PWM, czyli jak to jest z ta czestotliwoscia?

[BlackJack]

A ja kiedyś znalazłem taki fajny wzór na obliczenie f_PWM dla silnika prądu stałego:

f_PWM = obroty_max / ilość_uzwojeń * 2

Jeżeli teraz weźmiemy sobie taką polulkę, która ma 30 000obr/min i podzielimy przez ilość pól na komutatorze, to powinno nam wyjść zalecane, f_PWM dla niej ?

[Xweldog]

Akurat nie zaglądałem do DS Si9986. Przypuszczam że takie parametry SI i TB nie były celowym zamierzeniem tylko wynikiem zastosowania nowszych technologii. Oraz, że one są na małe / średnie prądy, małe Ciss tranzystorów w strukturze. Stąd tylko 10kHz w stosunkowo nowym VNH ( tu mi się przypomniało, że ktoś potraktował go bodajże 35kHz i się dziwił, czemu padł. Widząc "fachowe" odpowiedzi że "nie od za dużej f" nie odezwałem się mimo, że przyczyna jest oczywista. Nie chciałem serii następnych ataków "teoretyków" ).

BlackJack, myślę że w tym wzorze można szukać optimum. Szukałbym go w tym, by małe duty na tle f PWM trwało wystarczająco długo, by zapewnić podawanie ciągłego prądu przez czas styku szczotka / wycinek komutatora. Zbyt duże f z małym duty tego nie zapewni.

W poprzednim poście zapomniałem dodać, że zbadanie tego prostego odcinka "180 / 320mA" jest b.trudne. Badany silniczek trzeba by obciążać liniowo a to obciążenie "mówiłoby" o jego rzeczywistym momencie obrotowym. Oraz mierzyć obroty silniczka. Wiem, że wykonanie takiego mechanizmu jest b.skomplikowane ( chyba że ktoś zna jakieś proste a pewne rozwiązanie ). Obciążanie śmigiełkiem nie jest liniowe, opór rośnie ze wzrostem obrotów. Ponadto wyniki będzie psuła bezwładność silniczka ect. W którymś z niedawnych tematów ( nie pamiętam tytułu, może go odnajdę i dokleję link ) ktoś zmieścił wykresy momentu ale dla BLDC. Ta pierwszym z nich widać, że moment rośnie, przez pewien odcinek jest m/w stały, następnie maleje. Zastanowiło mnie, skąd się bierze ta górka. Doszedłem do wniosku, że najprawdopodobniej z przybywania silniczkowi energii kinetycznej. To świadczy że tu nie uniknie się nieliniowości a dokładne zbadanie zjawisk jest b.trudne.

Ścierają się dwie opcje. Temat rozdzieliłbym na dwa:

- wirtualny w którym zabierają głos Ci, którzy posiłkują się wiedzą ( nie neguję jej posiadania ale to jak znać z książki zasady jazdy autem a usiąść za kierownicą... ), symulatorami, DS ect.

- live, w którym zbieraliby głos praktycy, którzy rzeczywiście zrobili coś fizycznie, sprawdzili.

Od twierdzących że coś zrobili oczekiwałem podania banalnie prostych danych: indukcyjności badanego ( -ych ) silniczków. I cisza... No to ja też....

[marek1707]

W każdym silniku DC przepływ prądu jest przerywany w danym odcinku czasu stosownie do ilości wycinków komutatora ( dokładnie to szczotki przeważnie obejmują dwa wycinki: w jednym uzwojeniu prąd jeszcze nie nasycił rdzenia a już szczotki dotykają następnego i w nim rozpoczyna się przepływ, przerywają w pierwszym, dotykają trzeciego ect. ). To zależy od fizycznej konstrukcji i na generowane tu zakłócenia nie nie mamy wpływu. PWM o dużej f proporcjonalnie częściej przerywa silnikowi przepływ prądu niż przy niższej, generując w proporcjonalnie więcej zakłóceń. A na to, mamy wpływ.

Po pierwsze gdyby rdzeń się naprawdę nasycał, miałbyś taki spadek sprawności, że od razu byś to zauważył. Wzrost prądu, temperatury, spadek momentu itp. Chyba, że przez nasycenie rdzenia rozumiesz coś innego niż cała reszta świata czyli wejście na płaski odcinek wykresu histerezy magnesowania stali? Silniki są tak projektowane, podobnie jak transformatory, dławiki itp by pracować daleko od kolana funkcji B(H).

