Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

uC, cewka, tranzystory,mostek H, czyli wszystko. Problem.

29 Oct 2006 22:49 1881 12
  • Level 17  
    Witam. Debatuję nad pewną kwestią. Nienadążyłem nad tokiem myślowym doświadczonego elektronika i w związku z tym mam pytanie.
    W skrócie...
    Mam sygnał PWM z uC (aktywny zerem, stany w przybliżeniu odpowiednio 0 V lub 5 V ). Tym steruję tranzystorami (coś w rodzaju mostka H), tylko ze steruje cewką(prąd płynie raz w jedną raz w drugą stornę, w zależności od tego, która para tranzystorów będzie odpowiednio przewodzić). Moje pytanie tyczy się średniego prądu cewki.
    Zdjęcie amatorskie:
    https://obrazki.elektroda.pl/64_1162157819.jpg
    Chodzi oto, ze padł właśnie taki rysunek i dowiedziałem się, ze zakładając iż tam ejst współczynnik wypełnienia 50% to wtedy np. silnik by się nie kręcił gdyż wynika to z uśrednienia prądu cewki. Ok, zgodzę się z tym, jendnakże dlaczego rozpoatrujemy to tak, skoro stany są 0 i 1 czylo około 0 V i 5 V i czy nie powinniśmy rozpatrywać tego tak?
    Rysunek
    https://obrazki.elektroda.pl/70_1162158087.jpg
    Proszę o wyjaśnienie, jakoś nie mogę tego pojąć, że ten silnik naprawdę staje przy 50% współczynnika wypełnienia. Pozdrawiam.
  • Level 17  
    Ktoś pomoże czy za bardzo zagmatwałem?
  • Level 24  
    Rozrysuj sobie napięcia między zaciskami cewki (a nie między zaciskiem cewki a masą) i wtedy wszystko będzie jasne.
  • Level 27  
    cristof_w wrote:
    Ktoś pomoże czy za bardzo zagmatwałem?


    Zagmatwales sobie o tyle ze raz piszesz o sytuacji gdy tranzystory w mostku przewodza parami z wypelnieniem 50% i wtedy masz na cewce przebieg bez skladowej stalej.

    A w drugim przypadku gdy masz skladowa stala odpowiada to sytuacji gdyby tylko jedna para pracowala z wypelnieniem 50% a druga para byla caly czas wylaczona przy czym wtedy napiecie na cewce takze by zmienialo biegunowosc jedynie prad plynalby w tym samym kierunku. (Przy zalozeniu ze tranzystory w mostku sa zbocznikowane diodami Schotkyego )
  • Level 17  
    Zatem tak.
    Po kolei...
    Za pomocą mostka H (cztery tranzystory) sterują praca cewki, w której prąd płynie raz w jedną stronę a raz w drugą, w zależności od tego, które tranzystory przewodzą. Z kolei, to , które tranzystory przewodzą zależy od sterowania ich np. PWM. I tak dla PWM 50%, to znaczy raz przewodzi jedna para(wtedy druga nie) i na zmianę ponoć prąd cewki się uśrednia i wtedy np. silnik który by tam był, by się nie kręcił.Odnosząc się do moich powyższych wykresów, jak to jest z tym prądem srednim? Tego nie mogę zrozumieć? Wtedy mamy do czynienia ze składową stałą, że ten prąd się uśrednia?
    Pozdrawiam.
  • Level 27  
    Prad w cewce zawsze sie usrednia. Tzn przy szybkich jego zmianach moment obrotowy i obroty beda zalezaly wlasnie od jego wartosci sredniej.
    Czyli gdyby wirnik sie obracal sila bezwladnosci to zasilanie cewki wirnika (na prad staly) pradem przemiennym o skladowej stalej rownej 0 da efektywnie zerowy moment napedowy.
    Natomiast gdyby prad plynal tylko w jednym kierunku raz wiekszy a raz mniejszy to wtedy z pewnoscia skladowa stala bedzie rozna od zera i pojawi sie moment napedowy ktory spowoduje ze nawet gdy wirnik pozostawal w spoczynku to zacznie sie on obracac - o ile ow moment bedzie wiekszy od momentu hamujacego ktory jest wynikie istnienia sil tarcia spoczynkowego.

