Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Электродвигатели
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
 
Рейтинг 5.00/4: Рейтинг темы: голосов - 4, средняя оценка - 5.00
92 / 8 / 0
Регистрация: 23.05.2016
Сообщений: 226
1

Недочастотник

11.08.2020, 17:33. Просмотров 644. Ответов 21
Метки нет (Все метки)

Название девайса далеко не случайно. Объясняется оно прежде всего принципиальным нежеланием конкурировать с изготовителями частотников и решает вполне конкретную epre. задачу. Заключается она в том, что у меня в закромах давно и безнадежно осел частотник от Delta типа VFD075E43A, по которому прогулялась молния. Оно бы и ладно, если бы ремонт ограничился заменой модуля, восстановлением дорожек и заменой микросхем, но в данном случае умер МК. Умер по скотски – он работает, но жутко греется. Купить платы на ибэе или али по разумной цене не представилось возможным, дешевле б\у частотник купить.
Короче, смотрел я на этот частотник, смотрел и пришла мне в голову мысль сделать из него недочастотник. Под этим термином я обозначил некое устройство, которое будучи включенным в электросеть, управляет асинхронным двигателем, но более ничего. Т.е. никаких цепей контроля, никаких датчиков тока, никаких обратных связей, параметров мотора и т.п. нет от меня в принципе. Иными словами, главный лозунг частноникостроителей о том, что их изделия спасают двигатель, было намеренно проигнорировано. И не случайно – по моим наблюдениям, сгоревший частотник действительно спасает двигатель, только вот в российских условиях отремонтировать или заменить двигатель зачастую гораздо проще, чем спасший его частотник.
Анализ сгоревшего частотника показал, что с него можно использовать:
- его форм-фактор,
- блок питания (после его ремонта),
- радиатор,
- вентилятор.
Сразу скажу, что решение по использованию форм-фактора оказалось ошибочно. Многочисленные попытки впихнуть свое в имеющуюся коробку хоть и имели в итоге успех, но успех, по моему мнению, неоправданный – гораздо разумнее было бы пихать начинку в собственный ящик, тем более, что ни габариты, не вес, ни размеры никто не ограничивал.
IGBT. Одно время через мои руки проходили некие китайские драйверы HB-B3C для управления китайскими же гибридными шаговыми двигателями. Сразу бросилось в глаза, что, несмотря на жесточайшую эксплуатацию, ни у одного из этих драйверов не вылетел модуль IGBT. Причина проста – в них стоят т.н. интеллектуальные модули IGBT. Их особенность в том, что, во-первых, в них встроены собственные цепи управления транзисторами, а во-вторых, в них же находятся и схемы защиты. Довольно прикольно наблюдать мигающий красным светодиодом драйвер при КЗ в нагрузке, и при этом ему ничего не делается. В итоге, для недочастотника был выбран интеллектуальный модуль от Mitsubishi. Любопытно, что на али и ибэе предлагаются точно такие же модули от Hitachi, разница лишь в цене и… шаге контактов разъема.
МК. Рассматривались два варианта: MC3PHAC и STM32.
Исходя из цены, доступности и универсальности был выбран STM32, причем bluepill.
А с кодом возникла история. Так как я ни разу не программист, появилось естественное для ламера желание использовать какой-нибудь готовый исходник, упростив его до приемлемого уровня. Но, как ни странно, в рунете ничего готового найти не удалось. Совсем ничего. Все разговоры об применении STM32 в частотнике начинались и заканчивались пустыми разговорами. Довольно с большим трудом удалось найти пакет STM32_FOC_ACIM, который создавался еще во времена до Standard Peripherals Library. Библиотека FOC на Std очень похожа, это помогало разбираться в коде. Код навороченный ужасно, да оно и понятно почему – он написан для настоящего векторного частотника. В результате плясок с бубном был создан код, в общем выполняющий задачу. Однако движок крутиться не захотел, поэтому я не нашел иного способа проверить свой недочастотник, как написать для него код самому. ( В последствие оказалось, что просто оторвался провод от движка).
Это оказалось намного проще, чем я ожидал. Код написан с использованием CubeMx и HAL. Для формирования синуса использован массив на 768 точек, управление с помощью двух таймеров, без применения DMA. В диапазоне от 20 до 50 Гц использована скалярная пропорциональная зависимость напряжения от частоты, общий диапазон регулирования частоты: примерно от 20 до 60 Гц. Частотник не имеет кнопок, включение при подаче на него питания, с задержкой на блокировку резисторов в цепи заряда емкостей и плавным разгоном от 20 Гц до установленной регулятором. Присутствуют два светодиода-индикатора: зеленый – питание и красный - авария. Используемый аварийный сигнал – штатная защита по току от модуля IGBT, причем она переведена в триггерный режим.
Как уже упоминалось выше, частотник почти не контролирует входное напряжение. Это означает, что от бытовой электросети 220В можно запросто питать трехфазный двигатель. С естественной потерей мощности при этом. Проще говоря, подключать можно что угодно к чему угодно, если конечно понимаешь последствия.
Особая благодарность:
1. Борисевичу А.В., доценту Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, кандидату технических наук;
2. По прежнему категорически не разрешающему себя оглашать лицу с котофорума.
Приложение:
1. Фото недочастотника внутри и снаружи.
2. Принципиальные схемы.
3. Печатки двух узлов.
4. Прошивка STM32 bluepill.
0
Миниатюры
Недочастотник   Недочастотник   Недочастотник  