Po drugie na zakłócenia generowane przez komutator oczywiście mamy wpływ - dołączamy dławiki, kondensatory i tym tłumimy je do poziomu akceptowalnego w danej aplikacji. Jutro zdejmę z oscyloskopu i wrzucę tu wygląd zakłóceń od komutatora na tle samego impulsu prądowego PWM.

Po trzecie mówienie "generując w proporcjonalnie więcej zakłóceń" to zwykła demagogia. W jakim sensie więcej? Jak Ty Xweldog klasyfikujesz zakłócenia impulsowe? Po częstotliwości powtarzania? To śmieszne. Ważna jest ich energia i pasmo. To energię zakłócenia musi pochłonąć układ tłumiący. Jeśli umie stłumić jeden impuls, stłumi 10 tysięcy takich samych. Jeśli impulsy zakłócające są małe - takie jak w sterowaniu dużą częstotliwością PWM, bo tam prąd silnika prawie się nie zmienia i przypomina bardzo spłaszczoną piłę - wystarczy jeden szybki (pasmo!) i dobry (tzw. low ESR - energia!) elektrolit 100 czy 220uF plus jeden albo ze dwa 100nF przyczepione gdzieś przy mostku. Akumulator widzi wtedy obciążenie prądem stałym (i bardzo to lubi) a zakłócenia nie przenoszą się przez system zasilania na cyfrówkę (i co gorsza na układy analogowe) bo ich nie ma.

A teraz weź stłum do takiego samego stanu (czyli do prądu stałego) impulsy 200Hz o długości 1ms (wypełnienie 20%) o amplitudzie 2A. Wiesz ile to energii? Policzmy:

1ms * 2A = 2mC

2mC / 1000uF = 2V

Czyli zakładając nawet superdobry (nie uwzględniam wpływu ESR!) kondensator 1000uF, w czasie impulsu spadnie na nim 2V. Oczywiście akumulator nie pozwoli by spadło 2V ale to oznacza, że praktycznie cały prąd w impulsie będzie ciągnięty z akumulatora. Nawet jeżeli jest to nowy LiPol to ma razem z kablami ze 100miliomów. To oznacza wahania 200mV. Co 5ms (bo 200Hz) Twój stabilizator będzie dostawał 200mV doła o bardzo szybkim zboczu. Widziałeś kiedyś w jakim paśmie pracują stabilizatory? Zdziwiłbyś się. Nawet jeżeli dla DC stabilizacja jest super, to już przy 1 czy 10kHz jest beznadziejna. A pasmo zbocza naszego impulsu sięga pewnie MHz..

Posumowując: zbyt wolne PWM nie produkuje zakłóceń. Ono samo jest jednym wielkim zakłóceniem.

Ponadto wyniki będzie psuła bezwładność silniczka ect

W ruchu jednostajnym nie ma czegoś takiego. Nie wiem jak prowadzisz swoje pomiary (parzy? nie parzy?) ale ja po zmianie częstotliwości i/lub wypełnienia czekam na stan ustalony i dopiero odczytuję wyniki. Gdzie tu miejce na bezwładność? Z resztą, dla ścisłości raczej chodzi Ci o moment bezwładności? No chyba, że rzucasz tym silniczkiem o ścianę..

..ktoś zmieścił wykresy momentu ale dla BLDC. Ta pierwszym z nich widać, że moment rośnie, przez pewien odcinek jest m/w stały, następnie maleje. Zastanowiło mnie, skąd się bierze ta górka. Doszedłem do wniosku, że najprawdopodobniej z przybywania silniczkowi energii kinetycznej

BLDC ma elektroniczny komutator, który dopasowuje w najlepszy znany sobie sposób momenty komutacji faz do aktualnego obciążenia silnika. Dlatego krzywe sprawności i momentu są tak fajne a na krańcach zakresów każda konstrukcja ma swoje ograniczenia. Jeszcze raz: w stanie ustalonym nie widzisz żadnej energii kinetycznej. Ustawiasz napięcia, prądy i co tam trzeba, obciążasz silnik, czekasz aż się obroty ustalą i dopiero odczyt wyników. Energia o której mówisz ważna jest przy zjawiskach dynamicznych: ruszaniu (choć tu łatwiej korzystać z momentu bezwładności) i hamowaniu (jeśłi chcesz policzyć ile i gdzie ją "upchnąć" żeby zatrzymać silnik).

