3-х фазный двигатель

Использование драйверов двигателей и пользовательских блоков к ним
Oleg1345140
Лейтенант
Сообщения: 538
Зарегистрирован: 06.09.2015{, 07:09}
Репутация: 1
Откуда: Курган

3-х фазный двигатель

#1

Сообщение Oleg1345140 » 10.06.2016{, 18:16}

Добрый день.
Не знаю всплывала ли где то эта тема, но я не нашел.
Суть в следующем насколько реально управлять 3-х фазным двигателем (скоростью его вращения)?
Гугление подсказывает что это осуществляется изменением частоты питающего тока. А реализации в виде ну совсем не дешевых устройств или адски громоздкие схемы. Возможно ли организовать подобное средствами МК и минимальной силовой обвязки?

Добавлено (10.06.2016, 18:16)
---------------------------------------------
П.С.: изменение скорости можно и не в большом диапазоне (от 50 до 100% от номинальной)

Oleg1345140
Лейтенант
Сообщения: 538
Зарегистрирован: 06.09.2015{, 07:09}
Репутация: 1
Откуда: Курган

3-х фазный двигатель

#2

Сообщение Oleg1345140 » 10.06.2016{, 19:20}

Вот такое решение будет работать? хотя бы в теории.
Для скачивания вложений Вы должны быть зарегистрированы.

Аватара пользователя
Max
Лейтенант
Сообщения: 691
Зарегистрирован: 06.09.2015{, 13:12}
Репутация: 5
Откуда: Тюмень-Баку
Имя: Максим

3-х фазный двигатель

#3

Сообщение Max » 10.06.2016{, 19:42}

Если двигатель на сетевое напряжение (220-380В) лучше частотник подобрать и им управлять.

Вот тут есть что посмотреть.
Последний раз редактировалось Max 10.06.2016{, 19:57}, всего редактировалось 1 раз.

Oleg1345140
Лейтенант
Сообщения: 538
Зарегистрирован: 06.09.2015{, 07:09}
Репутация: 1
Откуда: Курган

3-х фазный двигатель

#4

Сообщение Oleg1345140 » 10.06.2016{, 19:54}

220, но если честно то больше о нем ничего не известно, так как на шильдике была только эта надпись. мощность у него не большая (судя по размерам). В родной схеме где применялся запускался через конденсатор и регулировки оборотов не было, только реверс на релюшке построенный. Ни и цены какие то дикие на частотники.

Добавлено (10.06.2016, 19:54)
---------------------------------------------
А за ссылочку спасибо

Airis
Сержант
Сообщения: 175
Зарегистрирован: 24.09.2015{, 07:27}
Репутация: 0

3-х фазный двигатель

#5

Сообщение Airis » 10.06.2016{, 19:57}

А чем будет управлять выходы F1, F2, F3?
Простое механичекое реле неподходит, и обычные тиристоры тут тоже небудут работать. Тиристор надо не только, в нужный момент, открыть, но и в нужный момент закрыть, а с этим у тиристор как раз проблема. Для управлении фазами двигателя придется использовать IGBT транзисторы, что сильно усложнить и удорожает готовое изделие.
Последний раз редактировалось Airis 10.06.2016{, 20:20}, всего редактировалось 1 раз.

Oleg1345140
Лейтенант
Сообщения: 538
Зарегистрирован: 06.09.2015{, 07:09}
Репутация: 1
Откуда: Курган

3-х фазный двигатель

#6

Сообщение Oleg1345140 » 10.06.2016{, 22:56}

Airis писал(а):А чем будет управлять выходы F1, F2, F3?Простое механичекое реле неподходит, и обычные тиристоры тут тоже небудут работать. Тиристор надо не только, в нужный момент, открыть, но и в нужный момент закрыть, а с этим у тиристор как раз проблема. Для управлении фазами двигателя придется использовать IGBT транзисторы, что сильно усложнить и удорожает готовое изделие.
Ну реле и не рассматривалось. На счет тиристоров, это действительно жаль. Есть еще вариант низковольтные мосфеты и три трансформатора.