Недочастотник   Недочастотник  
92 / 8 / 0
Регистрация: 23.05.2016
Сообщений: 226
11.08.2020, 17:34  [ТС] 2
Название девайса далеко не случайно. Объясняется оно прежде всего принципиальным нежеланием конкурировать с изготовителями частотников и решает вполне конкретную epre. задачу. Заключается она в том, что у меня в закромах давно и безнадежно осел частотник от Delta типа VFD075E43A, по которому прогулялась молния. Оно бы и ладно, если бы ремонт ограничился заменой модуля, восстановлением дорожек и заменой микросхем, но в данном случае умер МК. Умер по скотски – он работает, но жутко греется. Купить платы на ибэе или али по разумной цене не представилось возможным, дешевле б\у частотник купить.
Короче, смотрел я на этот частотник, смотрел и пришла мне в голову мысль сделать из него недочастотник. Под этим термином я обозначил некое устройство, которое будучи включенным в электросеть, управляет асинхронным двигателем, но более ничего. Т.е. никаких цепей контроля, никаких датчиков тока, никаких обратных связей, параметров мотора и т.п. нет от меня в принципе. Иными словами, главный лозунг частноникостроителей о том, что их изделия спасают двигатель, было намеренно проигнорировано. И не случайно – по моим наблюдениям, сгоревший частотник действительно спасает двигатель, только вот в российских условиях отремонтировать или заменить двигатель зачастую гораздо проще, чем спасший его частотник.
Анализ сгоревшего частотника показал, что с него можно использовать:
- его форм-фактор,
- блок питания (после его ремонта),
- радиатор,
- вентилятор.
Сразу скажу, что решение по использованию форм-фактора оказалось ошибочно. Многочисленные попытки впихнуть свое в имеющуюся коробку хоть и имели в итоге успех, но успех, по моему мнению, неоправданный – гораздо разумнее было бы пихать начинку в собственный ящик, тем более, что ни габариты, не вес, ни размеры никто не ограничивал.
IGBT. Одно время через мои руки проходили некие китайские драйверы HB-B3C для управления китайскими же гибридными шаговыми двигателями. Сразу бросилось в глаза, что, несмотря на жесточайшую эксплуатацию, ни у одного из этих драйверов не вылетел модуль IGBT. Причина проста – в них стоят т.н. интеллектуальные модули IGBT. Их особенность в том, что, во-первых, в них встроены собственные цепи управления транзисторами, а во-вторых, в них же находятся и схемы защиты. Довольно прикольно наблюдать мигающий красным светодиодом драйвер при КЗ в нагрузке, и при этом ему ничего не делается. В итоге, для недочастотника был выбран интеллектуальный модуль от Mitsubishi. Любопытно, что на али и ибэе предлагаются точно такие же модули от Hitachi, разница лишь в цене и… шаге контактов разъема.
МК. Рассматривались два варианта: MC3PHAC и STM32.
Исходя из цены, доступности и универсальности был выбран STM32, причем bluepill.
А с кодом возникла история. Так как я ни разу не программист, появилось естественное для ламера желание использовать какой-нибудь готовый исходник, упростив его до приемлемого уровня. Но, как ни странно, в рунете ничего готового найти не удалось. Совсем ничего. Все разговоры об применении STM32 в частотнике начинались и заканчивались пустыми разговорами. Довольно с большим трудом удалось найти пакет STM32_FOC_ACIM, который создавался еще во времена до Standard Peripherals Library. Библиотека FOC на Std очень похожа, это помогало разбираться в коде. Код навороченный ужасно, да оно и понятно почему – он написан для настоящего векторного частотника. В результате плясок с бубном был создан код, в общем выполняющий задачу. Однако движок крутиться не захотел, поэтому я не нашел иного способа проверить свой недочастотник, как написать для него код самому. ( В последствие оказалось, что просто оторвался провод от движка).
Это оказалось намного проще, чем я ожидал. Код написан с использованием CubeMx и HAL. Для формирования синуса использован массив на 768 точек, управление с помощью двух таймеров, без применения DMA. В диапазоне от 20 до 50 Гц использована скалярная пропорциональная зависимость напряжения от частоты, общий диапазон регулирования частоты: примерно от 20 до 60 Гц. Частотник не имеет кнопок, включение при подаче на него питания, с задержкой на блокировку резисторов в цепи заряда емкостей и плавным разгоном от 20 Гц до установленной регулятором. Присутствуют два светодиода-индикатора: зеленый – питание и красный - авария. Используемый аварийный сигнал – штатная защита по току от модуля IGBT, причем она переведена в триггерный режим.
Как уже упоминалось выше, частотник почти не контролирует входное напряжение. Это означает, что от бытовой электросети 220В можно запросто питать трехфазный двигатель. С естественной потерей мощности при этом. Проще говоря, подключать можно что угодно к чему угодно, если конечно понимаешь последствия.