Temat rozdzieliłbym na dwa:

- wirtualny w którym zabierają głos Ci, którzy posiłkują się wiedzą..

- live, w którym zbieraliby głos praktycy..

O kurcze, Xweldog, Ty naprawdę wierzysz w coś takiego? To żałosne. Czy "praktycy" mogą posługiwać się jeszcze np. prawem Ohma? A Ty, licząc stałą czasową obwodu RC rozwiązujesz przecież (w sposób uproszczony) równanie różniczkowe - wiedziałeś o tym? Czy to Ci czasem nie uwłacza? A może granica leży gdzieś przy FFT albo transformacie Z? A filtry? O matko, licząc je być może trafiłem już do pierwszej grupy. Ale może to chodzi tylko o cyfrowe? Wiesz jeśli obiecam, że porzucę projekty z procesorami DSP i zamiast FIR będę używał tylko analogowych MFB albo Sallen-Key'a, to może będę mógł być praktykiem, jak myślisz? Bardzo mi zależy ale.. nie, raczej nie, jestem zdyskwalifikowany, przecież używam na co dzień symulatora. Jestem pewien, że Ty jednak nigdy nie korzystasz np. z kalkulatora impedancji symetrycznych linii mikropaskowych projektując swoje płytki - to byłaby karygodna degradacja do grupy "posiłkujących się wiedzą". Ty po prostu zamówisz 12-warstwową płytkę trzy razy i za czwartym trafisz w dopasowanie impedancji wyjścia procesora do linii zegara pamięci DDR2. Podziwiam Cię za wytrwałość ale współczuję.. głupoty. Szczerze.

Parametry silniczków które badałem:

duży wkrętarkowy(?):  54uH   0.72R	 1/T = 13.24kHz
klasy 400:           203uH   2.62R    1/T = 12.91kHz
mały (pololowaty):   452uH   7.20R    1/T = 15.93kHz

Ciekawą cechą wydaje się duża zbieżność elektrycznych stałych czasowych dla trzech tak różnych konstrukcji. Ciekawe jak to jest w jeszcze innych silniczkach. Tutaj to może być przypadek.

[OldSkull]

PWM o dużej f proporcjonalnie częściej przerywa silnikowi przepływ prądu niż przy niższej, generując w proporcjonalnie więcej zakłóceń. A na to, mamy wpływ.

Tylko poniżej częstotliwości granicznej wynikajacej z indukcyjności i wypadkowej rezystancji silnika - wtedy moze spaść(niemal) do zera. Przy dużej częstotliwości właśnie pozbywany się tego efektu.

Gdyby max 5kHz było za mało, ktoś rozsądny zabierałby się za opracowanie / produkowanie tego IC ?

LM2576(50kHz), LM2596(150kHz), LM2676(260kHz)... Wyjaśnij mi, po co ktoś wymyślał LM2576?

Widząc "fachowe" odpowiedzi że "nie od za dużej f" nie odezwałem się mimo, że przyczyna jest oczywista. Nie chciałem serii następnych ataków "teoretyków" ).

Demagogia. Jakbyś potraktował pololu z 16V, ale go nie obciążał, to też szybko padnie mimo iż płynie przez niego mały prąd przy wielkich obrotach.

Ponadto wyniki będzie psuła bezwładność silniczka ect.

Że niby co? Stała czasowa bezwładności zawsze jest znacznie większa od częstotliwości PWM, nawet jeśli ta jest niska, bo bezwładność silnika DC jest duza.

Ścierają się dwie opcje. Temat rozdzieliłbym na dwa:

- wirtualny w którym zabierają głos Ci, którzy posiłkują się wiedzą ( nie neguję jej posiadania ale to jak znać z książki zasady jazdy autem a usiąść za kierownicą... ), symulatorami, DS ect.

- live, w którym zbieraliby głos praktycy, którzy rzeczywiście zrobili coś fizycznie, sprawdzili.

Od twierdzących że coś zrobili oczekiwałem podania banalnie prostych danych: indukcyjności badanego ( -ych ) silniczków. I cisza... No to ja też....

