Серва из шагового двигателя

[sidor094]

https://youtu.be/qsB70WMvUY0
Здесь управление идет по скорости ,а не шаговое.То есть здесь я не формирую шаги,а формирую вращаюшееся поле.

[astrahard]

Здесь управление идет по скорости ,а не шаговое.То есть здесь я не формирую шаги,а формирую вращаюшееся поле.

Какое предназначение? Шпиндель?

[sidor094]

Почему?Поставил на подачах.Для шпинделя слишком дохлый.

[astrahard]

Почему?Поставил на подачах.Для шпинделя слишком дохлый.

Спасибо за показательный пример, примерно так я и рассуждал, но доверить формирование вектора момента планироую без участия процессора.
Программный энкодер не влезает по производительности или не планировался вовсе?

[sidor094]

Спасибо за показательный пример, примерно так я и рассуждал, но доверить формирование вектора момента планироую без участия процессора.

А чем процессор отпугивает?Посмотрите на схему Размер 2м и современные привода.Не зря раньше привода делали в основном коллекторные,и отнюдь не от отсутствия теории векторного управления.

[astrahard]

А чем процессор отпугивает?

Хотел узнать, как векторное управление реализовывать на аналоговых схемах, а так процессор конечно сокращает к-во корпусов.

[N1X]

Согласен,но для этого нужно либо ввести сердечник в состояние близкое к насыщению.Это требует слишком больших уровней тока.Либо отслеживать гистерезис.Но тут нужны очень точные датчики тока,и опять же не маленький уровень тока обмотки,чтобы при любом положении ротора относительно магнитов вызвать перемагничивание сердечника.

Не, ненуна.
Опять же: для движков с встроенными магнитами (IPM) индуктивности по продольной и поперечной осям (Ld и Lq) не равны. Отсюда получается, что при подаче ВЧ сигнала ток будет разный, для разного положения ротора И не нужно жарить двигатель, чтобы это зафиксировать. Так вот прелесть в том, что шаговик тоже имеет неравные Ld и Lq и этот метод применим и к нему...

[sidor094]

Опять же: для движков с встроенными магнитами (IPM) индуктивности по продольной и поперечной осям (Ld и Lq) не равны.

Вы не ошиблись?При работе либо будет вибрация,либо надо по-разному их шимить.Что в свою очередь ограничит максимальную мощность.

[N1X]

Я не про фазы.
Lq - идуктивность, при ориентации ротора к полюсам обмотки вдоль оси q, т.е. перпендикулярно вектору потокосцепления ротора.
Ld - соответственно индуктивность при ориентации по d, т.е. вдоль вектора потокосцепления.
Правда на сколько я понимаю обуслевлено это не самими полюсами, а конструкцией ротора и статора. Изменяющийся воздушный зазор в магнитной цепи (ротор то зубчатый) вызывает соответственно изменение индуктивности обмоток.

[sidor094]

Понял.Но разве зубчатый ротор не только в шаговом?По зубам ротора можно определять как в сквт.Но я думал вы имеете ввиду определять за счет сдвига нулевой точки перемагничивания за счет изменения магнитного поля создаваемого постоянными магнитами.Но в этом случае поле созданное генератором должно обязательно пересеать нелинейность(либо изменять знак либо входить в насыщение),или по крайней мере близко к ней подходить

[N1X]

Но разве зубчатый ротор не только в шаговом?

Только, просто в двигателях с встроенными магнитами индуктивность так же разная, вот из документика http://www.ti.com/download/trng/docs/c2 ... m_2010.pdf

Просто машинный перевод, с моими вольными правками... Жирным выделил часть, где как раз объясняется почему изменяется магнитное сопротивление. Вот при этом и индуктивность от положения зависит...

Как видно,справа показано поперечное сечение ротора двигателя Prius. Он состоит из 8 магнитов ротора, которые утоплены внутри
структуры ротора. Проницаемость этих магнитов (особенно редкоземельных магнитов, таких как неодимовые) больше похожа на воздух, чем на железо. Под этим подразумевается, что если катушка намотана вокруг
магнита, а ток в катушке изменяется, вы не увидите больших изменений потока, чем если катушка будет намотана вокруг железа. Фактически, результирующее изменение потока будет подобно тому, что вы ожидаете увидеть, используя катушку без сердечника. Поэтому, с точки зрения
магнитной цепи статора, эти роторные магниты выглядят как воздушные карманы в роторе. В результате силовые
линии магнитного поля от полюсов статора будут более сосредоточены вдоль определенных осей (см. обсуждение на
saliency). Это создает составляющую момента сопротивления, которая способствует возникновению момента магнитного сопротивления, из за взяимодействия между ротором и статором. В результате получается больший коэффициент мощности усилителя в меньшем размере магнитной системы, а также более эффективная работа при определенных рабочих условиях.

[N1X]

Вот кстати само объяснение сути изменения индуктивности и тех самых осей Ld и Lq, допер наконец, где я понятную картинку видел...

[sidor094]

Проницаемость этих магнитов (особенно редкоземельных магнитов, таких как неодимовые) больше похожа на воздух, чем на железо

Наверно при таком большом магннитном потоке железо находится в насыщении соответственно индуктивность почти как у воздуха

[N1X]

Не, речь не об этом... Здесь про магнит, а не про железо, т.е. Если повести аналогию с электрической цепью - магнит это источник потока (как источник тока в эл. цепях), и имеет бесконечное магнитное сопротивление (бесконечное сопротивление источника тока в эл. цепях) По-другому он бы сам себя закоротил и никакого внешнего потока не было бы. Поэтому с точки зрения магнитной цепи магнит - это пустота в железе. А раз есть пустота, то это немагнитный зазор. На желтых картинках ротора красной стрелкой показана индуктивность при прохождении цепи через ротор: через магниты а-ля воздушные карманы есть немагнитный зазор и индуктивность падает. Или через тело железа ротора - пустот нет и индуктивность растет...

