiem co w sterowniku zrobic z takim nadmiarem mocy przy hamowaniu.

Z teorii mostka H wynika że przy przełączeniu w układ slow decay ( dolne klucze załączone) energia powinna się rozładowywać w zamkniętej pętli do masy nie ładując kondensatorów. Przy stabilizacji prądu dolnych tranzystorów to pewnie da i tak jakiś skok napięcia ale nie tak duży jak wtedy gdy rozładowujesz w modzie fast decay (przez diody do plusa zasilania). Tyle teoria. Do praktyki jeszcze nie doszedłem :)

U¿ytkownik "jerry1111" napisa³:

Chcesz to za³atwiæ elektronicznie a powiniene¶ elektromechanicznie. Je¶li chodzi o ch³odzenie to tak odpowiednie albo wystarczaj±co du¿y (mocowo) rezystor.

A rozumiem, odzyskiwanie energii z hamuj±cego silnika do baterii kondensatorów. To by by³o po linii Twojego dzia³u sprzeda¿y (czy marketingu) - pro-ekologicznie i energooszczêdnie. Ale nie za³atwia sprawy hamowania - patrz ni¿ej. Zreszt± przy równoleg³ym ³±czeniu napêdów sprawa siê do¶æ mocno komplikuje (zobacz sobie np. aplikacje do napêdów Lenze albo ThermoDrives).

Ta bajka, ta. Zobacz sobie na ka¿dy profesjonalny napêd - niezale¿nie od konstrukcji choæ nie zawsze wewn±trz napêdu istnieje stycznik (produkuje siê nawet specjalne styczniki do tego celu) który pe³ni funkcjê zabezpieczenia, odcina dop³yw energii do silnika (czêsto siedzi w pêtli sterowania awaryjnego) oraz pod³±cza silnik do rezystora hamuj±cego (przepisy bezpieczeñstwa wymagaj± jak najszybszego kontrolowanego zatrzymania napêdu po wy³±czeniu awaryjnym).

Z szyny, czyli podejrzewam ¿e równolegle pracuj± te silniki? A co bêdzie jak Ci padnie który¶ z mostków (na zwarcie)? a jaki¶ operator akurat powk³ada³ gwo¼dzie za bezpieczniki bo co¶ tam?

Ja te¿ uwielbiam czysto elektroniczne rozwi±zania ale s± jeszcze wzglêdy i _przepisy_ dotycz±ce bezpieczeñstwa maszyn (w szczególno¶ci napêdów). Wszystkie ze znanych mi profesjonalnych napêdów (zarówno AC jak DC) maj± taki rezystor i taki stycznik (albo odpowiedaj±cy takiej parze) nawet przy wielokrotnie mniejszych mocach.

Uruchom wyobra¼niê i pomy¶l ile ryzykujesz je¶li co¶ w Twoim sterowaniu zawiedzie - zabezpieczeñ nigdy za wiele, a te im prostsze tym lepsze (nie wywalaj mnie do kosza, ja te¿ jak by³em ma³y to my¶la³em ¿e elektronik nie musi siê znaæ na mechanice, elektromechanice, energetyce itd. itp.)

RobertG.

Uzytkownik "jerry1111" <stop_this_spam_jerry1111 snipped-for-privacy@remove.wp.pl> napisal w wiadomosci news: snipped-for-privacy@4ax.com...

No tutaj tez sie niewiele da wymyslic: albo 'regenerative drive' i oddawac energie do zródla, albo 'non-regenerative four quadrant drive' i wtedy wytracac na rezystorze. Albo na czyms innym np. na tranzystorze (z ogromnym radiatorem).

Szczerze, to Ci nie zazdroszcze - duzo mocy do wytracenia, i niby uklady znane ale trudne w projektowaniu.

Powodzenia, RobertG.

Elektromechanicznie ciezko, bo bede chciec robic nawroty z czestotliwoscia 4Hz.

Wlasnie tego chce uniknac. Rozbudowuje to uklad i komplikuje cala sprawe - to bedzie ostatecznosc.

Hehe. Tak naprawde to ta energia mi nie jest do niczego potrzebna. Nie chce jej wsadzac w rezystor, bo bede musial go chlodzic - a mam 8 napedow... no i wlasnie dlatego szukam innego pomyslu. Na jeden wpadlem sam - kilka akumulatorow szeregowo... Ale szukam czegos bardzoej eleganckiego - bo te rozwiazanie to takie 'brute force'.

Ostatnio widzialem taki sterownik e-motion, ze wlos na glowie sie jezyl. Co prawda byl tylko do 20A, ale... Poza tym to _musi_ byc niezawodne. Jak padnie sterownik, to koszt awarii od razu przekracza 10k PLN. A czasami (jak sie uwzgledni przestoj maszyny, to i 100k osiagnie). Zabic nikogo nie zabije, bo w zasiegu dzialania nie ma istot zywych.

