Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Czy ktoś mi wyjaśni do czego służy czoper ?

Mess-gd 06 Mar 2005 11:51 4207 14
  • #1 06 Mar 2005 11:51
    Mess-gd
    Poziom 14  

    Witam. Moje pytanie jest takie samo jak powyższy temat. O czoperze wiem tylko, że dzięki niemu szybciej narasta prąd w uzwojeniach silnika.

    Z tego co mi już wiadomo impedancja cewek wzrasta podczas gdy silnik się coraz szybciej obraca. Dlatego stosuje się większe napięcie niż znamionowe żeby silnik się mogł obracać z większą prędkością obrotową. Ale jak się zacznie zmniejszać prędkość impedancja zacznie maleć, a co za tym idzie prąd zacznie wzrastać. Teraz: Czy gdy prąd wzrośnie do odpowiedniej wartości czoper "zatrzyma" jego wzrastanie ?

    0 14
  • #2 06 Mar 2005 13:55
    baildon
    Poziom 11  

    z tego comi wiadomo to impedancja cewki zalezy od:
    - częstotliwosci
    - indukcyjnosci
    indukcyjnosc jest stala wiec mozna tylko czestotliwoscia regulowac,

    w momencie gdy zwiekszasz napiecie to zgodnie z prawem ohma wzrasta prad, ktory nie jest uzalezniony od funkcji predkosci tylko od napiecia przylozonego oraz do impedancji obwodu silnika

    opisz bardziej problem to pogadamy a czoper pierwsze slysze
    pozdrawiam

    0
  • #3 06 Mar 2005 16:19
    Mess-gd
    Poziom 14  

    Chodzi mi o czoper, układ czoperowy. Nie wiem jak to inaczej nazwać bo to jest jego prawidława nazwa. Stosuje się go w sterownikach do silników krokowych. Posiada go np. układ L297.

    Tu masz układ czoperowy:

    0
  • #4 07 Mar 2005 09:11
    krzychol66
    Poziom 24  

    Mess-gd napisał:
    Chodzi mi o czoper, układ czoperowy. Nie wiem jak to inaczej nazwać bo to jest jego prawidława nazwa. Stosuje się go w sterownikach do silników krokowych. Posiada go np. układ L297.

    Tu masz układ czoperowy:


    Niestety, to co na rysunku, jest raczej automatyczną niszczarką tranzystorów, a nie układem czoperowym.
    (czoper = ang. chopper (od chop = siekać) jest układem zasilacza impulsowego pracującego z kluczem tranzystorowym, indukcyjnością i diodą zwrotną).
    Żeby ten układ zaczął przypominać czoper, to należałoby np. tranzystor przesunąć "nad" cewkę (kolektor do VCC, emiter do cewki) oraz między emiter tranzystora a masę włączyć diodę w kierunku zaporowym.
    Ponieważ w układzie jest prądowe sprzężenie zwrotne, więc zmiana indukcyjności cewki (w rozsądnych granicach!) nie będzie miała wpływu na średni prąd przez nią płynący. Co najwyżej zmieni się częstotliwość kluczowania tranzystora, lub amplituda tętnień prądu.

    0
  • #5 07 Mar 2005 10:56
    prokopcio
    Poziom 29  

    Układ z grubsza jest dobry.

    W czoperowaniu w chodzi o coś takiego (w twoim przypadku):

    Jest na cewkę silnika podawane napięcie dużo większe niż znamionowe silnika (mówię np o krokowym). Prąd płynącu przez uzwojenie szybko wtedy narasta do ustalonej granicy po czym jest on na określony czas wyłączany a po tym czasie znowu załączany. Jest to robione z okteśloną częstotliwością. W wyniku takich działań przez cewkę płynie prąd o ustalonej wartości średniej. Stosuje się takie rozwiązanie dla dużych prędkości obrotowych silników krokowych. Wtedy zwiększa się impedancja uzwojeń i trzaba zasilać je większym napięciem, żeby utrzymać określony prąd. Przy określonej prędkości impedancja może o tyle wzrosnąć, że prąd nie osiągnie określonej wartości i czoper go nie wyłączy wogóle.

    Więc ogólnie choper jest impulsowym ogranicznikiem prądu.

