Goshik Проект по созданию частотнорегулируемого привода AC двигателя.
Цель: Попытаться создать ЧРП ("Goshik"). Привод должен быть достаточно надежным, но при этоми не баснословно дорогим. Все что написано ниже основано на моих личных умозаключениях (на основе полученных, получаемых знаний и опыта), и, как следствие, НЕ безошибочно. Поэтому если Вы обнаружите ошибку, то, плз., сообщите (гостевая, Ася, Мыло). Спасибо. И еще. Изложение буду вести максимально просто (например вместо "..на обмотки статора..." - "на статор".. т.д.). Ес-но, если только такое упрощение допустимо и не искажает смысла. О подходе к вопросу... Об управлении ассинхронным двигателем написано много, созданы теории, существуют специальные факультеты в ВУЗах по управлению электрическими машинами. Моих личных познаний не хватит на анализ существующих теорий, выявлении слабых и сильных сторон ну и т.д. Поэтому предполагаю, не окунаясь в глубину, попытаться понять, осмыслить и сделать правильные выводы по управлению ЭМ. Уф... Исходные условия: Ассинхронный трехфазный двигатель (1.5кВт) приводит в движение стол станка с ЧПУ (2Р135). Усилие с двигателя на ШВП передается через эл.магнитные муфты. (проще говоря, коробка скоростей с эл.управлением). На ШВП датчик положения (сельсин). Возможно, что получится использовать этот сельсин в качестве датчика скорости, но пока об этом речь не идет. Сейчас алгоритм перемещения стола такой: вкл. реле выбора скорости (их 3-ри), т.е., подается питание на соответствующую эл.муфт; реле выбора направления перемещения, которое включает нужный контактор... двигатель закрутился, стол поехал. Как только достигнуто нужное положение реле откл. двиг. и стол. СТОП. (Точность позиционирования 2 микрона). Если использовать станок только для сверления, то все нормально, а если попытаться выфрезеровать диск, то проход по апроксимационной кривой сведет с ума и контактор и фрезеровщика.. Да даже пряпой паз (линию), под углом отличным от 45 град, выфрезеровать проблема! Вот почему нужен "Гошик"... (про "...купить фрезерный станок, за 3 000 000 руб..." можно не советовать :-) ) Почему АС двигатель крутиться, ротор-то ни с чем не соединен? Потому что 3-ри фазы сдвинуты относительно друг друга на 120 град, а статор, на который эти фазы подаютсядвигатеря намотан так, что создается вращающееся магнитное поле. На роторе, который оказывается внутри этого вр.маг.поля, тоже есть обмотки, в которых под воздействием внешнего возникает свое магнитное поле. Два этих поля пытаются "выровнятся", что и заставляет ротор перемещаться (вращаться). Наиболее понятная ассоциация - это два постоянных магнита которые или притягиваются, или отталктваются, но в любом случае перемещаются под действием магнитного поля. Что происходить в двигателе - притягиваются поля или отталкиваются я не знаю... От чего зависит скорость вращения двигателя? Во-первых, от конструкции статора - порядка намотки, числа секций, так называемых полюсов. Чем больще полюсов, чем быстрее вращение. О влиянии обмоток ротора на скорость я не знаю. В любом случае, эта характеристика конструктивная и изменению/регулированию не подлежит. Во-вторых, частота питающего напряжения. Чем выше частота, тем быствее вращается маг.поле... В-третьих, величина (амплитуда) питающего напряжения. Тут зависимось так же - прямая, а влияет напряжение на силу магнитного поля, которой (силы) или хватает на преодоление "сопротивления" вращению, или нет.. (или "не очень" :-) ) Регулирование скорости вращения АС двигателей, в простейшем случае, выполняется изменением частоты и амплитуды питающего напряжения. С преамбулой наконец закончил... Теперь по сути... Я бы разделил Привод на две самостоятельные, и главное, аппаратно друг от друга не зависимые части - это драйвер двигателя, и процессор для управления драйвером. Драйвер. В рассматриваемом случае, драйвер это прежде всего 3-х фазный выпрямитель и 6-ть мощных ключей, по два на каждую фазу. И микросхема, называемая драйвером ключей, для "правильного" управления этими ключами. Процессор. Это вычислительный модуль (микросхема), который управлет (выдает) сигналы на драйвер ключей по одному из возможных алгоритмов управления. Выбор схемы драйвера: При выбору ключей есть два пути: или "россыпь", или готовый модуль. Что лучше пока не ясно. У россыпи хорошо то, что выходная мощнось определяется мощьностью вых.транзисторов, но при этом правильно расположить на плате эту россыпь - не простая задача. Готовый модуль в этом плане менее проблемный, а вот найти блок на нужную мощнось - не всегда удасться, или стоить это будет немалые деньги. Так FSAM30SH60A, который по моим прикидкам "тянет" 2 кВт уже стоит около 700 руб. При выборе драйвера ключей также, два пути: простой, дешевый, но не надежный, или по дороже, но с аппаратными защитами и т.д. Например ir21381 (~850р). Выбор процессора: При выборе процессора главным считаю не фирму призводитель (все споры о надежности брэндов бессмысленны), а то какой алгоритм управления реализуется в предлагаемом ПО (любая фирма такое ПО именно прилагает) и возможность изменения алгоритма работы (не путать со способа/алгоритма управления двигателем, сюда вносить изменения считаю не нужным.. Хотя..) Про алгоритм управления - однозначно векторное, потому что:
этот текст взят с www.inpromtex.ru. Мне, для выбора алгоритма, такого объяснения достаночно - векторное управление, а вот с контуром... разомкнутый или замкнутый... пока разомкнутый... Из предлагаемых микросхем три альтернативы: - AVR (~120р), TI (~200р), ну и IRF - IRMCF341 (цена не известна). Для первоначальных опытов выбираем AVR. В прилагаемом ПО реализованы два алгоритма: частоно-амплитудный и векторный. ... Продолжение следует. (C)STAS633 05.07.08г.-05.07.08г.
|