    Co do skaldowej stalej to w przypadku gdy na zmiane beda przewodzily obie polowki mostka z jednakowym wypelnieniem to wtedy skladowej stalej dla pradu nie bedzie -bedzie ona rowna zeru.
    Zauwaz ze na cewce nawet wtedy gdyby tylko byla zalaczana jedna polowka mostka a druga byla caly czas wylaczona to jezeli skladowa stala pradu utrzymuje sie na stalym poziomie to skladowa stala napiecia na cewce musii byc rowna zeru. Czyli wtedy gdy caly mostek jest wylaczony na cewce musza sie pojawic ujemne pzrepiecia (zakladam ze zasilana jest przez ta przewodzaca polowke mostka dodatnim napieciem )

    Oczywiscie jezeli cewka bedzie zasilana tak jak to opisales czyli na zmiane przez obie polowki mostka to wtedy znaczenie bedzie mialo tez to jak szybko kluczowane sa te tranzystory.
    Przy bardzo szybkim kluczowaniu nie bedziesz mial pily tylko rowny przebieg trojkatny i jezeli na poczatku plynela przez cewke jakas skladowa stala to ona sie nie zmieni tzn bedzie sobie nadal plynela. Jezeli natomiast kluczowanie odbywa sie na tyle powoli ze w cewce z pradu robi sie "pila" czyli prad zbliza sie do wartosci maksymalnej w stanie ustalonym, to wtedy niezaleznie jaka skladowa stala pradu plynela poczatkowo przez cewke to prad w cewce bedzie sie zmienial po tej pile miedzy dwoma skrajnymi rownymi sobie natezeniami tylko z przeciwnym znakiem i wartos srednia wtedy ustali sie na poziomie zera.

    Gdyby przewodzila tylko jedna polowka mostka wtedy jeden stan ustalony bylby na poziomie zera wiec prad zmieniajacy sie miedzy czyms co sie od zera rozni a zerem musialby miec skladowa stala rozna od zera.

    Kłopot moze Ci tylko sprawic to ze wartosc srednia pradu w cewce nie jest wprost zalezna od wartosci sredniej napiecia na cewce. O wartosci sredniej pradu bedzie decydowalo to do jakich wartosci maksymalnych prad bedzie zmierzal przy wlaczonej jednej lub drugiej polowie mostka.
    Ale tutaj zakladamy przez domniemanie ze te wartosci maksymalne beda jednakowe co do wartosci a beda sie jedynie roznily co do znaku.

    Mam nadzieje ze juz wystarczajaco jasno to wyjasnilem.
    Jezeli masz jakis problem ze zrozumieniem to musisz napisac konkretnie gdzie widzisz jakis paradoks lub sprzecznosc.

    Sprawa wydaje sie zupelnie prosta, ale dla pocieszenia Cie powiem ze mniej wiecej tego typu pytanie mialem na egzaminie dyplomowym wiec nawet z prostych i wydawaloby sie oczywistych rzeczy mozna wymyslac podchwytliwe i niejednoznaczne sformulowane pytania.
  • Level 17  
    Witam. Bardzo Ci dziękuję za tak wyczerpującą odpowiedź. To co napisałeś trochę mnie rozjaśniło sytuację. ale powiem tak. To co napisałeś przeczytam sobie jeszcze na spokojnie kilka razy, niechcąc iść na łatwizne poszukam jeszcze w literaturze, jestem też umówiony na rozmowę z prowadzącym. Mam nadzieję, że wtedy będę wiedzieć już prawie wszystko :) Póki co, bardzo dziękuje, jeżeli jeszcze będę miał jakiś niuans pozwolę sobie zwrócić się do Ciebie na priv.
    Pozdrawiam.

