Трифазно захранване

[Iliya]

До: Трифазно захранване

@sparkybg
Колега, не сме се разбрали. Съжалявам, ако смяташ, че проявявам пристрастие.

Нямам специални предпочитания към PIC - овете; в нашата фирма ги ползваме често - предимно поради много добрата шумоустойчивост, и защото имат вградени доста функции, ползвани в техниката за сигурност. Иначе, работата например с Atmel-ските контролери е по-лесна и приятна, а и имат повечко ресурси. Имам обаче няколко спомена от AVR-и, които непрекъснато се рестартираха в конкретната среда, въпреки, че дейташийтовете и симулаторите казваха друго. Въпреки всички усилия и педантизъм при разработката. Не бе и въпрос на захранване. Поради това и не ги ползвам; моите задачки обикновено са прости, но почти винаги обкръжаващата среда е ужасна.

Ако говорим за предпочитания, аз харесвам съвсем трети контролери. Но когато се конструира нещо, се ползват най-подходящите компоненти, а не тези, които харесваме. Това си е мой принцип, не правя пропаганда.

Та, на въпроса.
Всички предложени дотук варианти са принципно работещи. Всеки си има предимства и недостатъци.
Но, като че ли ние не познаваме добре задачата, или поне аз. Захранване - добре, но - никога не съм работил с жироскопи, и дори не съм наясно от кой точно тип е "двигателят", какви защити са нужни, гонят ли се конкретни обороти, и т. н.
От това зависи критичната част от схемата; според мен това не е синтезаторът, а останалото.
Не виждам до момента предложение за каквато и да било обратна връзка, и това ме смущава.
Захранването също не е толкова просто. Твърде е вероятно да се наложи синтезаторната част да бъде галванично изолирана от мощната.

И - най-важното. Ако това решение ще се тиражира, има смисъл да се оптимизира ценово. Ако не - да се прави безкомпромисно.
За цена, аз поне не мисля. Проблемът ми е интересен, и ще помагам, с каквото имам натрупано. Ако се стигне до закупуване на неналични компоненти, непременно ме подсетете. Имам жокери тук-таме, и то точно за малки количества, което най-често е проблематично.

Предлагам, преди да продължим - Стефан да ни пообучи още малко на тема изисквания. Аз пък междувременно ще пробвам да поначертая нещичко. Не е лесно - възможните варианти са прекалено много.

[ittso]

До: Трифазно захранване

По думите на Стефан, мощността е:

...Това е десетина вата. С големия ток на развъртането - 20 да е. Това е минута и нещо. После - 10...

А двигателят е:

Бягаща вълна. Роторът е просто желязна чашка, трите намотки са усукани под ъгъл спрямо оста на кошничка. Бе, изкуство, сега такова сигурно никой не може да направи. Като го погледам пет минути, ръцете ми се разтреперват, та още не съм му сглобил външните рамки. Една шепа винтове. Някои са безобразно големи и дебели - М 1,7. Стана хубав - развърта се до номинала за по-малко от минута и половина, 22 730 оборота. Тогава токът пада от 550 на около 160 мА. А като му спреш захранването - връща тока в мрежата...

По описание ми прилича на асинхронен двигател с ротор накъсо.

[sparkybg]

До: Трифазно захранване

Изискванията, поне до колкото аз разбрах са:

1. Сравнително близо до синусоида. Ако има други боклуци из сигнала, ще отидат за "подгряване" на двигателите.
2. Какви двигатели? - по-нагоре в схемата Стефан е казал.
3. Обратна връзка - генератора е само опорен. Не се товари, и обратна връзка не е нужна. Обратна връзка по напрежение ще има в силовата част. Друго май не трябва, защото системата е инерционна. Може да е по-правилно обратна връзка по ток, но при тая система не знам дали има смисъл. Изходното съпротивление на крайните стъпала, заради обратната връзка по напрежение, е доста малко, и ще излезе че все едно е вързан към мощен 400Hz генератор.
4. Да се внимава с грешката във фазите между каналите.