Приложение:
1. Фото недочастотника внутри и снаружи.
2. Принципиальные схемы.
3. Печатки двух узлов.
4. Прошивка STM32 bluepill.
0
92 / 8 / 0
Регистрация: 23.05.2016
Сообщений: 226
11.08.2020, 17:36  [ТС] 3
Сорри, не влезло в первое сообщение.
0
Вложения
Тип файла: rar IND_5.rar (12.9 Кб, 0 просмотров)
Тип файла: rar STM32_blue_inv_FINAL_IND_ВИД_СНИЗУ.rar (19.3 Кб, 0 просмотров)
Тип файла: rar ML.rar (19.4 Кб, 0 просмотров)
Тутошний я
1887 / 1003 / 185
Регистрация: 03.11.2009
Сообщений: 3,395
Записей в блоге: 2
17.08.2020, 15:12 4
интересно. но...
защита по току спасает не только двигатель, но и сам частотник.
термодатчик на радиаторе, спасает частотник от перегрева, а к двигателю никаким боком не относится.
0
92 / 8 / 0
Регистрация: 23.05.2016
Сообщений: 226
05.09.2020, 12:31  [ТС] 5
Цитата Сообщение от Grey Посмотреть сообщение
интересно. но...
защита по току спасает не только двигатель, но и сам частотник.
термодатчик на радиаторе, спасает частотник от перегрева, а к двигателю никаким боком не относится.
Специально для Вас процитирую самого из главного текста темы:

Т.е. никаких цепей контроля, никаких датчиков тока, никаких обратных связей, параметров мотора и т.п. нет от меня в принципе. Иными словами, главный лозунг частноникостроителей о том, что их изделия спасают двигатель, было намеренно проигнорировано. И не случайно – по моим наблюдениям, сгоревший частотник действительно спасает двигатель, только вот в российских условиях отремонтировать или заменить двигатель зачастую гораздо проще, чем спасший его частотник.
0
Тутошний я
1887 / 1003 / 185
Регистрация: 03.11.2009
Сообщений: 3,395
Записей в блоге: 2
05.09.2020, 13:11 6
Цитата Сообщение от ARTMED Посмотреть сообщение
сгоревший частотник действительно спасает двигатель,
а не нужно покупать такие недочастотники.

нормальный частотник, с нормальными настройками, спасает и себя и двигатель. и ничего при этом не горит. это в аварийной ситуации.
сам частотник, как и вся электроника, может выйти из строя.
0
92 / 8 / 0
Регистрация: 23.05.2016
Сообщений: 226
07.09.2020, 05:20  [ТС] 7
Цитата Сообщение от Grey Посмотреть сообщение
нормальный частотник, с нормальными настройками, спасает и себя и двигатель. и ничего при этом не горит
Если в схеме стоит предохранитель, то сначала сгорает схема, а затем предохранитель. ©
0
Тутошний я
1887 / 1003 / 185
Регистрация: 03.11.2009
Сообщений: 3,395
Записей в блоге: 2
07.09.2020, 09:17 8
Цитата Сообщение от ARTMED Посмотреть сообщение
Если в схеме стоит предохранитель, то сначала сгорает схема, а затем предохранитель.
а если предохранителя нету начнёт гореть питающий кабель и дальше по цепи.
это не про частотники.