Airis
Сержант
Сообщения: 175
Зарегистрирован: 24.09.2015{, 07:27}
Репутация: 0

3-х фазный двигатель

#7

Сообщение Airis » 10.06.2016{, 23:40}

Не совсем понимаю как выглядит схема с "мофсетами и трансформаторами", но трансформатор при частоте 50 Hz, и относительно большей мощности, будет иметь большей размер и стоимость тоже будет немаленькая.

Добавлено (10.06.2016, 23:40)
---------------------------------------------
Вообще-то тиристор можно и закрыть если его в нужный момент чем-нибудь "закоротить" (соединить вместе анод с катодом). А "закоротить" его можно например биполярным или мофсет транзистором, но в результате схема станет все сложнее и сложнее, и дороже.
Последний раз редактировалось Airis 10.06.2016{, 23:29}, всего редактировалось 1 раз.

Oleg1345140
Лейтенант
Сообщения: 538
Зарегистрирован: 06.09.2015{, 07:09}
Репутация: 1
Откуда: Курган

3-х фазный двигатель

#8

Сообщение Oleg1345140 » 11.06.2016{, 00:01}

Идея с трансформатора ми следующая. Взять три трансформатора с обмотками на 220 и на 12 вольт (например от старых ТВ) и на двенадцати вольт новую обмотку подать через мосфеты постоянку но в виде с заданий частотой. А к высоковольтных обмотками подключить обмотки двигателя. Возникает только вопрос частоты. Трансформаторы рассчитаны на 50 гц а тут диапазон от 10? До 50.
Идея закоротить тиристор интересная но не представляю как реализовать ведь это что то должно обладать меньшим сопротивлением неделе открытый тиристор.
Вот ещё вспомнилось твердотельные реле с опторазвязкой. Интересно какое у него быстродействие.

Аватара пользователя
DerAlex
Лейтенант
Сообщения: 391
Зарегистрирован: 06.09.2015{, 08:39}
Репутация: 4
Откуда: Новосибирск

3-х фазный двигатель

#9

Сообщение DerAlex » 11.06.2016{, 07:53}

На FLProg программу невозможно написать для управления частотником. Нужны пользовательские блоки в кодах, так как требуется высокое быстродействие.Если кто то сможет сочинить подобные блоки.

Добавлено (11.06.2016, 07:34)
---------------------------------------------
Нужно получить три выходных ШИМ сигнала.Модулировать частотой от 0 до 50 герц.Причем каждый выход должен быть сдвинут на 120 градусов относительно соседнего.

Добавлено (11.06.2016, 07:39)
---------------------------------------------
За счет индуктивности обмоток двигателя импульсы ШИМ сглаживаются и в результате на двигателе получается три сигнала близкие к синусоидам.

Добавлено (11.06.2016, 07:44)
---------------------------------------------
Если частота ШИМ будет около 1000 герц, двигатель очень сильно будет свистеть.Значит нужна частота более высокая

Добавлено (11.06.2016, 07:53)
---------------------------------------------
Если питать двигатель просто прямоугольными импульсами 50 герц очень быстро он выйдет из строя. Периодические ударные нагрузки отрицательно повлияют на подшипники.
А из за индуктивности обмоток каждый фронт импульса будет сопровождаться выбросом напряжения в несколько раз большем номинального рабочего напряжения .
аврора

Аватара пользователя
DerAlex
Лейтенант
Сообщения: 391
Зарегистрирован: 06.09.2015{, 08:39}
Репутация: 4
Откуда: Новосибирск

3-х фазный двигатель

#10

Сообщение DerAlex » 11.06.2016{, 08:59}



Вот схема в общих чертах для выходного каскада.

Добавлено (11.06.2016, 08:30)
---------------------------------------------
У нас шесть силовых ключей и для них нужно шесть управляющих сигналов.

Добавлено (11.06.2016, 08:32)
---------------------------------------------
Верхние три ключа для положительной полуволны синусоиды. Нижние три - для отрицательной.

