roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

 

Как правильно подобрать диод?

Резисторы, транзисторы, конденсаторы, микросборки, чип компоненты ...
Вопросы согласования управляющих модулей с периферией.

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение contr » 24 дек 2009, 13:29

Внешнее поле - это что такое?

Магниты, я о них как-то забыл, а это всю картинку меняет. Поскольку "у мотора - преобразование энергии в механическую", то вернутся как в ИБП ток-поле-ток уже нечему, окромя потерь.
нам не нужно 3-4 А пикового тока, нам нужно 3 А среднего тока через мотор

По условиям задачи у нас максимальный ток, ограниченный активным сопротивлением обмотки 3..4А.
В принципе, с диодом КПД будет действительно выше, но реально мы этого не заметим.
не проблема была бы собрать макетик за полчаса, да закинуть сюда осцилограммы с диодом

У мя всегда была проблема подогнать модель под схему. Для этого столько всего знать нужно, что моих извилин и приборов не хватало. :sorry:
contr
 
Сообщения: 987
Зарегистрирован: 17 апр 2009, 15:09
Откуда: Rostov-Don
Предупреждения: -1

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение Michael_K » 24 дек 2009, 14:29

2 boez:
надо повышать частоту ШИМ, чтобы его увеличить

А зачем?
Я вижу только одно реальное различие - при повышении частоты ШИМ
меньше греется мотор, но больше греется мост. Не так?

Условия задачи: есть мотор 3А, 12В - т.е. 36 Вт.

Задача - крутить его с номинальным моментом на половинной скорости.

Рассуждения кажутся натянутыми.
Рассматривается случай с постоянным током? тогда как вы регулируете момент независимо от скорости?
Рассматривается случай с ШИМ? тогда откуда 12В * 3A?

Я прошу не воспринимать мои вопросы как "наезд", я не собираюсь никого учить,
я действительно хочу понять...
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение boez » 24 дек 2009, 16:10

Michael_K писал(а):Я вижу только одно реальное различие - при повышении частоты ШИМменьше греется мотор, но больше греется мост. Не так?

Так. Но обычно мост подбирают к двигателю, поэтому можно подобрать такой мост, который еще не греется на такой частоте, на которой мотор уже не греется :) Да, и обсуждаем мы не мост, а одиночный ключ без диода/с диодом, в мосте этого вопроса нету, там работают диоды от транзисторов противоположного плеча. Хотя там тоже есть разные режимы, у нас тут в вики есть статья [[H-мост]].

Michael_K писал(а):Рассуждения кажутся натянутыми.Рассматривается случай с постоянным током? тогда как вы регулируете момент независимо от скорости?Рассматривается случай с ШИМ? тогда откуда 12В * 3A?


Как раз наоборот, нормальная задача - она исходит не из электроники, а из механики - двигатель должен развить определенный момент для перемещения некоторого механизма, да того же робота определенной массы. Я не регулирую момент, он мне дан свыше в виде массы робота, наклона поверхности, диаметра колеса и коэффициента передачи редуктора. А момент пропорционален току для конкретного мотора. Ему нужны 3 ампера среднего тока в моторе, будет меньше - робот не поедет. А скорость - да, я задал, хочу чтобы робот ехал со скоростью 50% от максимума. И вот в этой задаче я и хотел показать, что в режиме непрерывных токов с диодом у нас на ключе может быть не более 3.5 А и 18 ватт от источника, а без диода - минимум 6, а реально 10 А на ключе и 36 ватт с источника. Это сравнение 2 разных схем, питающих один и тот же мотор с той же нагрузкой. Да, во втором варианте ШИМ может и не 50% будет, там регулирование будет нелинейным.

contr писал(а):По условиям задачи у нас максимальный ток, ограниченный активным сопротивлением обмотки 3..4А.В принципе, с диодом КПД будет действительно выше, но реально мы этого не заметим.


Ну вот тут сорри, это я зевнул - считал, что 3А - это номинальный ток, а не пусковой. Ну и малость отвлекся на теоретические рассуждения о питании моторов вообще. Короче, если запас по току у ключа есть и КПД не сильно важен - может и можно забить на диод. Но внимательно тогда прочитать что там этот стабилитрон в полевике умеет рассеивать.
boez
 
Сообщения: 1974
Зарегистрирован: 27 авг 2008, 10:45
Откуда: Харьков
прог. языки: С/С++

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение Michael_K » 24 дек 2009, 17:59

поэтому можно подобрать такой мост, который еще не греется на такой частоте

Эмм... Ну речь же не о температуре, а об излучаемой мощности...
Да, и обсуждаем мы не мост, а одиночный ключ

Ага, это я по привычке :)... То же самое можно отнести и к ключу,
а когда мост работает в режиме "один ключ всегда замкнут",
то схема практически эквивалентна.
у нас тут в вики есть статья [[H-мост]].

