0 / 0 / 0
Регистрация: 21.02.2015
Сообщений: 52
1

драйвер трехфазного двигателя на IR2103 + энкодеры + синус

25.05.2016, 11:59. Показов 9084. Ответов 13
Метки нет (Все метки)

Author24 — интернет-сервис помощи студентам
Добрый день!
Хочу сказать сразу, схемотехник из меня слабый и с трехфазными движками дело не имел, нужда заставила начать разбираться во всем этом.

Задача: управлять трехфазным двигателем мощностью 250 Вт, 24 Вольт.
Исходные данные:
Есть arduino uno.
Собрал драйвер для трехфазного двигателя на базе драйвера ключей нижнего и верхнего уровня IR2103 по схеме ниже. Номиналы и компоненты, С1 - 100нФ, R1,R2 - 10 Ом, транзисторы - STP75NF75, диод - MUR1100E.


Когда проверял драйвер, отдельно каждую фазу, подавал шим - все работало, соответсвенно данная схема не предусматривает 100% шим сигнал, нужна комутация на нижний ключ. На фазе получал нужный мне шим сигнал. Даже написал простой скетч по управлению двигателем по датчикам Холла, но вращался он шагами/рывками.
Шим подавался на фазы согласно таблицы ниже. Единственное что не понял так это пустые квадраты на фазах в таблице, у меня подавалась земля)

http://cdn.instructables.som/FLQ/G6AP/G4E0Y81O/FLQG6APG4E0Y81O.LARGE.jpg
Нашел хорошую статью по управлению бесколлекторником http://www.berryjam.eu/2015/04... h-arduino/. Демонстрация плавного управления двигателем меня заинтересовала и я захотел применить управление синусом для своего случая. Взял исходный скетч, исправил только массив значений синуса, срезал максимальный уровень ШИМ сигнала до значений 250. Для теста запустил на пару секунд. Двигатель плавно провернулся. Запахло жженой проводкой! Мосфеты были предельно горячие, но драйвер остался жив.

Чуть углубившись в эту тему появилось подозрение что проблема заключается в реализации самого синуса. На втором рисунке участок графика обвел сиреневым прямоугольником. В этом интервале ни одна фаза не коммутирует с землей, соответственно возникает КЗ.


Покапавшись еще денек заметил таблицу выходного сигнала на фазах)).


Попробовал составить таблицу синуса таким же образом, но безрезультатно - мосфеты продолжают адски греться.

Вопросы:
<ul> 1) Причиной нагревания мосфетов является не корректно собранный драйвер? Если да, то как должно быть?
2) Причина нагрева в реализации управления синусом? Если да, то какой график управления фазами должен быть? И как корректно его реализовать?</ul>
0
Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
25.05.2016, 11:59
Ответы с готовыми решениями:

драйвер трехфазного двигателя на IR2103 + синус.
Хочу сказать сразу, схемотехник из меня слабый и с трехфазными движками дело не имел, нужда...

Обороты трехфазного двигателя
Здравствуйте. Расчет трехфазного двигателя 1. Если задано номинальное скольжение Sн, то обороты...

Измерение мощности трехфазного двигателя
Здравствуйте. Двигателя 3-ф асинхронный. Схема треугольник 220/380, Р=80 Вт. Подключил фазометр и...

Схема пуска трехфазного двигателя
Добрый день! Необходима &quot;схема пуска трехфазного двигателя вперёд&quot;. Пожалуйста, помогите с...

13
0 / 0 / 0
Регистрация: 06.12.2016
Сообщений: 3,113
25.05.2016, 12:27 2
"Единственное что не понял так это пустые квадраты на фазах в таблице, у меня подавалась земля"
Надо НЕ включать ни один ключ, Не верхний, НЕ нижний.

"мосфеты продолжают адски греться."
На мотор надо подавать не всё-до-дури-максимум, а столько, чтобы ток через мотор был нужной величины. Маленькая скорость вращения - низкая скважность PWM. Скорость выше - PWM больше.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 29.11.2012
Сообщений: 396
25.05.2016, 13:28 3
Dead-time - что нибудь говорит или слышали? на каждое плечо свой выход с МК должен идти.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.03.2012
Сообщений: 1,017
25.05.2016, 13:48 4
В вашей схеме мосфеты могут греться по двум причинам:
1. Недостаточное напряжение на затворе.
2. Сквозной ток (одновременное открытие верхнего и нижнего плеча).