Единственный момент, который вызывает у меня вопрос - таким методом мы легко можем определить расположение осей якоря и будем знать как сориентировать поле статора для максимального момента из остановленного положения. Остается другой вопрос - 50/50 - куда направлен вектор: вперед или назад, т.е. мы точно стартанем с максимальным моментом. Вопрос куда... Но решение я уверен есть, я просто еще зеленый в этой теме, задачу себе поставил буквально недавно, поэтому надо еще разобраться...

[astrahard]

Извините что вмешиваюсь, но все-же программный энкодер с инжекцией для определения положения стоячего двигателя и также во время вращения, основывается на детекции относительно малых по сравнению с током фазы сигналов (гармоники основной частоты которые производит любой двигатель). По сравнению с выделенным энкодером этот сигнал мал и, следовательно, вероятность сбоя больше во много много раз. Любой двигатель производит гармоники, асинхр. меньше, шаговый и BLDC больше. Программный энкодер шаговика меньше вычислит мощности потребляет, для асинхр. больше вычислений. Все они детектируют гармоники основной частоты, на этом основана работа программного энкодера или иначе Sensorless.

P.S. Программный энкодер от Ti FAST™ Software Encoder расшифровывается по тем данным которые он вычисляет Flux, Angle, Speed, Torque (магн. поток, угол, скорость, момент) есть энкодер для BLDC многополюсного это тоже фильтр цифровой, но из-за того, что шаговик производит особо сильные гармоники, то этот фильтр требует во много раз меньше процессорного времени, по сравнению с FAST™ Software Encoder. Так что укладывается для TMS320F280xx кристалла.

[astrahard]

Единственный момент, который вызывает у меня вопрос - таким методом мы легко можем определить расположение осей якоря и будем знать как сориентировать поле статора для максимального момента из остановленного положения. Остается другой вопрос - 50/50 - куда направлен вектор: вперед или назад, т.е. мы точно стартанем с максимальным моментом. Вопрос куда... Но решение я уверен есть, я просто еще зеленый в этой теме, задачу себе поставил буквально недавно, поэтому надо еще разобраться...

Это не та и важно, направление можно определить на основе опыта вращение на небольшой угол. Важнее синтезировать подходящий к конкретному двигателю фильтр вычисляющий Flux, Angle, Speed, Torque (магн. поток, угол, скорость, момент)

[sidor094]

Если повести аналогию с электрической цепью - магнит это источник потока (как источник тока в эл. цепях), и имеет бесконечное магнитное сопротивление (бесконечное сопротивление источника тока в эл. цепях) По-другому он бы сам себя закоротил и никакого внешнего потока не было бы.

Не согласен с Вами.С какой радости ему самому себя закорачивать?И что значит Бесконечное магнитное сопротивление?Почему?Магнит -та же железяка,но у него домены соорентированы не хаотично,а в определенном направлении.Соответственно его возможности ,как сердечника характеризуются возможностью переориентировать домены.Получается ,что у магнита мы можем переориентировать все домены против полюсов магнита,а переориентировать по направлению полюса можем только оставшиеся не сориентированными самим магнитом домены.То есть мощный магнит представляет собой феррит введенный в состояние насыщения.То есть он будет иметь как бы однополярную индуктивность(нелинейную).Здесь и ответ на Ваш второй вопрос (по поводу определения полярности)

[N1X]

Не согласен с Вами.С какой радости ему самому себя закорачивать?И что значит Бесконечное магнитное сопротивление?Почему?Магнит -та же железяка,но у него домены соорентированы не хаотично,а в определенном направлении.

Ну возможно я неверно представляю, либо неверно объясняю, но сути это не меняет.
Вот перевод абзаца из второй картинки из моих сообщений выше:

Магнитное сопротивление является мерой сопротивления магнитному потоку в магнитной цепи, так же, как резистор сопротивляется току в электрической цепи. Некоторые материалы имеют высокое магнитное сопротивление, как воздух или даже постоянные магниты. Другие материалы (как железо) имеют низкое магнитное сопротивление, и позволяют магнитному потоку проходить через них очень легко. Индуктивность связана с магнитным сопротивлением обратной зависимостью (т. е. чем выше магнитное сопротивление, тем ниже индуктивность и наоборот).

[N1X]

Дополню пояснение:

Для иллюстрации рассмотрим два рисунка ниже. В первой диаграмме, магнитные полюсы ротора и статора идеально выровняны. Поток статора показан через красную стрелку, где он пересекает воздушный зазор и входит в ротор. Однако, он должен пройти через 2 магнита перед тем, как замкнуться на южный полюс статора. В виду того, что магниты имеют высокое магнитное сопротивление, это приводит к в низкой индуктивности.
На второй диаграмме магнитное поле статора поворачивается на 45 механических градусов (90 электрических градусов). Теперь поток течет беспрепятственно через железо ротора, что выражается уменьшением магнитного сопротивления и увеличением индуктивности.

[sidor094]

Это понятно.Я имел ввиду ,что по разности верхней и нижней полуволны тока тестового синусоидального сигнала можно определить полярность магнитной системы .Это возможно из-за нелинейности индуктивности сердечника магнита.