Статью видел... Честно говоря, по ней у меня масса вопросов...
Например, я сильно сомневаюсь в правомерности принятых допущений
для МАЛЕНЬКИХ моторчиков.

Кроме того, на осциллограммах, приведенных в конце статьи
ясно видно, что мотор не только не работает в режиме "треугольных токов",
а наоборот - ток уходит в насыщение
- Сравните ширину шима и время спада тока до нуля.
это режим, о котором я и говорил (когда "эффект индуктивности невелик" :) )
(... ну или у него схема со стабилитроном, раз треугольный ток и ТАК резко падает,
а напряжение ограничено :) )

Это сравнение 2 разных схем, питающих один и тот же мотор с той же нагрузкой.

Ну эффективность схемы с диодом понятна - тут вопросов нет...
Последний раз редактировалось Michael_K 24 дек 2009, 19:24, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение avr123.nm.ru » 24 дек 2009, 18:15

contr писал(а): В принципе, с диодом КПД будет действительно выше, но реально мы этого не заметим. :sorry:

Вас много ?

Добавлено спустя 3 минуты 30 секунд:
Romikgy писал(а):
avr123.nm.ru писал(а):На обмотку хотя бы - чем она вам не дроссель для импульсного преобразователя ? Вот вам и возможные метаморфозы с током и напряжением :ROFL:

увы схемка у импульсного преобразователя немного другая...


А если подумать с карандашиком в руках ?

ИМХО типичный понижающий импульсный преобразоваетль.
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение Romikgy » 24 дек 2009, 18:53

boez писал(а):Только у БП выход - это емкость выходного фильтра, а у мотора - преобразование энергии в механическую.

не зря же его поставили у БП... и не совсем эквивалентно фильтр и преобразование электрики в механику....

Добавлено спустя 1 минуту 55 секунд:
avr123.nm.ru писал(а):А если подумать с карандашиком в руках ?

ИМХО типичный понижающий импульсный преобразоваетль.

плз изобразите сие творчество карандашиком.... просим....
это хорошо что ИМХО

Добавлено спустя 14 минут 10 секунд:
boez писал(а):А момент пропорционален току для конкретного мотора.
Ему нужны 3 ампера среднего тока в моторе, будет меньше - робот не поедет.

на вики не нашел упоминания первой фразы....
а о 2 фразе , смущает меня эти 3 ампера , даже при 50 % шиме , мотор хоть и реактивный элемент , но он пасивен ! и если среднее за время на нем напряжение в 2 раза меньше максимального , то и ток будет тоже 2 раза меньше максимального (с) закон Ома :wink:
die Wahrheit ist irgendwo da draußen
Аватара пользователя
Romikgy
 
Сообщения: 677
Зарегистрирован: 15 ноя 2009, 13:37
Откуда: Odessa.UA

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение contr » 24 дек 2009, 18:59

А вот взял и проверил.
DC - задний мост китайского автомобильчика с ДУ.
U- 12v
D- UF5408
Q - irlz44
Редуктор так грузит моторчик и верещит, что ШИМ не слышно.
Для ШИМ 50% 100Гц с диодом/и без имеем 2,7/3А
при 1кГц 2,5/2,7А
*Это импульсные значения скопом на шунте измеренные, средние будут в 2 раза меньше
contr
 
Сообщения: 987
Зарегистрирован: 17 апр 2009, 15:09
Откуда: Rostov-Don
Предупреждения: -1

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение Michael_K » 24 дек 2009, 19:06

Для ШИМ 50% 100Гц с диодом/и без имеем 2,7/3А

Вот, имхо, типичный случай. 100Гц!!!
Это никак не относится ни к выше приведенным высказываниям, ни к статье на вики.
Действительно, в этом случае потери в ключах-диодах минимальны
(хоть стабилитрон туда лепи, хоть чего - они не будут сравнимы с потерями в моторе).
Потери в моторе при шиме БОЛЬШЕ, чем могли бы быть при "треугольных токах",
но все же меньше номинала.
(номинал, считаю, - это когда мотор просто включен в БП проводами,
случай с завышенным напряжением и ограниченным ШИМом не рассматриваю).

Кстати, осциллограммы в статье на вики относятся именно к этому случаю
и никак не иллюстрируют содержимое статьи.