Добавлено (11.06.2016, 08:42)
---------------------------------------------
Принцип формирования синусоиды прост.Нужно сгенерировать последовательность ШИМ для каждой фазы.Для этого нужно создать массив данных для 1/4 синусоиды например из 64 частей.Тогда полностью период синусоиды будет насчитывать 256 частей.То есть на протяжениии периода синусоиды импульсы ШИМ будут менять длительность в соответствии с таблицей.

Добавлено (11.06.2016, 08:45)
---------------------------------------------
В положительную полуволну эти импульсы выводятся например на ключ V1 в отрицательную на ключ V4. Одновременно эти два ключа не работают.Также и другими фазами.

Добавлено (11.06.2016, 08:57)
---------------------------------------------
Если примерно определить временные параметры то можно определить скорость с которой Arduina должна выдавать управляющие импульсы.Период частоты 50 герц равен 20 милисекунд. Число ступеней -256 .      20мс / 256 =78, 125 микросекунд для одной фазы. Фазы у нас три. Значит 78,125 мкс / 3 =26,041 микросекунд. С такой скоростью должен
работать формирователь ШИМ импульсов .

Добавлено (11.06.2016, 08:59)
---------------------------------------------
Насколько это реально для Arduino ?
Для скачивания вложений Вы должны быть зарегистрированы.
Последний раз редактировалось DerAlex 11.06.2016{, 08:58}, всего редактировалось 1 раз.
аврора

Airis
Сержант
Сообщения: 175
Зарегистрирован: 24.09.2015{, 07:27}
Репутация: 0

3-х фазный двигатель

#11

Сообщение Airis » 11.06.2016{, 09:40}

Oleg1345140 писал(а):Вот ещё вспомнилось твердотельные реле с опторазвязкой.
Твердотельные реле - это тот-же самый тиристор с обвязкой и в одном красивом корпусе. И управляется он так же как тиристор - его можно открыть в нужный момент, но управлять закрытием нельзя.

Если двигатель будет питаться от трех трансформаторов, то низковольтная часть питание будет очень громоздкой и все это будет сильно греться. Если двигатель на 100W, то еще ничего, но если это будет 1kW, то тут низковольтная часть уже будет работать на токах > 40А. Даже сам 3 фазный блок питание на 12V и 40А будет не совсем простая и дешёвая конструкция, а тут еще нужны будут мощные выходные силовые трансформаторы на мощность > 300W. А это не те маленькие трансформаторы, которые в импульсных блоках питание с мощностью 300W, это будет огромный трансформаторы с металлическим сердечником и весом > 1 kg каждый.

DWD
Лейтенант
Сообщения: 349
Зарегистрирован: 18.10.2015{, 13:51}
Репутация: 5
Откуда: Кривой Рог

3-х фазный двигатель

#12

Сообщение DWD » 11.06.2016{, 10:36}

А ещё ни кто не сказал, что одновременно с регулировкой частоты должно пропорционально меняться напряжение питания...

Мне кажется силовую проще будет сделать с применением специализированной микросхемы драйвера IR2130 ( IR2131,  IR21302). Схема есть в даташите на эти микросхемы.
Ну а распределитель импульсов уже можно и на МК.

Кстати, в ж. Радио №4 за 2001 год есть статейка "Регулятор частоты вращения трёхфазных асинхронных двигателей".
Последний раз редактировалось DWD 11.06.2016{, 10:43}, всего редактировалось 1 раз.
Изображение

Аватара пользователя
DerAlex
Лейтенант
Сообщения: 391
Зарегистрирован: 06.09.2015{, 08:39}
Репутация: 4
Откуда: Новосибирск

3-х фазный двигатель

#13

Сообщение DerAlex » 11.06.2016{, 10:40}

Для скачивания вложений Вы должны быть зарегистрированы.
аврора

Oleg1345140
Лейтенант
Сообщения: 538
Зарегистрирован: 06.09.2015{, 07:09}
Репутация: 1
Откуда: Курган