Tylko, że:

- symualcje całkiem nieźle odzwierciedlajato co wychodzi w praktyce

- nawet jeśli ktoś cos zrobi praktycznie, to go obrażasz i twierdzisz, że nie zrobił - tylko dlatego, że wyniki są niezgodne z tym co sam twierdzisz

- nie każdy ma miernik indukcyjności, bo jest po prostu drogi i rzadko kiedy przydatny

W każdym silniku DC przepływ prądu jest przerywany w danym odcinku czasu stosownie do ilości wycinków komutatora ( dokładnie to szczotki przeważnie obejmują dwa wycinki: w jednym uzwojeniu prąd jeszcze nie nasycił rdzenia a już szczotki dotykają następnego i w nim rozpoczyna się przepływ, przerywają w pierwszym, dotykają trzeciego ect. ). To zależy od fizycznej konstrukcji i na generowane tu zakłócenia nie nie mamy wpływu.

Dlatego też kiedyś napisałem, że nawet jeśli mostek ma taką możliwość, to nie ma powodu iść w setki kHz jeśli zakłócenia wynikajace z PWM zmniejszyliśmy poniżej poziomu zakłóceń generowanych przez szczotki. O ile oczywiście nie ułatwia nam to sterowania.

Jeszcze odnośnie podziału na praktykó i teoretyków: niekt nie będzie dobrym praktykiem, jeśli nie zna dobrze teorii. Obecnie zajmuję się projektowaniem czytnikó RFID - i chociaż z teorii za bardzo nie da się korzystać (no chyba, że firma wyda kiladziesiat tysięcy zł na sprzęt, ale on i tak tylko trochę pomoże), to przydaje sie nawet przy metodzie prób i błędów w doborze wartości elementów biernych. Bez symualtora nei warto się brać za projektowanie nawet czujników pojemnościowych (no chyba, że ktoś sobie będzie przeliczał w arkuszu kalkulacyjnym, ale to też symulacja).

[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

[Xweldog]

Nie pozostawia żadnych wątpliwości, że głównym celem nie jest f dla PWM lecz przeinaczanie, wypaczanie, szukanie luk ect. w każdej mej wypowiedzi.

Abstrahując od wymagań stawianych sterowaniu, indukcyjności zastosowanych silniczków, zakłóceń ect, sprawę stawiam tak:

moment obrotowy silniczków DC, duty i f dla PWM są związane relacją: im chcemy mieć większy zakres regulacji poprzez to, co jest sednem PWM czyli duty i zachować max moment, tym mniejsza musi być f.

Jeżeli stosuje się duże f, sensowna regulacja będzie tylko w pewnym wycinku górnych wartości duty. Im większe f tym krótszy ten odcinek.

PS. Takie umysły a nie potrafiły ująć kwestii w kilku zdaniach. Rozczarowujecie mnie, gdzie inwencja typu że jak piszę f to mam na myśli duty, jak małe to myślę o dużym ect. Do ataku...

[marek1707]

..głównym celem nie jest f dla PWM lecz przeinaczanie, wypaczanie, szukanie luk..

Wyrażaj się na tyle jasno, byśmy nie mieli szansy zrozumieć Cię inaczej niż tak, jak sobie tego życzysz. Pisz na tyle spójnie, używając precyzyjnego języka techniki, by luk po prostu nie było - to wszystko. Mniej pośpiechu, więcej zastanowienia i wielokrotnego czytania ze zrozumieniem własnych wypowiedzi przed wysłaniem na Forum.

Ale jest też dobra wiadomość: zgadzam się z Tobą, Xweldog - no może oprócz tego pierwszego zdania.

Jeżeli mamy tę samą mechanikę i ten sam silnik to:

- Mechanika zawsze pochałania jakąś część momentu silnika.

- Całość rusza, gdy moment statyczny wygenerowany przez silnik "poruszy" statyczne opory mechaniki.

- Zakładając, że opory mechaniki są stałe (prawie tak jest w rzeczywistości - rozmawiałem z naszym firmowym mechanikiem praktyko-teoretykiem, konstruktorem wielu dziwnych maszyn), to dalszy wzrost obrotów jest liniowy do wzrostu momentu silnika.

- Maksymalne osiągi (prędkość, ubaw, hałas itp) dostajemy dla 100% PWM i wtedy częstotliwość nie ma oczywiście znaczenia.