Предлагаю сделать так.
Подключить силовой каскад через мощный проволочный резистор или лампу. В случае сквозного тока транзисторы не сгорят.
Есть у вас осциллограф?
Напряжение на затворе проверять осциллографом. Dead-time - двухлучевым.

Какая частота ШИМ? На первое время можно сделать не очень высокую, к примеру 8 кГц.

Если совсем сложно, можно повесить на выходы контроллера светодиоды с резисторами, частоту сделать совсем маленькую, чтобы на светодиодах был виден порядок открытия-закрытия плеч.

Блок питания с защитой от кз?

Влияет также разводка/толщина проводов силовой части. Если на проводах большое падение напряжения, это может приводить к паразитному приоткрыванию противоположного мосфета.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 21.02.2015
Сообщений: 52
25.05.2016, 13:49 5
Цитата Сообщение от DYZIT
Dead-time - что нибудь говорит или слышали? на каждое плечо свой выход с МК должен идти.
Спасибо за быстрый ответ.
Про дед-тайм раньше не слышал.. не схемотехник я :( собирал раньше простенькие платы.
Получается что на IR2103 на HIN должен идти ШИМ, а на LIN надо обеспечивать коммутацию между фазами(выдерживать дед-тайм)?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 21.02.2015
Сообщений: 52
25.05.2016, 14:08 6
Цитата Сообщение от omtomtubo
В вашей схеме мосфеты могут греться по двум причинам:
1. Недостаточное напряжение на затворе.
2. Сквозной ток (одновременное открытие верхнего и нижнего плеча).

Предлагаю сделать так.
Подключить силовой каскад через мощный проволочный резистор или лампу. В случае сквозного тока транзисторы не сгорят.
Есть у вас осциллограф?
Напряжение на затворе проверять осциллографом. Dead-time - двухлучевым.

Какая частота ШИМ? На первое время можно сделать не очень высокую, к примеру 8 кГц.

Если совсем сложно, можно повесить на выходы контроллера светодиоды с резисторами, частоту сделать совсем маленькую, чтобы на светодиодах был виден порядок открытия-закрытия плеч.

Блок питания с защитой от кз?

Влияет также разводка/толщина проводов силовой части. Если на проводах большое падение напряжения, это может приводить к паразитному приоткрыванию противоположного мосфета.
Добрый день.
Лампы включать в сему так?


Осциллограф есть. Одноканальный.
Dead-time нужен для переключения между фазами? Не совсем понятно как его организовывать..
Для подачи ШИМ использую arduino UNO. ШИМ подаю обычной командой analogWrite(pin, value) без дополнительной настройки ног. Как я понял частота 490 Hz, возможно ошибаюсь.
Блоком питания служат две последовательные батареи из под ИБП.
Провода использую из набора для ардуинщиков.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 21.02.2015
Сообщений: 52
25.05.2016, 14:17 7
Цитата Сообщение от u37
"Единственное что не понял так это пустые квадраты на фазах в таблице, у меня подавалась земля"
Надо НЕ включать ни один ключ, Не верхний, НЕ нижний.

"мосфеты продолжают адски греться."
На мотор надо подавать не всё-до-дури-максимум, а столько, чтобы ток через мотор был нужной величины. Маленькая скорость вращения - низкая скважность PWM. Скорость выше - PWM больше.
На сколько я понял у IR2103 всегда включен какой-то ключ. Если нет, что должно быть на HIN и LIN, что бы были отключены оба ключа?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.03.2012
Сообщений: 1,017
25.05.2016, 14:42 8
Цитата Сообщение от MoxymS
Добрый день.
Лампы включать в сему так?
Вложение:
Вложение Cхема_IR2103_лампы.jpg больше недоступно

Достаточно одну лампу подключить от + источника питания к шине питания мостов.


http://**************************/download/file.php?id=27970&sid=12a08163bb8a6f5e711df1fe1f68264f

Цитата Сообщение от MoxymS
Осциллограф есть. Одноканальный.
Dead-time нужен для переключения между фазами? Не совсем понятно как его организовывать..
Dead-time нужен, чтобы полевик открывался гарантированно после того, как закрылся противоположный.
IR2103 делает паузу сам, но она может оказаться коротковата.
Лучше использовать контроллер, у которого есть регулировка dead-timi. И управлять отдельно верхним и нижним плечом. Тогда можно их оба и отключить в нужный момент.

