roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

 

Нужен ли ШИМ? И что это вообще это такое - ШИМ?

Раздел создан специально для людей которым интересна робототехника, но в силу разных причин они не знают с чего начать.
Задавайте ваши вопросы, какими бы простыми они не казались, постоянные посетители форума постараются ответить на них по мере своих сил.
Робот своими руками. Самодельный робот.

Re: Нужен ли ШИМ? И что это вообще это такое - ШИМ?

Сообщение EdGull » 02 окт 2009, 14:36

тема поехала в ад...
Аватара пользователя
EdGull
 
Сообщения: 10211
Зарегистрирован: 28 дек 2004, 20:33
Откуда: Тольятти
Skype: Ed_Gull
прог. языки: Bascom AVR Basic
ФИО: Гуль Эдуард Викторович

Re: Нужен ли ШИМ? И что это вообще это такое - ШИМ?

Сообщение avr123.nm.ru » 02 окт 2009, 14:59

Я прошу не перемещать топик в Ад так как считаю его полезным и информативным.

Добавлено спустя 10 минут 57 секунд:
Zeus писал(а):Схемы "avr", когда полевик рулит сразу обмотками двигателя.
А теперь кто-нить объяснит зачем обмотки якоря ДПТ ШИМ-ить на частоте 2-10кГц без конденсаторов ?

Есть оптимальные частоты ШИМ для конкретного устройства.

Zeus писал(а):Зачем транзистором сразу рубить обмотки двигателя отключая через себя ток обмоток двигателя (который из-за противоЭ.Д.С. ну ни как не хочет "рваться"), при этом возникают как раз те самые переходные процессы, в связи с чем в полевике стоит обратный диод


Ток не прерывается, он течет через диод шунтирующий мотор - осцилограма тока имеет пологие подъемы и спады. Если внешнего диода нет то ток потечет через диод в полевике - при этом спад тока будет жестче - т.е. осцилограма тока будет ближе к пиле - подъемы такие же как в первом случае а спады круче.

Добавлено спустя 10 минут 4 секунды:
Zeus писал(а):Не проще схему Импульсного Блока Питания ("чоппера") собрать?
А уже управляя ШИМом в нем получать на выходе постоянное напряжение разной величины.


ШИМ это и есть "чтопер" - чоп значит нарубить - т.е. прерывание течения тока из источника питания.

Регулирование напряжения питания мостов тоже применяют на практике.
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Re: Нужен ли ШИМ? И что это вообще это такое - ШИМ?

Сообщение Zeus » 02 окт 2009, 15:54

Полность согласен с "avr" - зря тему в АД перенесли.
Аватара пользователя
Zeus
 
Сообщения: 857
Зарегистрирован: 28 июл 2009, 10:02
Откуда: Самара
ФИО: Павел Сергеевич

Re: Нужен ли ШИМ? И что это вообще это такое - ШИМ?

Сообщение Duhas » 02 окт 2009, 16:31

+1 к вернуть тему в какой нить раздел.. такие дискуты полезны...
Аватара пользователя
Duhas
 
Сообщения: 6341
Зарегистрирован: 15 сен 2007, 13:03
Откуда: Красноярск
прог. языки: ASM(МК), C(PC)
ФИО: Гагарский Андрей Александрович

Re: Нужен ли ШИМ? И что это вообще это такое - ШИМ?

Сообщение avr123.nm.ru » 02 окт 2009, 17:08

Здесь масса материала очень полезного для новичков.
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Re: Нужен ли ШИМ? И что это вообще это такое - ШИМ?

Сообщение boez » 02 окт 2009, 18:09

Мда, поплыла тема. Ее бы пофильтровать, зря всю в ад кинули. Но оставить одну! Остальные ветки нафиг, а то разброд и шатание.

Насчет конденсатора на выходе без дросселя. Писк двигателя - это намного лучше, чем писк источника питания! :) Дело в том, что большой импульсный ток вызовет нагрев транзистора, источника питания и конденсатора, это лишние потери. Причем чем более низкоомные транзисторы мы будем брать для снижения омических потерь - тем выше будет ток и потери все равно будут примерно те же. А транзистор нужно будет применить на больший ток, чем в схеме с индуктивностью.

А если делать честный step-down преобразователь - так в нем нужен и обратный диод, и дроссель сравнимый по массе с обмотками двигателя. И переходные процессы в нем будут точно такие же. Так зачем все это нужно, если у нас есть индуктивность двигателя?

Про двигатель с последовательным возбуждением. Подавляющее большинство движков мелких в роботах - с постоянными магнитами. Это двигатели с постоянным возбуждением (т.е. с независимым, причем питание обмотки взбуждения постоянно). Их механическая хар-ка отличается от двигателей с последовательным возбуждением, достаточно посмотреть на картинку которую я постил и сравнить ее с картинкой, которую запостил Zeus.

