roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

Как правильно подобрать диод?

Re: Как правильно подобрать диод?

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:

Re: Как правильно подобрать диод?

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...

Re: Как правильно подобрать диод?

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.

Re: Как правильно подобрать диод?

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.

Re: Как правильно подобрать диод?

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.

Re: Как правильно подобрать диод?

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:

Re: Как правильно подобрать диод?

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

Re: Как правильно подобрать диод?

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.

Re: Как правильно подобрать диод?

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.

Re: Как правильно подобрать диод?

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...

Re: Как правильно подобрать диод?

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?

Re: Как правильно подобрать диод?

avr123.nm.ru » 24 дек 2009, 20:00

Частота чего ?

Re: Как правильно подобрать диод?

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 :)

Re: Как правильно подобрать диод?

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?

Re: Как правильно подобрать диод?

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).


Rambler\'s Top100 Mail.ru counter