Dokladnie.

Nie da rady powkladac. Wszystko jest bezobslugowe, a bezpieczniki automaty sa. Jak wywali bezpiecznik, to trza wezwac serwis - blokuje sie cale sterowanie i koniec. User sam nic nie da rady namieszac.

Ja rozumiem. Chodzi mi o to, ze urzadzenie _jest_ bezobslugowe. To po prostu ma dzialac. Jesli cos sie dzieje zle, to generujemy sygnal bledu i jednoczesnie _trzymamy_ silniki w miejscu do usranej smierci :-) (znaczy do przyjazdu serwisu) Takie wymagania. Jak ja zaczne kombinowac z odlaczaniem, to ktos pojdzie z torbami. Ja po prostu _nie_moge_ zdjac napiecia z silnikow.

Dlatego ma byc niezawodne. No i jedyny problem jaki mam to te napiecie... Cholera... Zara tam baterie akumulatorow wsadze - bede miec jednoczesnie darmowy UPS :-)

Hehe - musi sie znac. Zabezpieczenia sa... lacznie z barierami, coby nikt nie lazl w niebezpieczne miejsca. A i przyzwyczajenia mam do robienia niebezpiecznych wynalazkow, wiec o zabezpieczenia sie nie boje - bardziej sie boje o niezawodnosc ukladu :-)

Jest tej energii tyle, ze tranzystory 100A przy sterowaniu mniejszego silnika (60V/20A) odpalaly jak petardy na Sylwestra :-) Poza tym wszystko prawda co napisales - robi sie wtedy zwarcie na silniku i go zatrzymujemy.

No to albo tranzystory odparuja, albo napiecie mi wzrosnie :-) Ja szukam tego 'trzeciego sposobu' na energie :-)

a moze dac mosfet (y) + wieeelki rezystor (w oleju:), ktory bedzie wlaczal sie za kazdym razem, gdy nap w sieci DC przekroczy np 100V, rozladowujac tym samym elektrolity... chyba w ten sposob polazcy sie zalety obu - bedzie zwracal czesc do sieci, a tylko nadwyzke na cieplo...

Tez sie nad tym zastanawiam - taki 'watchdog' napiecia. Tylko cholera... wiadro oleju trza stawiac :-) Musze jeszcze pomierzyc momenty bezwladnosci dzialajace na silnik, pomnozyc je przez wspolczynnik Kowalskiego i dostane pojemnosc wiadra w litrach :-)

Cos czuje ze tak sie to zakonczy - zaleta jest taka, ze bedzie jeden uklad dla wszystkich silnikow.

U¿ytkownik "jerry1111" napisa³

Nie, nie o to mi chodzi³o. Jasne ¿e taki stycznik nie opada kiedy zatrzymujesz napêd tylko kiedy awaryjnie wy³±czasz wszystko - dlatego na stykach NC bo dopóki jest zasilone to tego uk³adu nie ma! Jasne ¿e nie po to masz czteroæwiartkowy napêd ¿eby go zatrzymywaæ (albo zawracaæ) stycznikiem. A poniewa¿ awaryjne wy³±czenie zdarza siê rzadko (powinno - o tym dalej) to rez. ham. s± lekko niedowymiarowane (moc) i zastrzega siê liczbê wy³±czeñ awar. do kilku na godzinê aby nie by³o tych rez. widaæ (i czuæ :-).

Takie rozwi±zanie mam we wszystkich "swoich" napêdach (obrabiarki g³ównie). Z problemem jak Twój jest tam ³atwiej bo energiê hamowania zwraca siê do sieci.

"Trzymanie" silników - OK - ale jest dobre dopóki sterowanie DZIA£A!

W ogóle nie bêdziesz mia³ pêtli wy³±czenia awaryjnego? Ciekawe co to za urz±dzenie jest.

To nie najgorszy pomys³ jest - a jak dodatkowo masz kontrolê nad wszystkimi 8 napêdami i wiesz ¿e przyk³adowo s± sterowane w jakiej¶ sekwencji to mo¿esz siê od³±czyæ od zasilania sieciowego (mo¿e tyrystorami) i pod³±czaæ z powrotem raz na tydzieñ ;-)

Pozdrawiam, RobertG.

No tak ale sam pisałeś obok, że możesz dac dodatkowe MOSFETy i rezystory. Efekt będzie ten sam albo za duży prąd tranzystora albo za duże napięcie- zależnie od rezystancji rezystorów. To w sumie niewielka róznica czy prąd ograniczasz rezystorem czy chopperem. Tak filozofuję bo pewnie wiem dużo mniej niż ty. ATSD może rezystory pochłaniające energię załączać w obwód triakami gdy napięcie wzrośnie nadmiernie. Albo od razu dać transile na np 120V?