- Całość trzeba tak zaprojektować, by opory mechaniki były niewielką częścią znamionowego momentu silnika. W przeciwnym wypadku niedoszacowany silnik będzie ruszał od 50%, będzie się męczył, szybko zużywał no i osiągi przy 100% będą żałosne. Za to będzie lekki - to czasem jest najważniejsze 🙂 ale musi to być świadomy wybór.

Jeśli powyższe jest prawdziwe, to coś jakby wnioski:

- Używając małej częstotliwości dysponujemy szerszym zakresem użytecznych wypełnień PWM - jakoś "duty" mi nie leży (choć próbowałem). Ruszamy od 5 czy 10% i możemy zwiększać to do 100%. Silnik jest "mocniejszy" ale tylko dlatego, że ten sposób regulacji pompuje w niego duży prąd już od 5 czy 10% PWM. Użyteczny zakres liczb (odpowiadających wypełnieniom) generowanych przez procesor jest większy (10-100%) ale zakres momentów jest dokładnie ten sam. Ruszamy, gdy mechanika się "przełamie" a kończymy na 100%. Z pomiarów wychodzi, że duży moment początkowy jest niestety okupiony gorszą sprawnością samego silnika. Największe straty mamy dla małych wypełnień. Różnica sprawności na moim stanowisku wynosiła prawie 20% co oznacza, że jeśli np. zmierzymy prąd przy którym nasz robot rusza z miejsca przy sterowaniu np. PWM=200Hz a potem zmierzymy to samo przy 20kHz to wygra ten szybki, oszczędnością 1/5 energii. Bardzo proszę o weryfikację tego w Waszych konstrukcjach: czy i jak duże są różnice. Jeżeli ta wartość jakoś się potwierdzi, uważam że jest to ważny argument. No i na koniec jeszcze tylko przypomnę problem zakłóceń. Jeżeli ktoś może niezależnie zmierzyć oscyloskopem napięcie akumulatora (w trybie sprzężenia AC rzecz jasna - interesują nas tylko zmiany a nie sama wartość) podczas prób z jednym silnikiem napędzanym wolnym i szybkim PWM - byłby to jakiś wynik. Duża zaletą wolnego PWM jest możliwość zbudowania prostego układu kluczującego. Można nawet sterować tranzystorami bezpośrednio z procesora.

- Używając wysokiej częstotliwości - regulacja jest bardziej liniowa. Nie "oszukujemy" się startem od 5%. Jeśli mechanika w rzeczywistości zżera nam np. 30% momentu maksymalnego, ruszymy od 30% PWM. Zostanie wtedy tylko 70% (lub 60 lub 50 - zależy od projektu) użytecznego zakresu PWM ale to wciąż będzie ten sam zakres momentów silnika. W 100% obie wersje się spotykają - to jasne. Moim zdaniem mniejszy zakres liczb ładowanych do jakiegoś rejestru procesora nie jest dużym minusem. Może gdybyśmy mieli tym PWMem ustawiać precyzyjnie jakieś napięcia albo położenie analogowego serwa to liczba bitów byłaby ważna. Tutaj rozdzielczość nie spada nawet o jeden bit a liniowe sterowanie jest moim zdaniem fajne. Łatwiej na pewno oceniać osiągi robota, porównywać różne mechaniki lub choćby szacować stałe w programie odpowiedzialne np. za szybkość dwóch silników pracujących jednocześnie. Lepsza sprawność i łatwiejsze do odfiltrowania zakłócenia - nie będę się powtarzał.

Odłożyłem sobie na moich wykresach różne pomysły na "częstotliwość optymalną".

Ta związana ze stała elektryczną jest najbardziej wymagająca - wyszło wczoraj w granicach 13-16kHz. Na wykresie było widać, ze przyjęcie takiej częstotliwości zapewnia liniową pracę w całym zakresie obciążeń silnika. To działa nawet z samą tarczą enkodera. Jeśłi samemu silnikowi potrzeba do startu 10% prądu maksymalnego, ruszał przy 10% i dalej liniowo coraz szybciej. Przy większych obciążeniach jest tylko lepiej.

Częstotliwości wyznaczane przez wzory podawane przez Kolegów i/lub znalezione przez mnie, np. oparte na maksymalnej prędkości obrotowej "wychodzą" co najwyżej w setkach Hz. Ma to wszystkie wady i zalety już tu opisane.

