Zasilanie wyższym napięciem silnika DC

[jawa]

Silnik DC na 6V można podłączyć do zasilania 12V z pwm o wypełnieniu 50%, pwm o częstotliwości 30kHz.
Przeprowadzał ktoś takie próby? Teoretycznie powinno działać.
Pozdrawiam

[marek1707]

Najbardziej ogólnie można odpowiedzieć: tak, to zadziała i zapomnieć o problemie. Teoretycznie modulator PWM jest źródłem  napięcia o wielkości U_zas*N gdzie N to współczynnik wypełnienia więc jeśli dasz 50% przy zasilaniu 12V to na wyjściu zobaczysz 6V. Niestety nie żyjemy w idealnym świecie i musisz zdawać sobie sprawę z ograniczeń:

• Spadki napięcia na samych elementach kluczujących (tranzystorach) - jeżeli masz jakiś bipolarny, stary i mocno obciążony driver to zje 2-4V sam z siebie i musisz wysterowanie (N) zwiększyć.
• Przełączanie nie odbywa się w zerowym czasie a mostki - szczególnie te mocniejsze - są wolne. 30kHz to dość szybko jak na przełączanie dużych prądów a Ty nic o wielkościach nie napisałeś. Każde przełączenie to strata na grzanie się tranzystorów więc nie możesz tego robić za szybko bo to traci sens i w czasie przełączeń będziesz tracił tyle mocy ile w fazie ustalonej albo więcej i mostek (tranzystor) 10A będzie parzył przy 2A.
• Z drugiej strony jeżeli częstotliwość przełączeń w stosunku do indukcyjności silnika jest mała, to prąd uzwojeń będzie bardzo odkształcony (piła o dużej amlitudzie zamiast niewielkich wahań wokół wartości średniej) a to powoduje a) straty w rdzeniu, b) straty we wszystkim przez co płynie ten prąd (druty, złącza, tranzystory, zasilacz) bo niestety rosną one z kwadratem prądu P=I²*R.

Jeżeli więc naprawdę nie musisz, kup silnik odpowiadający napięciu zasilania i nie grzej tej planety.

[ethanak]

Może inaczej:

Silnik zasilany z napięcia X pobiera moc N. Zasilany z napięcie 2X pobiera moc 4N (ciekawe dlaczego).

Pomińmy indukcyjności.

Silnik zasilany z napięcia 2X które będzie podawane przez 50% czasu będzie pobierał moc 4N x 50%, czyli 2N.

Jakoś nawet teoretycznie nie wychodzi na to samo...

[marek1707]

Shit, łapię się na tym co jakiś czas, chyba sobie jakiś tatuaż wreszcie zrobię 🙂 BTW: Może jakiś pomysł na projekt grafiki?

Dopóki bawimy się sygnałami napięciowymi, to modulator PWM jest układem mnożącym liniowo U_out = U_in *  N, ale przecież tu mamy odbiornik zasysający moc a więc trzeba brać pod uwagę napięcie skuteczne V_rms przebiegu wyjściowego. A ono w przypadku prostokąta PWM rośnie z pierwiastkiem wypełnienia: V_rms = U_in * sqr(N). Miejmy nadzieję, że @jawa nie skorzystał z mojej głupiej rady albo sam zauważył, że już w okolicach 30% jego silnik osiąga moc znamionową. Na szczęście pozostałe rzeczy o których napisałem zostają w (nomen omen) mocy 🙂 

@ethanakDzięki za czujność..

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[jawa]

Dzięki Panowie za odpowiedzi. Najpierw garść szczegółów. Zasilam dwa silniczki Pololu 25Dx58L LP 1:499. Przy zatrzymanym wale pobierają 2.4A. Używałem sterownika Pololu DRV8833. Przy zasilaniu z 7.2V nie zauważyłem, aby się driver nawet zagrzał. Silniki maja encodery i wykrywam nimi, że silniki zostały zablokowane. Czyli przy zatrzymanym wale nie pracują długo. Obecne zasilanie, które mam okazało się za słabe. Zastanawiam się nad przejściem na akumulator żelowy 12V. Wybrałem taki ponieważ mimo wszystko stosunek pojemności do ceny jest dobry. Dodatkowo zaletą jest jego waga, potrzebuję dociążyć pojazd.