    Z czoperowaniem prądu silnika krokowego przy podwyższonym napięciu zasilania:
    Gdy prędkość rośnie -> impedancja rośnie -> Napięcie średnie rośnie --> Prąd średni jest stały -> Moment obrotowy jest stały

    Przy zasileniu napięciem nominalnym silnika krokowego:
    Prędkość rośnie -> impedancja rośnie -> Napięcie jest stałe -> prąd maleje -> Moment obrotowy maleje

    Zakręciłem ale chodzi o to, że prąd trzeba utrzymać na stałym poziomie zo wymaga stosowania wyższego napięcia (dla silników krokowych).

    0
  • #6 07 Mar 2005 11:33
    krzychol66
    Poziom 24  

    prokopcio napisał:
    Układ z grubsza jest dobry.

    Niestety, tylko z grubsza.
    Żeby napięcie samoindukcji nie załatwiło tranzystora w chwili jego wyłączenia, równolegle do uzwojeń musi być włączona dioda w kierunku zaporowym.
    Reszta mogłaby zostać tak, jak jest. Z tym, że wtedy nie będzie pomiaru prądu uzwojeń, gdy tranzystor nie jest załączony.
    Jeżeli za załączenie tranzystora odpowiadałby impuls z generatora (stała częstotliwość), a za wyłączenie - przekroczenie zadanego prądu, to układ z tą poprawką powinien działać.

    0
  • #7 07 Mar 2005 11:47
    prokopcio
    Poziom 29  

    krzychol66 napisał:

    Żeby napięcie samoindukcji nie załatwiło tranzystora w chwili jego wyłączenia, równolegle do uzwojeń musi być włączona dioda w kierunku zaporowym.
    Reszta mogłaby zostać tak, jak jest. Z tym, że wtedy nie będzie pomiaru prądu uzwojeń, gdy tranzystor nie jest załączony.


    Jeśli tą diodę dasz równolegle do tranzystora a nie do uzwojeń to będzie pomiar także podczas wyłączonego tranzystora...

    Niektóre tranzystory mają wbudowaną tą diodę w swojej strukturze.

    0
  • #8 07 Mar 2005 12:03
    krzychol66
    Poziom 24  

    prokopcio napisał:
    krzychol66 napisał:

    Żeby napięcie samoindukcji nie załatwiło tranzystora w chwili jego wyłączenia, równolegle do uzwojeń musi być włączona dioda w kierunku zaporowym.
    Reszta mogłaby zostać tak, jak jest. Z tym, że wtedy nie będzie pomiaru prądu uzwojeń, gdy tranzystor nie jest załączony.


    Jeśli tą diodę dasz równolegle do tranzystora a nie do uzwojeń to będzie pomiar także podczas wyłączonego tranzystora...

    Niektóre tranzystory mają wbudowaną tą diodę w swojej strukturze.

    W tym układzie dioda równoległa do tranzystora na nic się nie przyda.
    Popatrz na kierunek prądu w cewce...

    Dodano po 9 [minuty]:

    Chyba, że masz na myśli diodę Zenera. Ale wtedy byłoby to bez sensu z powodów energetycznych (po co grzać radiator tranzystora, jak energię można spożytkować w silniku...)

    0
  • #9 07 Mar 2005 12:47
    prokopcio
    Poziom 29  

    Nie masz racji kolego .
    Sprubuj zasymulować sobie taki układzik (wyłącznik zamiast tranzystora)
    zobaczysz, że po rozwarciu styków popłynie prąd przez tą diodę (zwykła)...

    Napięcie wyindukowane jest zawsze przeciwne niż przyłożone.

    0
  • #10 07 Mar 2005 13:23
    frohme
    Poziom 21  

    No i na koniec podsumowanie z mojej strony. Diody można podłączyć zaporowo jedną między kolektorem a +Vcc drugą też zaporowo pomiędzy kolektorem a masą. Formalnie niewiele to zmienia, ale przepięcia tłumi nieźle. Teraz druga sprawa Flip-Flop w schemacie blokowym jest sterowany z generatora i chwała mu za to. Nie powiedziano jasno, że ma on nadążać za generatorem tzn. powtarzać jego sygnał (nie taki całkiem F-F), a tylko w momencie przekroczenia prądu uzwojenia silnika powinien on przestać sterować tranzystor (taki RESET). Zresztą i tak zależy to od sposobu sterowania silnikiem i jednoznacznie odpowiedzi udzielić nie można. Teraz "czoper" - chodzi chyba o forsowanie silnika. W momencie przełączenia na krótki okres podaje się dodatkowo większe napięcie zasilania (+Vcc +"dodatkowo U") ale nie jest to uwzględnione na schemacie a i układ nie jest wcale łatwu do wykonania.