U¿ytkownik "jerry1111" napisa³

Znalaz³em w Sieci takie co¶ i wynika z tego ¿e zostaje Ci jedno:

A fundamental rule when selecting and applying variable frequency drives is "load is king."

Chopper na tranzystorze IGBT który po wzro¶cie napiêcia na szynie DC powy¿ej bezpiecznej warto¶ci zacznie "grzaæ" rezystor hamuj±cy. Nazwa dlatego ¿e tranzystor jest szybko w³±czany i wy³±czany w sposób zbli¿ony do sterowania tranzystorami w napêdzie (PWM). Ca³y proces jest przerywany po powrocie napiêcia na szynie do normalnej wielko¶ci.

Od siebie dodam ¿e taki sposób ma trzy zalety:

- likwidujesz tylko nadmiar energii wytworzonej przy hamowaniu

- znacz±co zmniejszaj± siê straty w tranzystorze

- mo¿esz zastosowaæ znacznie mniejszy rezystor.

Wady te¿ oczywi¶cie ma:

- ze wzglêdu na temperaturê rezystora mo¿esz hamowaæ ostro ale bardzo rzadko albo czêsto ale tylko lekko.

- trzeba znaæ charakterystykê mech. obci±¿enia.

Generalnie fajny pomys³ (szkoda ¿e nie mój :-)).

Mo¿na te¿ po³±czyæ ten sposób ze wspóln± szyn± DC wtedy drugi nie hamuj±cy silnik te¿ zje trochê z wygenerowanej energii.

HTH, RobertG.

Zaraz trzecia Ameryke odkryjecie. Kazdy kto mial stycznosc z falownikami wie ze sa z syatemem hamowania i bez. System hamowania to nic innego jak komparator napiecia ktory po przekroczeniu dozwolonego napiecia zwiera za pomoca mosfeta przez rezystor napiecie szyny DC do masy. Jak napedy pracuja po kilka na raz na jednej szynie DC to wystarczy jeden taki uklad. A sluzy on przede wszystkim do tego, zeby nie uszkodzic tranzystorow mostka zbyt wysokim napieciem. A co do mocy opornika to z doswiadczenia uwazam ze 50Wopornika na 1000W napedu w zupelnosci wystarczy

pozdrawiam Przemyslaw Kimla snipped-for-privacy@gold.pl

Taaa ... tylko ze silnik z magnesem w trakcie zwalniania nie osiagnie wiekszego napiecia niz zasilalo go w trakcie krecenia. Wiec nie zasili szyny DC, chyba ze odetniesz od niej normalne zasilanie ..

No chyba ze ten silnik na zmiane rozpedza i hamuje ..

J.

Zasili :-((( Jakby nie zasilal, to bym posta nie generowal. Przy hamowaniu silnik dziala jak pradnica. Dopoki nie wyhamuje obciazenia, a male nie bedzie. W sterowniku 20A nie mam tego problemu - znaczy _sensowne_ wartosci C na szynie DC zalatwily sprawe. W silniku 100A bedzie duuuzo gorzej, dlatego kombinuje co z tym zrobic.

I bedzie tak 3x/sekunde :-)

Po pierwszym wylaczeniu awaryjnym bedzie przerwa potrzebna na przejechanie 300km przez serwis :-)

Ale to jest siec DC. Nie bede sie bawil w robienie falownika, coby oddac energie dla elektrowni.

Bede mial - ale to jest 'akt rozpaczy' powodujacy drogie uszkodzenia mechaniczne. W momencie wykrycia przeciazenia pradowego na silnikach powyzej 5s (albo jakiejkolwiek innej awarii), uklad wchodzi w tryb 'awaryjny' - znaczy trzyma silniki w miejscu pradem 10% znamionowego. Natomiast w momencie zdjecia napiecia z silnikow nie jest tak rozowo, bo bezpiecznie moge zrobic tak tylko na 2 silnikach - pozostale 6 spowoduje rozpieprzenie mechaniki, wiec w sumie wszystko jedno co tam sie bedzie dzialo. W kazdym razie koszt uszkodzenia mechaniki jest malo porownywalny z kosztem sterownikow.

Najgorsze jest to, ze jedna z sytuacji wyglada tak, ze wszystkie 8 silnikow zatrzymujemy z pelnej predkosci do 0 w jak najkrotszym czasie

- i jest to _normalna_ sytuacja. Dlatego martwie sie o energie.

W kazdym razie najbardziej prawdopodobne jest rozwiazanie z jedym 'watchdogiem napiecia' na szynach - wszystko inne wydaje mi sie mniej lub bardziej bez sensu :-)

Aha - dzieki za link.

Wiecej bede wiedzial jak pomierze dokladnie momenty bezwladnosci na kazdym silniku. Model silnika w Matlabie juz mam (w miare dokladny - przyblizony na +/- 20%). Wstawie reszte i bede wiedzial ile tej energii bedzie w najgorszym przypadku.