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

filtr dolnoprzepustowy LC do PWM

22 Sty 2008 20:06 6716 13
  • Poziom 12  
    Witam tworze sterownik w którym za pomocą modulacja szerokości impulsu PWM steruje prędkością obrotową silnika DC.
    Przy wyższych częstotliwościach modulacji PWM powyżej 2700Hz silnik nie reaguje na zmiany wypełnienia, ze względu na dynamikę silnika.

    Do konstrukcji zatem należy dodać filtr dolnoprzepustowy na wyjściu wykładu modulacji, który uśredni przebiegi i spowoduje że na wyjściu otrzymam napięcie mniej impulsowe, na które będzie reagował silnik.

    Pytaniem jest jak obliczyć parametry filtru L i C. w Książkach jest wiele na ten temat ale pytam Was od strony praktycznej to wygląda, jak dobrać częstotliwość graniczną w stosunku do częstotliwości modulacji PWM, jakie nachylenie jest najbardziej optymalne, jakie robiliście filtry na wyjściu PWM??
  • Specjalista - Mikrokontrolery
  • Poziom 12  
    Nie do końca silnik ma moc 160W przy 24V a w układzie podczas startu moze popłynać nawet 20A, tak więc element rezystancyjny odpada, chcę to wykonać na LC, teoretycznie filtr RC jak i LC powinny zapewnić to samo, tylko parametry trzeba dobrac... i o to właśnie pytam
  • Specjalista - Mikrokontrolery
    No to przecież jak już sam zauważyłeś - wzory są ogólnie znane i w książkach tego pełno. Musisz sobie wyfiltrować poniżej częstotliwości modulacji, a będziesz miał śliczny przebieg 'prawie że stały' - polecam zainstalować jakiegoś SPICE'a i sobie posymulować, bo tu nie za co dywagować.

    Jeśli dasz wyższą częstotliwość odcięcia, to przebieg będzie bardziej sinusowaty->trójkątny->kwadratowy, jeśli dasz mniejszą, to będzie to miało sporą bezwładność i tyle - cala filozofia.

    0x41 0x56 0x45!!
  • Poziom 12  
    To jest to samo co czytam w ksiazkach, pytam o rozwiązania praktyczne, czy wykonałeś taki układ??
    Mam złe doświadczenia ze spicem, nie zawsze wszsytko dzialao w praktyce tak jak w symulacji, wiec pytam o PRAKTYCZNE rozwiązania, takie jak nachylenie, jak dokładnie dobrac f_gr, 2 a moze 20 razy mniejszą od f modulacji??
  • Specjalista - Mikrokontrolery
    nie wykonywalem [; jak nie bedzie dzialac to zmienisz [; nie sadze, aby wykonywanie filtra o takiej mocy bylo popularnym zajeciem wsrod milosnikow bascoma [;

    0x41 0x56 0x45!!
  • Poziom 12  
    Ja pisze w C/Asm a dobieranie metodą prób i bledow jest kosztowne, dławiki na prądy ok 30A są po kilkanaście zł sztuka i nawijane są na rdzeniach toroidalnych, dlatego pytam o doświadczenia, dobierać parametry to można jak cześci są tanie, ale w tym przypadku tak nie jest
  • Specjalista - Mikrokontrolery
    no i chwali ci sie, ja pisze tylko w asm, niemniej jednak uwazam, ze czekajac na odpowiedz mozesz sie nie doczekac [;

    0x41 0x56 0x45!!
  • Spec od GSM
    Nie za bardzo rozumiem sensu takiego filtru. Silnik to też filtr (RL). Zmniejsz f, bo silnik ma za dużą impedancję dla tej częstotliwości (duża indukcyjność). Może podasz dane tego silnika? AC/DC, typ itd.
  • Poziom 28  
    kolanopan napisał:

    Przy wyższych częstotliwościach modulacji PWM powyżej 2700Hz silnik nie reaguje na zmiany wypełnienia, ze względu na dynamikę silnika.

    To zdanie jest bardzo intrygujące, możesz rozwinąć temat? Nie reaguje, to znaczy Ty zmieniasz wypełnienie PWM'a a silnik sie kręci z tą samą prędkością?. Jak na moje oko to jest tu problem ze sterowaniem MOSFET'a, albo źle rozumiem sens zdania które napisałeś.
    A jeżeli nadal chcesz robić teń filtr, to naprawdę nie będzie nic lepszego jak symulacja w SPICE, tylko model dławika i kondensatora musi odpowiadać rzeczywistości.

    Dodano po 3 [minuty]:

    Fyszo -> Silnik DC, 24V, 160W.
  • Poziom 12  
    Fyszo napisał:
    Nie za bardzo rozumiem sensu takiego filtru. Silnik to też filtr (RL). Zmniejsz f, bo silnik ma za dużą impedancję dla tej częstotliwości (duża indukcyjność). Może podasz dane tego silnika? AC/DC, typ itd.


