Sterowanie obrotami silnika przez zmianę napięcia

[wsowa]

Zastanawiam się nad sterowaniem obrotami silnika poprzez wzmacniacz operacyjny mocy i regulację napięcia zamiast PWM. coś takiego jak w filmie:

Pytania są dwa:

1. Czy warto wydawać pieniądze na wzmacniacz. Jakie zalety ma regulacja napięciem względem PWMa

2. Czy znacie jakiś uC, najlepiej AVR, który miałby wbudowaną sensowną ilość przetworników DAC?

[Elvis]

Pomysł raczej kiepski.

Po pierwsze niepotrzebnie skomplikowany. Do takiego sterowania wystarczą góra dwa tranzystory. Wzmacniacz jest niepotrzebny.

Problem to straty mocy. Jeśli chcesz z 9V zrobić powiedzmy 5V, to różnica, czyli 4V musi wydzielić ciepło na elemencie regulacyjnym (tranzystorze). Jeśli przemnożysz to przez prąd to otrzymasz całkiem solidną grzałkę.

Zaleta takiego rozwiązania to jego prostota. Wada, to bardzo kiepski wynik energetyczny - w najgorszym przypadku połowa mocy idzie na ciepło.

Natomiast co do DAC, to nie jest potrzebny - wystarczy PWM + filtr RC.

Ale najlepiej filtr RC wyrzucić i sterować samym PWM-em.

[Bobby]

Jakie zalety ma regulacja napięciem względem PWMa

Żadne?

Same wady: mostki się grzeją (nie otwarte do końca tranzystory), duży spadek momentu obrotowego (względem napięcia równego średniej wyciągniętej z PWM, mam nadzieję, że rozumiesz), a to tylko kilka wad. Co do DAC'ów - wystarczy kilka rezystorów i tyle pinów uC ile chcesz mieć bitów. Albo układ całkujący podłączony do PWM, ale wtedy będziemy mieli gładką piłę a nie DC.

[wsowa]

Co do DAC'ów - wystarczy kilka rezystorów i tyle pinów uC ile chcesz mieć bitów.

Wystarczy też DAC w układzie scalonym za złotówkę i jest bardziej elegancko, ale chodzi o to żeby tych pinów w uC nie marnować.

Elvis, no to chyba jednak nie wystarczą dwa tranzysotry, bo wprowadzamy w ten sposób problem z grzaniem. Jak rozumiem przy power opamp tego problemu nie ma.

mostki się grzeją (nie otwarte do końca tranzystory)

Miałem na myśli sterowanie napięciem zasilającym silnik, a nie napięciem na bramkach/bazach mostka.

duży spadek momentu obrotowego (względem napięcia równego średniej wyciągniętej z PWM, mam nadzieję, że rozumiesz)

To mnie przekonuje. Dzięki. Myślałem, że zależność momentu od napięcia jest taka sama jak prędkości od napięcia.

[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

[Bobby]

Właśnie przy PWM jest taki myk, że prędkość spada, a do pewnej granicy moment niewiele (w porównaniu z regulacją napięciem, gdzie obie te wartości lecą od razu na łeb, szyję).

[Xweldog]

Hey

Nie jest żadnym argumentem, że "mostki się grzeją". Bo grzeją się tylko i tylko źle wykonane lub dobrane do prądu danego silnika. Natomiast przy sterowaniu Uz element szeregowy MUSI się grzać.

PWM jest najefektywniejszym sposobem zmniejszania obrotów silników DC. Ale prócz sterowania PWM i zmianą Uz jest jeszcze inny sposób.

[wsowa]

... o podanie i opis którego Cię pokornie proszę.

[Elvis]

Zaciekawiło mnie to "power op-amp". Znalazłem nawet przykładowy - L165 (jest w ofercie TME). Moim zdaniem szkoda na niego kasy. Lepiej kupić MOSFET-a. Efekt będzie taki sam.

Pamiętaj o dobrym radiatorze i najlepiej paście - niezależnie czy mos, czy wzmacniacz, tyle samo mocy musi wytracić.

Inną opcją jest zastosować przetwornicę impulsową DC-DC. Wtedy nie będzie takich strat mocy.

[Xweldog]

W niektórych odpowiedziach wspominałem o tym ale jesteś pierwszym który się tym zainteresował.

PWM to stała częstotliwość i na jej "tle" zmienia się długość impulsu. Przeważnie mgłą tajemnicy jest okryta ta f bazowa oraz - jakie ktoś stosuje duty min. Spotykałem się z twierdzeniami o 1kHz a nawet z rzekomo działającymi regulacjami z PWM 20kHz. Co wg mnie jest b.wątpliwe gdyż przeciętne silniki, ze względu na dużą indukcyjność, przy duty 50% niektóre może nawet i ruszą przy kilku kHz ale są tak słabe, że zatrzymuje się je palcem.

Co do duty. Zjeżdżając w dół każdy z testowanych kręcił się do m/w 20% ale poniżej stawał. Czyli, gdy go uruchamiać to ruszy dopiero powyżej ok. 20%. A od zera do 20% jest obszar martwy. Z accu na darmo płynie prąd a silnik stoi.

Dlatego zrobiłem troszkę inaczej. Ge startujący od razu z duty ok. 25% czym zapewniam minimalne obroty ale reguluję nie rozszerzam 25% tylko skracam 75%. To nie jest PWM gdyż zmienia się i częstotliwość i duty. Ale odnoszę wrażenie, że uzyskałem lepszą regulację.

Taki układzik najprościej zrobić na 555. Klasycznie, z pin7 jeden R idzie +Uz a drugi do 2,6. Natomiast dając pin2,6 do +Uz przez 100k a z 2,6 do pin7 potencjometr 47k, przy C 22nF mamy Ge który:

- przy potencjometrze skręconym na max stoi

- po minimalnym obrocie startuje ale od razu od ok. 24%

- skręcony na min daje duty ok. 98%

BTW, nie podobało mi się, że PWM i ten nie chodzą na max. Jak max to na max. Jeżeli stosujemy driver "Schmidt", duty 98% przerabia na 100% prosty filtr: sygnał podać przez diodę zbocznikowaną 100k a za dać do masy 1nF.

Wyżej opisaną ideę oczywiście można zrobić na uC. Jestem zainteresowany praktycznymi spostrzeżeniami.