Я понимаю, что Zeus-у хочется открыть новый и намного лучший способ управления движками. Каждый имеет право такого хотеть, это вообще похвально. Но боюсь что это не так просто, не смотря на то что в НИИ и КБ, связанных с электроприводом есть куча бездельников, чем-то они в прошлом веке все же занимались :) В общем, ШИМ для питания коллекторных ДПТ имеет весомые преимущества по сравнению с иными методами - поэтому он и применяется довольно широко. Эти преимущества:

Простота схемы и отсутствие дросселя (по сравнению с импульсным понижающим источником питания)
Высокий КПД (по сравнению с линейным понижающим источником питания)

Вот это и есть ответы на вопросы зачем роботу ШИМ.

Zeus, ты определись чего хочешь от темы? Убедить нас всех что ШИМ не нужен? Так это непросто, потому как полезная штука. Твои аргументы содержат ошибки, на которые тебе по мере возможностей указывают. В частности ты пишешь, что не нужен "сложный" драйвер, а потом предлагаешь импульсный понижающий источник, который 1 в 1 повторит драйвер двигателя, только еще потребует дросселя. Получить ответ на вопрос, почему ШИМ таки нужен? Так читай внимательно ответы. Я просто довольно долго занимался разработкой именно ПО для промышленных ЧРП трехфазных - поэтому про электромашины и почитал много, и вживую осциллографом на ШИМ насмотрелся. ДПТ не сильно отличается от асинхронника, та же индуктивность, тот же магнитный поток, та же противоЭДС, только что не синусоидальная, а постоянная. ДПТ с постоянными магнитами очень хорошо аппроксимируется последовательной цепочкой резистор+индуктивность+батарейка с переменным напряжением. Из этого и стоит исходить при рассмотрении схем питания. Ничего страшного в "обрывании" тока через якорь нет, на самом деле он вовсе не обрывается (за период шим ток якоря не должен меняться больше, чем на 5-10% от номинального, иначе это плохой ШИМ). Он просто перераспределяется и течет то через ключ, то через обратный диод. Ровно такой же процесс происходит в понижающем импульснике - поэтому ШИМ-драйвер+двигатель - это и есть понижающий импульсный источник питания, в котором дросселем служит индуктивность двигателя, а "конденсатором" - масса якоря. Единственный побочный эффект - пищание, от которого избавляются повышением частоты ШИМ.
boez
 
Сообщения: 1974
Зарегистрирован: 27 авг 2008, 10:45
Откуда: Харьков
прог. языки: С/С++

Re: Нужен ли ШИМ? И что это вообще это такое - ШИМ?

Сообщение Duhas » 02 окт 2009, 18:44

еще +5...

ПС вытащите тему назад!
Аватара пользователя
Duhas
 
Сообщения: 6341
Зарегистрирован: 15 сен 2007, 13:03
Откуда: Красноярск
прог. языки: ASM(МК), C(PC)
ФИО: Гагарский Андрей Александрович

Re: Нужен ли ШИМ? И что это вообще это такое - ШИМ?

Сообщение SERGEY_M » 02 окт 2009, 20:30

в этой теме реально много интересного и место ей не а АДу...
хотя, 8 страниц написали и попали в АД
теперь еще 8, чтобы вылезти оттуда :wink:
Аватара пользователя
SERGEY_M
 
Сообщения: 682
Зарегистрирован: 20 мар 2009, 12:45
Откуда: Украина, Одесса
ФИО: Сергей

Re: Нужен ли ШИМ? И что это вообще это такое - ШИМ?

Сообщение Zeus » 05 окт 2009, 09:36

частично согласен. Были и мои ошибки: в часности когда я сравнил ДПТ с постоянными магнитами с ДПТ последовательного возбуждения.
Тема была общая.
Сейчас раскрыта полностью и затронула много смежных тем для размышления.
Спасибо модераторам, что вернули ее из "Ада".

Добавлено спустя 11 минут 11 секунд:
boez писал(а):Я просто довольно долго занимался разработкой именно ПО для промышленных ЧРП трехфазных - поэтому про электромашины и почитал много, и вживую осциллографом на ШИМ насмотрелся. ДПТ не сильно отличается от асинхронника, та же индуктивность, тот же магнитный поток, та же противоЭДС, только что не синусоидальная, а постоянная


ЧРП для трехфазного асинхронного двигателя и ЧРП для двигателя постоянного тока - разные по коснтрукции, по одной простой истине (и противоЭДС индуктивности обмоток здесь играет маленькую роль):

Двигатель ДПТ в отличие от асинхронного - это не просто двигатель,
это ОБРАТИМАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА (МПТ).