EDIT: Wnioski obejmują tyle zjawisk i procesów, że nie umiem ich zawrzeć w jednym zdaniu. Jest conajmniej kilka płaszczyzn, na których można oceniać sterowanie PWM. Próbowałem je tu opisać bo wiem, że po pierwsze nie każdy z Kolegów ma ochotę przeglądać cały ten pogmatwany wątek a po drugie nie każdy jest "praktykiem-elektronikiem" i trudno mu w sposób syntetyczny ogarnąć wszystko to, co zostało tu poruszone. A przecież każdy chciałby mieć szansę zrozumienia i własnego, świadomego wyboru, prawda?

[Elvis]

Temat trochę ucichł, ale postanowiłem jeszcze raz go odkopać.

Wykonałem trochę pomiarów prądu płynącego przez silnik 30:1 Micro Metal Gearmotor http://www.pololu.com/catalog/product/993

Na oscylogramach CH1 to napięcie sterujące PWM-a, CH2 - prąd płynący przez silnik.

Warto zauważyć, że dla częstotliwości do 1kHz prąd spada chwilami do zera, natomiast dla 10kHz i wyżej płynie właściwie stale.

Na początek silnik podłączony do napięcia stałego.

Oscyloskop nieco się pomylił w ocenie okresu sygnału, powinno być ~700µs, co zgadza się z czasem komutacji uzwojeń silnika.

Na początek nieco ekstremalny przykład: częstotliwość PWM=10Hz, wypełnienie 10%. Silnik pracuje ewidentnie nierówno, przebieg prądu poniżej:

Dla częstotliwości 50Hz i wypełnienia 10%:

Dla częstotliwości 50Hz i wypełnienia 30%:

Dla częstotliwości 50Hz i wypełnienia 50%:

Częstotliwość 100Hz, wypełnienie 10%:

Częstotliwość 100Hz, wypełnienie 30%:

Częstotliwość 100Hz, wypełnienie 50%:

Częstotliwość 1kHz, wypełnienie 10%:

Częstotliwość 1kHz, wypełnienie 30%:

Częstotliwość 1kHz, wypełnienie 50%:

Częstotliwość 10kHz, wypełnienie 10% (silnik zatrzymany):

Częstotliwość 10kHz, wypełnienie 30%:

Częstotliwość 10kHz, wypełnienie 50%:

Częstotliwość 10kHz, wypełnienie 80%:

Częstotliwość 20kHz, wypełnienie 10% (silnik zatrzymany):

Częstotliwość 20kHz, wypełnienie 30%:

Częstotliwość 20kHz, wypełnienie 50%:

Częstotliwość 20kHz, wypełnienie 80%:

Częstotliwość 40kHz, wypełnienie 10% (silnik zatrzymany):

Częstotliwość 40kHz, wypełnienie 30%:

Częstotliwość 40kHz, wypełnienie 50%:

Częstotliwość 40kHz, wypełnienie 80%:

[marek1707]

Fajne 🙂 Ostatnio trochę mnie przygniotło w firmie i nie miałem już czasu na ciągnięcie pomiarów.

Warto zwrócić uwagę na różne skale pionowe, szczególnie na kanale 2, niebieskim. Jeśli pominiemy ten szczegół to wydaje się, że prąd ma wciąż tak samo duże amplitudy.

[dondu]

@Elvis

Napisz proszę jak od strony elektronicznej sterowałeś silnikiem (mostek, itp).

[Nawyk]

dondu, Marek i Elvis odwalają dobrą robotę, a Ty znowu odgrzebujesz kotleta; skoro uważasz się za "tego mądrzejszego" od Xweldog'a, to odpuść już prywatne wycieczki, które możesz skierować na PW i podejmij temat, bo znowu zamiast bogatej merytorycznie dyskusji o PWM zrobi się zamieszanie o to "co kto kiedy napisał". To nie poligon, tylko forum wymiany doświadczeń

[Elvis]

Schemat sterownika, który wykorzystałem:

Silnik podłączony jest między OUT_A, a zasilanie. Równolegle z silnikiem jest dioda 10MQ100N.

Zasilanie trochę ponad 6V, zamiast 12V jak na schemacie. Jest to fragment sterownika dla silnika krokowego.

Przyznaje, że zapomniałem o tych rezystorach pomiarowych. Mogę powtórzyć badanie bez nich, chociaż nie sądzę żeby istotnie zmieniły wyniki.