    Dane silnika podałem w pierwszym poście.

    Dr_DEAD
    Układ z mosfetami jest poprawny, sprawdzony na oscyloskopie i działa prawidło.


    Jeśli zagłębimy sie w model fizyczny silnika prądu stałego, to ma on pewne opóźnienie swoją dynamike, sterując sygnałem modulowanym wypełnieniem zmieniamy wartość napięcia wypadkowego za okres, jednak jeśli częstotliwość zmian napięcia zasilania (modulacji PWM) jest zbyt duża to obiekt regulacji nie nadąża za zmianami. Konieczne jest wtedy zastosowanie jeszcze na wyjściu układu uśredniania czyli dla takich układów jest to filtr dolnoprzepustowy, który przebieg PWM tak jakby przekształci na napięcie w przybliżeniu stałe, na które silik już będzie reagować inaczej niż na impulsowe.


    Zmniejszenie częstotliwości mija się z celem, prawidłowo PWM powinien chodzić na jak najwyższej częstotliwości, wtedy szpilki prądowe w momencie logicznej jedynki w PWM będą jak najkrótsze, a zasilanie pobierane z akumulatorów bądź zasilacza będzie "oszczędzane". Jeśli częstotliwość będzie zbyt niska, impulsy prądu pobieranego przez układ będą na tyle duże i długie ze przy każdym okresie w którym wystąpi jedynka logiczna PWM napięcie z zasilania będzie spadało, a nie o to chodzi.

    Cały sens stosowania modulacji szerokości impulsu polega na oszczędności energii i minimalizacji wydzielania ciepła (tez straty energii).
    Troszke sie rozpisałem, ale czy ktoś stosował taki filtr i potrafi podpowiedziec co do wartości parametrów dla filtra??
  • Spec od GSM
    Uśrednianie prądu następuje na cewkach silnika - z prostokąta powstaje piła a prąd nie spada do zera. Ten prąd przekłada się na natężenie pola magnetycznego, a to z kolei za siłę działającą na wirnik. Jeśli silnik przestaje się kręcić przy f>2kHz to znaczy że średni prąd spada do zera. Powodem może być złe wysterowanie tranzystorów (pojemności bramek powodują tylko częsciowe otwarcie Mosfetów).
    Jeśli upierasz się przy filtrze to poszukaj zasilaczy komputerowych tam są takie dławiki a jeśli poszukasz w schematach to może znajdziesz jaką ma indukcyjność, można również zmierzyć mostkiem RLC.
  • Poziom 27  
    Kolega Fyszo ma racje. Na pewno powodem nie jest to, że podajesz za duża czestotliwość na silnik. Przeciez slilnik ma charakter intercyjny, działa jak filtr dolno przepustowy.

    Cytat:
    Jeśli zagłębimy sie w model fizyczny silnika prądu stałego, to ma on pewne opóźnienie swoją dynamike, sterując sygnałem modulowanym wypełnieniem zmieniamy wartość napięcia wypadkowego za okres, jednak jeśli częstotliwość zmian napięcia zasilania (modulacji PWM) jest zbyt duża to obiekt regulacji nie nadąża za zmianami....


    Z tym nie mogę się zgodzić. Czestotliwosc PWMa nie ma nic wspólnego z nadązaniem silnika za zmianami ( tu nie chodzi o dynamikę silnika) . Im wyższa częstotliwość PWMa tym napięcie dla silnika staje się bardziej "wygładzone / uśrednione".
    W praktyce sterowalem roznymi silnikami, małymi jak i duzymi o mocach 200W i częstotliwościami PWMa do 60KHz i nigdy nie stosowałem żadnych dodatkowych filtrów, a jeśli już to tylko po to by wyeliminować zakłócenia generowane przez szczotki silnika.
    Jedyny problem jaki może tu wyniknąć to jak wspomniał kolega Fyszo, "niewyrabianie" się mostka sterującego silnikiem. Najlepiej pokaż schemat układu.
  • Poziom 27  
    Witaj
    Nie wiem w po co sterujesz silnik taką częstotliwością? Jedyna odpowiedź jaka mi się nasuwa, to brak oznak szarpania które występują przy kilkudziesięciu Hz. Przy kHz musisz odpowiednio szybko rozładowywać bramki/bramkę i to by było na tyle...
    Rozumiem, że chcesz rozpędzać silnik do wysokich obrotów i nie zależy Ci na momencie ale na obrotach... inaczej nie ma sensu tak szybki PWM, a dodatkowo utrudniasz sobie rozbieg, który powinien być zaimplementowany. także zweryfikuj ustawienia do potrzeb i zaimplementuj przynajmniej jedną zmianę czaęstotliwości.