В целом, в вашем устройстве вам должно быть понятно всё, что происходит. Разбирайтесь с теорией и программой.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 21.02.2015
Сообщений: 52
25.05.2016, 14:53 9
Спасибо. Буду пробовать.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 06.12.2016
Сообщений: 1,818
25.05.2016, 14:56 10
То есть вопрос согласования IR2103 и полевиков? где в даташите смотреть этот самый dead time (у 2103?) - зависит ли это время от напряжений/токов/обвязки? манипуляциями HIN/LIN этого не добиться? и на какой параметр смотреть в даташите транзистора (540N - хорошая пара?)
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.03.2012
Сообщений: 1,017
25.05.2016, 15:28 11
Цитата Сообщение от koriprokrommyst
То есть вопрос согласования IR2103 и полевиков? где в даташите смотреть этот самый dead time (у 2103?) - зависит ли это время от напряжений/токов/обвязки? манипуляциями HIN/LIN этого не добиться? и на какой параметр смотреть в даташите транзистора (540N - хорошая пара?)
Скорость открытия/закрытия полевиков зависит от следующих факторов:
Емкость/заряд затвора полевика - указан в даташите на полевик.
Способностей драйвера - см. даташит на драйвер.
Сопротивления резистора к затвору.

Dead-time, вырабатываемый драйвером также обычно указан в даташите, но он может оказаться меньше времени переключения транзисторов. В этом случае или менять драйвер на более мощный или вручную регулировать dead-time раздельным управлением верхним и нижним плечом.

Для проверки драйвера и чтобы ничего не спалить, вместо мосфета включают конденсатор с емкостью, равной максимальной емкости затвора и осциллографом смотрят форму импульсов.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 06.12.2016
Сообщений: 3,113
25.05.2016, 16:01 12
для omtomtubo"Для проверки драйвера и чтобы ничего не спалить, вместо мосфета включают конденсатор с емкостью, равной максимальной емкости затвора и осциллографом смотрят форму импульсов."
Так, для повышения кругозора. ))
По многократным сравнениям живого и эмулированного затвора отмечу, что прямой перенос величины емкости крайне ошибочен. Т.к.:
1. Ciss указывается в 2 раза меньше, чем есть в действительности (см. графики для Vds=0)
2. не учитывается "динамическая" составляющая имени господина Миллера
По п.1 (IRFP460) указывается Ciss=4.2n, по графикам Ciss(0V)=9n. Можно пересчитать из полной энергии управления ... но лениво.
Т.е. если и делать эмуляцию через емкость, то использовать повышающий коэффициент.
х3 короче. ))
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 08.12.2013
Сообщений: 95
25.05.2016, 16:04 13
Цитата Сообщение от omtomtubo
Скорость открытия/закрытия полевиков зависит от следующих факторов:
Емкость/заряд затвора полевика - указан в даташите на полевик.
Способностей драйвера - см. даташит на драйвер.
Сопротивления резистора к затвору.
забыли еще:
напряжение питания инвертора - влияет на заряд прокачиваемый через емкость миллера
напряжение питания драйвера - как быстро заряд прокачается через емкость миллера
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 29.11.2012
Сообщений: 396
25.05.2016, 16:22 14
пи...ц
собирайте схему как советовал omtomtubo через лампочку, программно меняйте дохлое время, и пробуйте. :)
0
25.05.2016, 16:22
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
25.05.2016, 16:22
Помогаю со студенческими работами здесь

Запуск трехфазного двигателя от однофазной сети
Здравствуйте. Хочу подключить трехфазный двигатель AOL12H 400 Вт от швейной машинки к домашней сети...

Контроллер трехфазного двигателя от 2.5" hdd
Привет, ищу простые схемы для запуска трехфазного двигателя от hdd 2.5&quot; Двигатель запускался при...

Сумма потерь трёхфазного асинхронного двигателя?
Как определить сумму потерь трёхфазного асинхронного двигателя? известны P1 и P2, причём P1&gt;P2.

Ищу реле защиты трехфазного асинхронного двигателя, 380 V
Мне поступил заказ, сделать остановку конвейера по превышению тока двигателя. Попросили сделать на...

Подключение трехфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть с конденсатором
Не получается создать модель Матлаб подключения трехфазного асинхронного двигателя в однофазную...

интегральный igbt драйвер для трехфазного моста
Никто не подскажет драйвер трехфазного моста с защитой по desat? Сейчас используется...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
14
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2024, CyberForum.ru