Wydaje mi się, że prawda leży pośrodku. P=U*I, dla obciążenia indukcyjnego mamy tu dodatkowo przesunięcie w fazie. Dodatkowo to wcale nie jest sinus. Czyli dokładnie nie wiadomo ile tego będzie. To co napisał Ethanak jest jak najbardziej bezpieczne. Interesowało mnie czy ktoś robił eksperymenty z podnoszeniem zasilania i zmniejszaniem wypełnienia i jakie miał wyniki w rzeczywistości. Zwłaszcza czy spalił przy 50% wypełnieniu silniki 😉

[marek1707]

To raczej wygląda na opowieść o marzeniach niż na konkretne dane z Twojego projektu. Już mówię dlaczego:

Dnia 14.12.2019 o 17:47, jawa napisał:

Przy zatrzymanym wale pobierają 2.4A

Czy mierzyłeś to - a jeśli tak, to przy jakim napięciu na silniku - czy spisujesz dane ze strony sklepu? A jeśli napięcie było poprawne, to dlaczego uważasz, że źródło było za słabe?

Dnia 14.12.2019 o 17:47, jawa napisał:

Używałem sterownika Pololu DRV8833. Przy zasilaniu z 7.2V nie zauważyłem, aby się driver nawet zagrzał.

Czy podane napięcie to wartość zmierzona na źródle przy obciążeniu >4A (dwa silniki razem) czy liczba wzięta z danych katalogowych akumulatora? No i jakoś nie chce mi się wierzyć, by przy 2A biedny DRV8833 nie był gorący. Bo chyba nie badałeś temperatury gdy silniki nic nie robią, prawda? Bo to jakby puszczać nowy jacht pełnomorski na jeziorku i po takiej zabawie wierzyć, że przeżyje rejs przez Atlantyk.

Dnia 14.12.2019 o 17:47, jawa napisał:

Obecne zasilanie, które mam okazało się za słabe

Jak za słabe skoro dostarczało 4A? No chyba, że nie, ale o tym nie piszesz. Za słabe pojemnością (za krótki czas pracy) czy za małą wydajnością prądową (znaczy zdychało od razu)? I konkretnie co to było? Może wtedy moglibyśmy się jakoś odnieść do decyzji o zmianie źródła. Daj nam trochę liczb zamiast papki.

Dnia 14.12.2019 o 17:47, jawa napisał:

Zastanawiam się nad przejściem na akumulator żelowy 12V. Wybrałem taki ponieważ mimo wszystko stosunek pojemności do ceny jest dobry. Dodatkowo zaletą jest jego waga, potrzebuję dociążyć pojazd.

O jakiej pojemności tego aku mówimy i w ogóle o jakim typie tego akumulatora. Może jakiś konkretny model? Żelowych jest kilka rodzajów a jeśli myślisz, że pierwszy z brzegu dostarczy Ci beznerwowo prądu o jakim marzysz to możesz się srogo przeliczyć. Akumulatory żelowe są zwykle słabe. Już przy rozładowaniu prądem 1C mają może połowę pojemności więc musisz kupić sporo większy niż wynika to z samej pojemności i czasu pracy urządzenia. Oczywiście, jeśli mowa o dociążaniu to tu są bezkonkurencyjne 🙂 No i trzeba pamiętać, że do każdego typu akumulatora potrzebna jest odpowiednia ładowarka. A jeśli robot(?) będzie użytkowany intensywnie to w przypadku aku żelowego musisz kupić akumulatorów 3 razy więcej niż np. LiPoli czy NiMHów, bo ołowiowego szybko nie naładujesz. Zawsze 3-4 będą się ładować (w różnych fazach → kilka osobnych ładowarek) gdy jeden będzie jeździł, więc zyski na cenie jednej sztuki mogą być pozorne. Ta stosunkowo niska cena z czegoś wynika - nic za darmo. Czyli znowu: liczby, liczby Kolego.