Вот если б контр поднял частоту ШИМ килогерц до сорока,
то вероятно он бы и увидел все эти эффекты, о которых тут пишут.
Конечно, мотор бы он слегка остудил...
Но тогда перед ним встала бы "проблема выбора диода", правильных
драйверов для мосфетов (а не ножек трехвольтового МК), рассеиваемой
электроникой мощности и т.п.
Последний раз редактировалось Michael_K 24 дек 2009, 19:30, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение contr » 24 дек 2009, 19:29

Вще рекомендуют напряжение на DC моторчике менять, т.е. сгладить сначала, а не дергать по многу раз просто ШИМом. Моторчик вращается, коллектор искрит, нагрузка ключа плавает. Красивой пилы в реале не будет
Вот если б контр поднял частоту ШИМ килогерц до сорока,
то вероятно он бы и увидел все эти эффекты, о которых тут пишут.

Могу поднять, но есть сомнения, что тока хватит якорь сдвинуть. Если при 1кГц ток упал, то что дальше будет? Это ведь тупой ШИМ без всякой ОС.
contr
 
Сообщения: 987
Зарегистрирован: 17 апр 2009, 15:09
Откуда: Rostov-Don
Предупреждения: -1

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение Michael_K » 24 дек 2009, 19:35

Пила будет, это вы зря.

Просто это совсем другой режим работы.
В нормальных схемах и приличных моторах (да еще и на хорошие мощности)
ничего не искрит (там на коллекторе мотора емкости треугольником стоят),
а в схеме стоит снаббер, который ловит всякую фигню на переходных процессах.

Только вот подавляющее большинство местных применений не относятся к такому случаю...
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение contr » 24 дек 2009, 19:39

В ШД, где переключение обмоток электронное и искрения нет, частота на момент ой как влияет. А DC что индуктивностью уже не обладает?
contr
 
Сообщения: 987
Зарегистрирован: 17 апр 2009, 15:09
Откуда: Rostov-Don
Предупреждения: -1

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение avr123.nm.ru » 24 дек 2009, 20:00

Частота чего ?
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение Michael_K » 24 дек 2009, 20:15

А DC что индуктивностью уже не обладает?


В том то и дело, что обладает, поэтому и пила.
В пределе, когда частота ШИМа (и напряжения на индуктивности) очень высокая,
переменной составляющей тока нет, но постоянная-то остается
(поскольку в ШИМе есть постоянная составляющая напряжения, которая как раз скважностью регулируется).
Получаем практически постоянный ток через обмотку - и это хорошо.

Добавлено спустя 12 минут 38 секунд:
А вот в вашем случае со стогерцовым шимом можете считать, что не обладает :)
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение contr » 24 дек 2009, 20:49

Получаем практически постоянный ток через обмотку - и это хорошо.

Вще через три обмотки, которые еще и переключаются. И ШИМ тогда должен гулять от 50% (нулевой ток и сплошные потери) и выше.
Еще один забавный момент - потери всяческие, которые пропорциональны частоте. Предлагаете их на пару порядков увеличить?
contr
 
Сообщения: 987
Зарегистрирован: 17 апр 2009, 15:09
Откуда: Rostov-Don
Предупреждения: -1

Re: Как правильно подобрать диод?

Сообщение Michael_K » 24 дек 2009, 21:06

Вще через три обмотки, которые еще и переключаются.

если считать коллектор идеальным, то можно считать, что мотор представляет собой
одну обмотку с вариацией индуктивности (и тока) порядка 15 процентов.

И ШИМ тогда должен гулять от 50% и выше.

Это откуда взялось?

Еще один забавный момент - потери всяческие, которые пропорциональны частоте. Предлагаете их на пару порядков увеличить?


Это действительно забавный момент :)
Потери пропорциональные частоте ШИМ существуют в управляющей схеме, а не в моторе,
и их можно снизить как раз правильным выбором диодов, ключей, схем управления и т.д.

А вот потери на активном сопротивлении мотора - наоборот!
Они пропорциональны среднеквадратичному току (мощность на резисторе = I2R).

Например, рассмотрим случай - средний ток через обмотку = 1 A, сопротивление обмотки 1 Ом.
Допустим это достигается при скважности ШИМа 1/3

Если ШИМ очень высокочастотный, ток можно считать постоянным = 1A
Мощность выделяемая на активном сопротивлении обмотки = 1 ватт

Если ШИМ очень низкочастотный, то ток равен 3A в течение 1/3 периода
и нулю в течение 2/3 периода (средний ток при этом точно так же = 1А)
Мощность выделяемая на активном сопротивлении обмотки = 3 ватта
Последний раз редактировалось Michael_K 24 дек 2009, 21:45, всего редактировалось 2 раз(а).
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Пред.След.

Вернуться в Электроника, электротехника

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 4

Mail.ru counter