    Dodano po 4 [godziny] 58 [minuty]:

    Jednak jeszcze raz...Poczytałem sporo literatury (głównie w wersji anglojęzycznej, chyba mją błędy, ponieważ jak wydawało mnie się, że coś rozumiem, tak teraz zrobił mnie się w głowie okrutny mętlik.
    Po kolei...
    Rysunek a później opis problemu.
    https://obrazki.elektroda.pl/15_1162250518.jpg
    1.Zakładam, że np. silnikiem chcę kręcić w jedną stornę(załóżmy w prawo), wtedy należy na wyjście A podać sygnał PWM, następnie driver, który steruje jednocześnie tranzystorem Q1 i Q3. Jeżeli będzie to PWM o współczynniku 50% to silnik będzie się kręcić z połową swojej możliowści, jezeli 90% to silnik będzie się kręcić niemalże maksymalnie. Czy mam w tym punkcie racje?
    2. Jeżeli chce aby silnik stanał(zatrzymanie) to wtedy na wyjściu A i B muszą pojawić się sygnały o współczynnikach wypełnienia 50%, tak? Jeżeli tak, to czy powinno to wyglądać tak jak na rysunku w punkcie 2 czy w punkcie 3? Odpwoiedźcie proszę w sposób prosty, jest co prawda łatwe, jednak po przestudiowaniu wielu literatór naprawdę ogłupiałem.
    Pozdrawiam.
  • User removed account  
  • Level 17  
    Ok, ale odnosząc się do tego co ja napisałem powyżej, to jest to racja czy nie? Prosziłbym bardzo o konkretne odpowiedzi na moje punkty. Pozdrawiam.
  • Level 27  
    cristof_w wrote:
    Ok, ale odnosząc się do tego co ja napisałem powyżej, to jest to racja czy nie? Prosziłbym bardzo o konkretne odpowiedzi na moje punkty. Pozdrawiam.


    ad1. Masz racje - pomijajac efekty zwiazane z bezwladnoscia silnika i tego mechanizmu ktory ten silnik napedza.
    Oraz przy zalozeniu ze w obu przypadkach silnik jest jednakowo obciazony. Tak natychmiastowo wraz ze zmiana wspolczynnika wypelnienia to zmienia sie momeent napedowy ktorego tak od razu nie widac. Oczywiscie przy malej bezwladnosci wirnika i tego co jest do niego podllaczone mechanicznie to zmiana momentu napedowego przelozy sie na zmiane obrotow.

    ad2. Lepiej zeby to wygladalo jak w punkcie 3 niz mialoby to wygladac jak w punkcie 2. Poniewaz w tym ostatnim oprocz silnika moga sie tez zatrzymac tranzystory i bezpiecznik w zasilaczu ;)

    Nie wolno jednoczesnie zalaczac obu galezi mostka bo robi sie przeciez wtedy zwarcie. Jezeli silnik ma sie zatrzymac to wystarczy ze obie galezie mostka beda wylaczone. Wtedy prad w uzwojeniu silnika spadnie do zera przeplywajac przez diody bocznikujace jednej z galezi mostka.
    Jezeli takie hamowanie byloby zbyt wolne poniewaz po spadku pradu do zera wirnik moze sie jeszce obracac sila bezwladnosci to mozna sprobowac wykonac hamowanie przeciwpradem czyli gdy jeszce sie kreci w prawo to wysterowywac ta galaz mostka ktora go rozpedza w lewo. Oczywiscie tez z umiarem by nie zdazyl zmienic kierunku opbrotow i nie rozpedzil sie w przeciwnym kierunku.
    Takie hamowanie skladowa zmienna czyli wg. punktu 3 tez go wyhamuje tylko troche wolniej i bardziej go moze rozgrzac.
  • User removed account  
  • Level 27  
    WojcikW wrote:
    cristof_w wrote:
    Ok, ale odnosząc się do tego co ja napisałem powyżej, to jest to racja czy nie? Prosziłbym bardzo o konkretne odpowiedzi na moje punkty. Pozdrawiam.
    W ogólnym przypadku nie masz racji.
    ad 1. Załóżmy że napięcie na silnik podajesz z PWM z wypełnieniem 50%, wszystko zależy jaki prąd płynie w obwodzie. Prąd w obwodzie zależy z kolei od wielu czynników:
    - czy jest dioda gasząca