Почему МПТ? Потому, что в ней двигательный режим соседствует с генераторным режимом ПОСТОЯННО! Асинхронный двигатель не может быть генератором, так же как синхронный генератор нельзя обратить в двигатель.
Переключение МПТ с двигательного режима в генераторный происходит автоматически:
подаем напряжение на якорь МПТ - режим двигателя, МПТ набирает обороты.
Снимаем внешнее напряжение с якоря МПТ - режим генератора. На выходных клеммах якоря МПТ присутствует напряжение ЭДС - и оно не противоЭДС, а имеет такое же как и подаваемое напряжение.

Вы когда-нибудь управляли ДПТ на 1500В и 850кВт - магистральные электровозы.
Советую посмотреть техническую литературу железнодорожных институтов по специальности "электрический транспорт".
«Сон разума рождает чудовищ»
Аватара пользователя
Zeus
 
Сообщения: 857
Зарегистрирован: 28 июл 2009, 10:02
Откуда: Самара
ФИО: Павел Сергеевич

Re: Нужен ли ШИМ? И что это вообще это такое - ШИМ?

Сообщение EdGull » 05 окт 2009, 10:41

и как это всё имет отношение к ШИМ?
Аватара пользователя
EdGull
 
Сообщения: 10211
Зарегистрирован: 28 дек 2004, 20:33
Откуда: Тольятти
Skype: Ed_Gull
прог. языки: Bascom AVR Basic
ФИО: Гуль Эдуард Викторович

Re: Нужен ли ШИМ? И что это вообще это такое - ШИМ?

Сообщение boez » 05 окт 2009, 11:11

Zeus, ты может удивишься, но если снять напряжение с обмоток синхронного или асинхронного двигателя - на его выводах тоже останется ЭДС :) И они точно так же являются обратимыми машинами. Правда у асинхронного двигателя эта ЭДС быстро затухнет - поскольку возбуждение в роторе обеспечивается током статора. Асинхронники точно так же могут быть генераторами, а уж синхронники тем более - собственно на электростанциях они и стоят. И в автомобилях тоже генераторы синхронные. Генераторный режим асинхронного двигателя - головная боль для инверторного ПЧ, поскольку генерируемая энергия заряжает емкость, а в сеть не уходит - ее выпрямитель диодно-тиристорный не пускает. Потому если нужен 4-квадрантный преобразователь - ставят синхронный транзисторный выпрямитель.

И противоЭДС о которой я писал - это не противоЭДС индуктивности обмтоток, та и правда особой роли не играет, а ЭДС, наведенная вращающимся намагниченными ротором в статоре, точно такая же, как в ДПТ (разве что там она наведена полем статора в роторе)

В общем, давай не будем тут меряться громкими высказывниями о том, кто какие большие двигатели видел :) У нас на испытательной станции стояла спарка двух асинхронников по 315 кВт, к одному подключали испытываемый ПЧ, а к другому - рекуперативный ПЧ, с синхронным транзисторным выпрямителем, тот двигатель работал генератором и создавал нагрузку. Так вот, и контроллер, и программа управления для 5.5 кВт и для 315 кВт отличаются только коэффициентами. Силовая часть конечно сильно отличается :)


В общем я считаю, что модели "индуктивность+резистор+батарейка" достаточно для описания ДПТ с постоянным магнитом и расчета ШИМ для управления им. И это не зависит от его мощности. Если не хочется делать H-мост с шимом - можно сделать реле + 1 шимуемый ключ. Да, кстати - а 850 кВт ДПТ неужто не ШИМом управлялся?
boez
 
Сообщения: 1974
Зарегистрирован: 27 авг 2008, 10:45
Откуда: Харьков
прог. языки: С/С++

Re: Нужен ли ШИМ? И что это вообще это такое - ШИМ?

Сообщение Zeus » 05 окт 2009, 11:29

Согласен с EdGull-ом - два последние сообщения не по теме.

Про ШИМ информацию дали обширную и любой человек прочитав ее решит стоит самому делать или нет в своем роботе.

Обсуждение про управление ДПТ предлагаю вынести в отдельную тему или темы.
Последний ответ boeza про РЕЛЕ+1 ключ Шима, если он не против, переношу в тему:
viewtopic.php?f=16&t=6728
«Сон разума рождает чудовищ»
Аватара пользователя
Zeus
 
Сообщения: 857
Зарегистрирован: 28 июл 2009, 10:02
Откуда: Самара
ФИО: Павел Сергеевич

Пред.

Вернуться в Новичкам или основы основ роботостроения.

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Yandex [Bot] и гости: 3

Mail.ru counter