[dondu]

... a Ty znowu odgrzebujesz kotleta;

Nie czytałem tej wypowiedzi Xweldoga, stąd późniejsze zwrócenie mu uwagi. Ale masz rację, że za późno, więc kasuję, tę część posta - przepraszam.

@Elvis

Na silniku nie ma żadnych kondensatorów filtrujących, które mogłyby wpływać na obraz oscylogramów?

[Elvis]

Nie, są tylko diody.

[Xweldog]

Elvis, temat jest wart rozważania. Nie chciałem się odzywać bo zaraz robi się zadyma, ale zaryzykuję.

Zacznę od wytłumaczenia tym co nie wiedzą ( lub podejrzewają o to mnie ) jak jest skonstruowany silnik szczotkowy. M/w tak, by przy styku szczotki z wycinkiem komutatora płynący prąd magnesował wirnik powodując obrót tych elementów i przerwanie przepływu prądu nim się nasyci rdzeń. Przy obciążaniu obroty maleją powodując wydłużenie czasu styku = przepływu prądu do nasycenia. To jest punkt pracy w którym silnik osiąga max moment. Po przekroczeniu, tj. jeszcze większego obciążania, nie uzyska się większego momentu. Przez nasycone uzwojenia zacznie płynąć "prąd omowy", silnik będzie się przegrzewał.

Szkoda że nie mierzyłeś obrotów, dawałby info o czasie styku szczotka / wycinek komutatora który jest potrzebny do rozważań przy wyższych f.

Mój oscyloskop b.kiepsko pokazuje małe f więc opiszę jak widzę załączone przebiegi. Nie oglądałem prądu tylko U z dwu powodów. Łatwiej oraz, interesuje mnie amplituda zakłóceń. Bo imo ich nośnikiem jest przede wszystkim U a nie I. Przypuszczam że sporo forumowiczy podobnie widzi te wykresy - jak nie, zapraszam do dyskusji.

Zacznijmy od 50Hz / 10%. Tu trudno rozróżnić ale imo duty m/w pokrywa się z czasem trwania styku jednego segmentu komutatora ze szczotką. Lepiej to widać przy 50Hz / 30%, znajduję tam 6 lub 7-dem śladów przerywania I w kolejnych uzwojeniach. Czy powinno być ich aż tyle ? Raczej tak, gdyż z przyrostem duty silnik kręci się szybciej. Przy 50% jest 13-cie.

100Hz nie wiele się różni ale szkoda, że nie zrobiłeś pomiaru przy 20%. Wtedy można by porównać czy, jak się różni "50Hz / 10%" od "100Hz / 20%", jak ta różnica jest odbierana przez silniczek.

Dla 1kHz widać, że 10% to za mało, pożądaną minimalną porcję prądu do jednego uzwojenia dostarcza się dopiero pod 30%. Przy 50%, myślę że do dwu.

Sądzę że pod "silnik zatrzymany" miałeś na myśli, że był tak słaby że się nie kręcił. Niestety, nie mamy info o czasie trwania styku ale myślę, że 10kHz daje w czasie zwarcia komutator / szczotka paczkę impulsów. Że prócz narzuconego mechanicznie "naturalnego" przerywania I na komutatorze, I jest wielokrotnie przerywane przez kończenie się impulsów. I tak, 10% to za mało by wytworzyć odpowiednio silne pole magnetyczne, 30% już tak ect.

Pytań może być wiele ale może skupmy się na, co i dlaczego jest lepsze dla silnika:

- puszczanie prądu tak długo by przyjęło go kilka kolejnych uzwojeń a następnie przerwa

- wielokrotne przerywanie jego przepływu w czasie styku komutatora i przenoszenie takiego "szatkowania" na kolejne uzwojenia

[marek1707]

Ciekaw jestem, czy ktoś ma jeszcze ochotę na "zadymę"? Dla mnie to bełkot.

Jeśli potrzebujesz liczyć ile wycinków komutatora przeszło w czasie jednego impulsu, to na moich wcześniejszych wykresach możesz to sobie odczytać z prędkości obrotowej (mierzyłem), częstotliwości PWM i nieśmiertelnego "duty".

To może Xweldog Ty się skupiaj, a ja idę na pączki. Córka upiekła a to już przecież Czwartek 🙂

BTW: Nie odrobiłeś lekcji o nasycaniu rdzenia i nadal nie rozumiesz tego pojęcia - nieładnie...