    0
  • #11 07 Mar 2005 14:28
    krzychol66
    Poziom 24  

    prokopcio napisał:
    Nie masz racji kolego .
    Sprubuj zasymulować sobie taki układzik (wyłącznik zamiast tranzystora)
    zobaczysz, że po rozwarciu styków popłynie prąd przez tą diodę (zwykła)...

    Nie masz racji kolego ;)

    Ideą diody rewersyjnej w układzie czopera jest przejęcie prądu, który płynął przez cewkę i zawór przed otwarciem zaworu.
    Jak pewnie wiesz, z zasady zachowania energii wynika, że natężenie prądu w cewce nie może zmienić sie w sposób skokowy. A w układzie, który proponujesz, dioda nie jest w stanie go przejąć...
    ... co przy otwarciu zaworu kończy się pikiem napięciowym, teoretycznie równym impulsowi Diraca, a w praktyce ograniczonym przez ładowanie wszelkich pojemności pasożytniczych w układzie, po czym dla klucza stykowego zapaleniem łuku, a dla klucza tranzystorowego przebiciem struktury.

    Cytat:
    Napięcie wyindukowane jest zawsze przeciwne niż przyłożone.

    Słusznie. Dlatego też napięcie na kolektorze tranzystora wzrośnie z 1-2V do napięcia VCC + napięcie samoindukcji cewki.

    0
  • #12 08 Mar 2005 07:41
    prokopcio
    Poziom 29  

    prosiłem, żebyś zasymulował sobie jakimś programikiem układ z powyższego rysynku. Sądzisz że mój program "źle symuluje" takie prościutkie układy?

    0
  • #13 08 Mar 2005 09:11
    krzychol66
    Poziom 24  

    prokopcio napisał:
    prosiłem, żebyś zasymulował sobie jakimś programikiem układ z powyższego rysynku.
    Niestety, nie mogę spełnić Twojej prośby z 2 powodów:
    1. nie mam pod ręką żadnego programu do symulacji obwodów.
    2. wiem, jak działa czoper i poszczególne jego części mocowe, bo mnie tego z detalami nauczyli na studiach. Nie musze go symulować.
    Cytat:
    Sądzisz że mój program "źle symuluje" takie prościutkie układy?

    Myślę, że - niestety - tak. Jest kilka możliwości:
    - Twoja dioda jest omyłkowo podłączona w kierunku przewodzenia a nie rewersyjnie
    - dioda w Twoim programie jest modelowana jak dioda Zenera (tzn. jest jakieś wysokie napięcie, przy którym dioda zaczyna "przewodzić" w kierunku zaporowym)
    - w modelu diody w Twoim programie jest uwzględniona pojemność złącza i prąd który obserwujesz jest prądem ładowania tej pojemności
    - Twój program nie poradził sobie z symbolem nieoznaczonym (dzielenie przez 0, odejmowanie nieskończoności etc.) i zamiast wysłać komunikat o błędzie, zwrócił śmieciowy wynik.

    Obejrzyj sobie napięcie na cewce, albo napięcie na diodzie. Może to być bardzo pouczający eksperyment.
    Możesz też równolegle do diody dać jakiś duży opornik (megaomy) - to powinno wyeliminować "symbol nieoznaczony".

    0
  • #14 08 Mar 2005 17:54
    shg
    Specjalista techniki cyfrowej

    prokopcio napisał:
    prosiłem, żebyś zasymulował sobie jakimś programikiem układ z powyższego rysynku. Sądzisz że mój program "źle symuluje" takie prościutkie układy?