    Oj czepiacie sie Kolego.
    Przeciez dioda gaszaca albo tam jest albo jej nie ma.
    A zatem w kazdym z tych dwoch przypadkow wiekszy moment napedowy bedzie wtedy gdy wypelnienie bedzie wieksze choc przykladowo obecnosc diody gaszacej moze byc na tyle korzystna ze w tym wariancie moment napedowy moze byc wiekszy przy wypelnieniu 50% niz bez niej przy wypelnieniu 90%
    bez niej - choc sam troche watpie czy to mozliwe.
    Niezmienia to faktu ze moment w danym ukladzie bedzie rosl w funkcji wypelnienia.

    WojcikW wrote:

    - częstotliwość kluczowania i indukcyjność silnika

    Podobnie sprawy sie maja z powyzszymi paramettrami.
    Czy potrafisz Kolego podac taki zestaw ustalonych powyzszych parametrow przy ktorych moment napedowy przy wypelnieiu 90% nie bedzie wiekszy niz przy wypelnieniu 50%.
    poza tym jedynym przypadkiem w ktorym napiecie zasilajace mostek jest rowne 0 ?

    WojcikW wrote:

    Wszystkie silniki prądu stałego oprócz szeregowego źle znoszą składową przemienną, nie daje ona momentu napędowego tylko hamujący i powoduje grzanie się silnika. Jaki silnik zastosowałeś i jak zmieniasz kierunek obrotów?


    Tylko ze ze zwrostem wypelnienia powyzej 50% to skladowa przemienna powinna malec wiec moment hamujacy od niej tez powinien malec.
    Inaczej bedzie przy wzroscie wypelnienia od zera do 50% ale tutaj tez skladowa zmienna nie powinna wytworzyc na tyle duzego momentu hamujacego by skompensowac wzrost momentu napedowego pochodzacy od rosnacej skladowej stalej.

    Generalnie Twoje uwagi sa cenne ale w tym przypadku probujesz udowadniac cos na ksztalt iz w ogolnym przypadku to -1 jest wieksze od zera (bo np. jest wieksze co do modulu )
    i to moze koledze ktory pyta bardziej zaciemnic obraz sytuacji niz go rozjasnic. W koncu pyta on o sprawy elementarne - jak juz sobie to w glowie pouklada to wtedy dopiero jest sens zabierac sie za roztrzasanie takich j.w. detali.

    pozdr
  • Level 17  
    Drodzy koledzy.
    Bardzo Wam dziękuję za wasze wypowiedzi. Powiem szczerze, że to co piszę kolega eP bardzo do mnie przemawia, kolega WojcikW rzeczywiście poruszą troche to skomplikowanie, nie wszystko odrazu. Ja się pytam generalnie, o taką ogólną zasadę, ja cały czas się uczę elektroniki, jeszcze sporo przede mną, chwytam wiele działów.
    Najlepsze jest to, że kiedyś wiedziałem jak sterować mostkiem H (albo może, wydawało mnie się, że wiem? :P) jednak jak w ostatnich dniach przeczytałem sporo literatury anglojęzycznej to nagle dostałem poprostu zaciemnienia, szoku, wszystko jakby się mnie....mówiąc delikatnie popitoliło, dlatego chciałem poukładać sobie pewne podstawy, schematy. temat dalej będę prywatnie starał się zagłębiać, teraz czas na poczytanie literaury o samych silnikach DC, momentach itp. itd.
    Nie mniej reasumując. Panowie, dziękuję Wam za zainteresowanie tym tematem i za całą Waszą pomoc. Teraz wiem na czym stoję i na co musze jeszczde zwrócić uwagę. Gorąco pozdrawiam.