двигатель выдерживает некоторые перегрузки. поэтому двигатель остаётся целым, а частотник сгорает.
чаще всего это происходит в случаях или частотник хреновый/бракованный или частотник взяли без запаса мощности и он работает на пределе.
хотя возможен и другой вариант.
Цитата Сообщение от Grey Посмотреть сообщение
сам частотник, как и вся электроника, может выйти из строя.
часты случаи когда двигатель работает в номинальном режиме, а частотник сгорает. просто частотнику пришло время.
высыхание электролитов и скачки напряжения в сети никто не отменял.
0
92 / 8 / 0
Регистрация: 23.05.2016
Сообщений: 226
07.09.2020, 19:04  [ТС] 9
Цитата Сообщение от Grey Посмотреть сообщение
просто частотнику пришло время.
высыхание электролитов и скачки напряжения в сети никто не отменял.
Ясное дело, электролит в модуле IGBT усох, вот он и сгорел.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.08.2020
Сообщений: 2
07.09.2020, 21:55 10
Да, частотники не любят долгих простоев. Лучше для профилактики раз в год подключать. В IGBT нет электролита, конденсаторы высыхают.
0
92 / 8 / 0
Регистрация: 23.05.2016
Сообщений: 226
08.09.2020, 04:57  [ТС] 11
Цитата Сообщение от Oleg Kulagin Посмотреть сообщение
В IGBT нет электролита, конденсаторы высыхают.
Конденсаторы высыхают и поэтому горят модули IGBT?
Или модули IGBT горят потому, что в них электролита?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.08.2020
Сообщений: 2
08.09.2020, 22:19 12
Igbt горят из-за изменения электрических параметров схемы, а по каким причинам это произошло надо смотреть на месте. Вообще, любой механизм должен работать, а если он простаивает, то он портится или его надо периодически обслуживать.
0
92 / 8 / 0
Регистрация: 23.05.2016
Сообщений: 226
09.09.2020, 19:20  [ТС] 13
Цитата Сообщение от Oleg Kulagin Посмотреть сообщение
Igbt горят из-за изменения электрических параметров схемы
Это как это?
Самые разные частотники и сервы самых разных изготовителей самых разных конструкций самых разных годов выпуска в самых разных режимах эксплуатации - и у всех странным и непонятным образом вдруг изменяются какие-то никому не ведомые электрические параметры схемы, что почему-то обязательно ведет к неизменно одинаковому результату - выгоранию IGBT?
0
Тутошний я
1887 / 1003 / 185
Регистрация: 03.11.2009
Сообщений: 3,395
Записей в блоге: 2
10.09.2020, 01:17 14
Цитата Сообщение от ARTMED Посмотреть сообщение
что почему-то обязательно ведет к неизменно одинаковому результату - выгоранию IGBT
значит вам так везёт.
у нас всего пару раз выгорали IGBT. у остальных просто дисплей перестаёт светится.
есть ещё один. подаёшь питающее напряжение, дисплей не светится. потом начинает изредка моргает. потом чаще и чаще. а дальше нормально отображает и работает.
0
92 / 8 / 0
Регистрация: 23.05.2016
Сообщений: 226
10.09.2020, 05:22  [ТС] 15
Цитата Сообщение от Grey Посмотреть сообщение
значит вам так везёт.
у нас всего пару раз выгорали IGBT. у остальных просто дисплей перестаёт светится.
У всех остальных ваших самых разных частотников самых разных изготовителей самых разных конструкций самых разных годов выпуска в самых разных режимах эксплуатации странным и непонятным образом вдруг дисплей перестаёт светится?
0
Тутошний я
1887 / 1003 / 185
Регистрация: 03.11.2009
Сообщений: 3,395
Записей в блоге: 2
10.09.2020, 09:18 16
Цитата Сообщение от ARTMED Посмотреть сообщение
странным и непонятным образом вдруг дисплей перестаёт светится?
да. странным и не понятным образом. диагностировать мне их нечем.
видимо блок питания платы управления. но явно не IGBT.
0
92 / 8 / 0
Регистрация: 23.05.2016
Сообщений: 226
10.09.2020, 19:40  [ТС] 17
Цитата Сообщение от Grey Посмотреть сообщение
да. странным и не понятным образом. диагностировать мне их нечем.
и это наблюдается на всех остальных ваших самых разных частотников самых разных изготовителей самых разных конструкций самых разных годов выпуска в самых разных режимах эксплуатации?
0
Тутошний я
1887 / 1003 / 185
Регистрация: 03.11.2009
Сообщений: 3,395
Записей в блоге: 2
11.09.2020, 08:15 18
тебе правда интересно, или чисто поприкалываться?
0
92 / 8 / 0
Регистрация: 23.05.2016
Сообщений: 226
11.09.2020, 14:44  [ТС] 19
Цитата Сообщение от Grey Посмотреть сообщение
тебе правда интересно, или чисто поприкалываться?
Я всего лишь хочу выяснить, на каком основании ты утверждаешь, что "нормальный частотник, с нормальными настройками, спасает и себя и двигатель. и ничего при этом не горит".
0
Тутошний я
1887 / 1003 / 185
Регистрация: 03.11.2009
Сообщений: 3,395
Записей в блоге: 2
11.09.2020, 16:32 20
ну не так чтоб всегда спасает. но вероятность, что уцелеет выше.

в частотнике есть защита по току.
да, она замеряет ток двигателя. отключает двигатель при перегрузках. элементы частотника (в том числе и IGBT) работают в номинальных режимах.
но не только.
при неправильном управлении, возможно открытие и верхнего и нижнего ключа. в результате КЗ через IGBT. защита по току, в таких случаях, закрывает ключи. больше вероятность что частотник выживет.
0
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2020, vBulletin Solutions, Inc.