    Ja zasymulowałem, faktycznie, przez diodę popłynie prąd, bo w KAŻDEJ diodzie prostownczej występuje zjawisko Zenera. Podawane napięcie przebicia diody jest nieco niższe od napięcia Zenera, pzy którym dioda zaczyna przewodzić w drugą stronę. Teoretycznie nawet możan stosować diody prostownicza jako diody zenera, należy tylko uwzględnić straty mocy. Przykładowo dla diody o prarmetrach:
    Spadek napięcia w kierunku przewodzenia Up=700mV dla prądu Ip=1A mamy moc rozpraszaną w diodzie 700mW. Jeżeli dioda ma napięcie przebicia 50V, to napięcie zenera wynosi powiedzmy 60V, przy takim napięciu dioda może pracować jako dioda zenera pod warunkiem, że prąd nie przekroczy wartości Ir=700mW/60V = 11,7mA
    W symulacji popłynął przez diodę prąd wsteczny rzędu kilkuset µA, a napięcie na jej katodzi (a zarazem na kolektorze tranzystora) wyniosło 4MV (tak, megawolty), czyli pewnie programowe ograniczenie symulatora dla modelu idealnej diody.
    Jak pisał kolega powyżej, każda dioda ma też pojemność, itd.
    Starczy o diodach. Teraz cewki.
    Po odłączeniu przepływu prądu cewka stara się podtrzymać jego przepływ w tym samum kierunku, w którym płynął. Jak pisał kolega powyżej, prąd w cewce nnie może się zmieniać w sposób skokowy, za to może to robić napięcie na końcówkach cewki, i w ten właśnie sposób cewka "stara się" oddać nagromadzoną w niej energię - przez zwiększenie napięcia na końcówkach. Napięcie to rośnie do takiej wartości, aby płynący przez cewkę prąd miał wartość taką, jak przed odłączeniem jej od źródła napięcia. Zgodnie z prawem Oma na końcówce cewki napięcie wyniesie U=I*R, gdzie I - prąd, jakim "ładowana" była cewka, R - rezystancja obciążenia.
    Jeżeli do cewki nie zostanie dołączone żadne obciążenie, czyli R=∞, to jak widać, napięcie też wzrośnie do nieskończoności.

    Układ, który pokazał Mess-gd jest zły, bo brakuje mu zabezpieczenia przed przepięciami, można je zrealizować tak:
    1. Katoda diody do +, anoda do kolektora
    2. Dioda zenera - katoda do kolektora, anoda do masy
    3. transil - równolegle do cewki, albo tranzystora

    Stosuje się też różne inne cudaczne układy, można nawet w pewien regenerować energię zgromadzoną w cewce, albo wykorzystywać ją do zwiększenia szybkości narastania prądu.

    A do sterowania silników krokowych można użyć jezcze innego układu - źródło prądowe o prądzie takim, jak nominalny prąd uzwojeń silnika, ale zasilane z napięcia dużo wyższego, od napięcia nominalnego, powinno to dać bardzo szybkie narastanie prądu w cewce po włączeniu. Tak zdaje sie są sterowane igły w drukarkach, a taka igła potrafi wykonywać kilka tysięcy uderzeń na sekundę, każde uderzenie, to przesunięcie igły o jakiś 1 mm (przy tej częstotliwości potrzeba do tego dość sporo energii)

    0
  • #15 25 Mar 2005 00:20
    romek-s
    Poziom 13  

    Jeżeli macie zamiar udowadniać sobie kto jest "mądrzejszy" to nie róbcie tego na forum :). Ale istotnie dioda powinna być, i to włączona równolegle z cewką uzwojenia. Najlepiej szybka impulsowa, jeżeli układ sterowania silnikiem jest na tranzystorach. Idea czopera jest taka, że kontroluje prąd płynący w fazie uzwojenia. Układy z czoperem zasilane są napięciem dużo wyższym niż napięcie znamionowe silnika krokowego. Szybkość narastania prądu w uzwojeniach silnika się poprawia i w rezultacie wirnik taki można obracać z dużo większą prędkością obrotową. Natomiast po zatrzymaniu wirnika, przez uzwojenie silnika płynie prąd znamionowy kontrolowany przez czoper. Polecam wypowiedzi kolegów z forum www.cnc.elektroda.net.. Ci ludzie wiedzą o czym piszą, bo znają temat. Na koniec podam jeszcze link do sterownika silników krokowych z układem czoperowym.
    http://www.techlf.com/cnc3ax.htm?test=2&id=&di=
    Opis+ schemat+płytka drukowana. Steruje 3-silnikami krokowymi

    0