3-х фазный двигатель

#14

Сообщение Oleg1345140 » 12.06.2016{, 08:04}

Airis писал(а):Если двигатель будет питаться от трех трансформаторов, то низковольтная часть питание будет очень громоздкой и все это будет сильно греться. Если двигатель на 100W, то еще ничего, но если это будет 1kW,
Мощность действительно не большая, по габаритам не больше 150 ватт.Цитата DerAlex96
DWD писал(а):А ещё ни кто не сказал, что одновременно с регулировкой частоты должно пропорционально меняться напряжение питания...Мне кажется силовую проще будет сделать с применением специализированной микросхемы драйвера IR2130 ( IR2131, IR21302). Схема есть в даташите на эти микросхемы.
  Единсственное не понятно какие выходные ключи использовать.
Airis писал(а):IGBT транзисторы
Никогда с такими не работал.
DerAlex писал(а):---------------------------------------------
Если примерно определить временные параметры то можно определить скорость с которой Arduina должна выдавать управляющие импульсы.Период частоты 50 герц равен 20 милисекунд. Число ступеней -256 . 20мс / 256 =78, 125 микросекунд для одной фазы. Фазы у нас три. Значит 78,125 мкс / 3 =26,041 микросекунд. С такой скоростью должен
работать формирователь ШИМ импульсов .

Добавлено (11.06.2016, 08:59)
---------------------------------------------
Насколько это реально для Arduino ?
А это решается этим:
DWD писал(а):Мне кажется силовую проще будет сделать с применением специализированной микросхемы драйвера IR2130 ( IR2131, IR21302). Схема есть в даташите на эти микросхемы.

Гость

3-х фазный двигатель

#15

Сообщение Гость » 13.06.2016{, 18:46}





Вот пример одной фазы ШИМа, с регулировкой частоты( напряжение ,в зависимости от частоты, нужно регулировать отдельно).
тестил , получилось от 14 до 114 Гц.
Для скачивания вложений Вы должны быть зарегистрированы.
Последний раз редактировалось Anydy 13.06.2016{, 22:36}, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
DerAlex
Лейтенант
Сообщения: 391
Зарегистрирован: 06.09.2015{, 08:39}
Репутация: 4
Откуда: Новосибирск

3-х фазный двигатель

#16

Сообщение DerAlex » 14.06.2016{, 05:32}

Ну что сказать. Молодец ! Пока мы тут словами жонглировали , человек практически подошел к вопросу.
На выходе как подключено.Какие транзисторы использовал?
аврора

Oleg1345140
Лейтенант
Сообщения: 538
Зарегистрирован: 06.09.2015{, 07:09}
Репутация: 1
Откуда: Курган

3-х фазный двигатель

#17

Сообщение Oleg1345140 » 14.06.2016{, 05:33}

IGBT транзисторы уже заказал, драйвер пока выбираю. Приедет попробую.

Аватара пользователя
AlexSar
Рядовой
Сообщения: 8
Зарегистрирован: 23.03.2016{, 17:53}
Репутация: 0

3-х фазный двигатель

#18

Сообщение AlexSar » 17.11.2016{, 21:51}

Если данная тема еще актуальна и существует, могу поделиться своим опытом. На симисторах можно построить управление индуктивными нагрузками. Я делал такой регулятор. Частота вращения вала двигателя регулировалась в широком диапазоне. Двигатели использовались бесколлекторные, одно- и трехфазные. В теории, на малых частотах вращения двигатель может сильно греться.
Контроллер для построения этого устройства мне не понадобился. Для изменения частоты вращения использовался реостатный потенциометр или электронный потенциометр. Вот их можно заменить на контроллер для удаленного управления частотой вращения двигателя.

slava1
Рядовой
Сообщения: 14
Зарегистрирован: 05.11.2016{, 20:25}
Репутация: 0
Откуда: Санкт-Петербург

3-х фазный двигатель

#19

Сообщение slava1 » 17.11.2016{, 23:58}

AlexSar, Вы диммер предлагаете? Схему покажите.

Аватара пользователя
AlexSar
Рядовой
Сообщения: 8
Зарегистрирован: 23.03.2016{, 17:53}
Репутация: 0

3-х фазный двигатель

#20

Сообщение AlexSar » 18.11.2016{, 17:26}

slava1 писал(а):AlexSar, Вы диммер предлагаете? Схему покажите.
Если диммер может управлять индуктивной нагрузкой, то - да, диммер

Ответить

Вернуться в «Управление двигателями»