Силовата част не виждам как ще се изолира от генераторната, ако не е ШИМ. Аз за ШИМ не мога да помогна, поради липса на време. Просто е повече играчка, иначе е по-правилно. Притеснява ме че повечето готови решениа са предвидени за до 50-ина херца, а тук са 400, и ще има допълнителни заигравки. Процесора съм предложил, защото имам програматор под ръка, както и асемблер и C, и съм работил с такива. Проблеми досега не съм имал, но и средата не е била кой-знае колко лоша. Хубава екранирана кутия така или иначе съм на мнение че трябва да се направи.

Та така. Не те упреквам в нищо. Много далече съм от тая мисъл. Ако е PIC, просто ще ми струва повече време, което ми е кът. Това е причината. А резултата ще е същия в крайна сметка.

[Стефан]

До: Трифазно захранване

Хм. Тиражиране, тиражиране ... Едва ли. Но и да се прави, борт който изцяло зависи от жироскопите си, едва ли ще настоява да пести точно от тях стотинки
Понеже не се предполагат други режими, всяко устройство с твърда програма ще е по-шумоустойчиво във всякакъв смисъл, от свободно препрограмируемо.
Военните и бордовите прибори по стандарт трябва да работят устойчиво от -70 до +150 по Целзий. На 10 километра височина например винаги е -58, независимо от сезона и частта от денонощието.
За обратната връзка въпросът май е по-неприятен. От парахода до най-малката ръчна ракета - всички имат бордови електростанции, които дават направо нужните напрежения. Предполага се че захранването винаги е еднакво и устойчиво, и всички прибори получават каквото им трябва по номинал. Повреди които могат да се компенсират по захранване се приема че няма. Прима се че приборът е напълно изправен, или напълно неизправен и тогава повреденият се обезточава, и се задейства резервен прибор. А ние искаме ВИП, вторичен източник на захранване, и значи се озъбва въпросът с ОВ. За която, за голям срам, изобщо не помислих, докато не я казахте.
Така излиза че това трябва да следи 12-те волта на входа, и евентуално претоварване на изхода.

[solenoid]

До: Трифазно захранване

....

[solenoid]

До: Трифазно захранване

Да, ама не. Тия DAC-ове са прекалено бавни за 400Hz.

Аз мислех нещо такова. На изходите би трябвало да излязат що-годе загладени синусоиди. Ако не стигнат 4 бита, има поне още 3 порта с 6 бита, а има и други контролери

[Iliya]

До: Трифазно захранване

Колега,
за по-голяма точност може да се ползват всичките осем бита на всеки от портовете (без A). Добре е обаче да няма свързващи кондензатори. То нали затова се и почесваме...

Аз лично, няколко пъти чертах, толкова пъти го и изтрих. Но продължавам.

Съгласно известното до момента:
- Военният температурен диапазон не е достижим с достъпните на пазара компоненти. Но понеже става дума за автомобилно приложение, приемам индустриалния за приличен.
- Общото токоограничение, както и следенето на входното напрежение така или иначе ще се осигурява от конвертора 12 - 36V.
Смятам, че допълнителна токова защита на силовата част би била достатъчна. Не съм наясно обаче как ще реагира жироскопът, ако поради някакво претоварване примерно защитата му изключи или ограничи едната фаза? Да не тръгне да напуска автомобила...

Някаква следяща система е нужна. Излиза, че май най-адекватно за случая ще излезе такова решение: следят се и трите фази; при поява на какъвто и да е проблем, се изключва силовата част и се сигнализира за това.

Ще го дочертая синтезатора все пак утре. Лошото е, че и ШИМ - ът ме влече.
Накрая пак ще се получи цял компютър...

Не ме съдете много строго, че се мотая - местим се в нов офис в момента, а същевременно го ремонтираме, и още десетина дни ще съм в полусъзнание.

[ittso]

До: Трифазно захранване

Само лека корекция. Захранването 36 волта е ефективна стойност. Реално, постоянното след трансфертера трябва да е към 50.

Едит:
Това е за единия полупериод. За другия, още толкова.
Решението с крайни аудио стъпала, почва да ми изглежда все по трудоемко.

[Myyy]

До: Трифазно захранване

За температурните режими може да се измисли един термус с леко принудително подгряване до 80 градуса. В джипа едва ли ще се нагрее повече.

[sparkybg]

До: Трифазно захранване

За кондензатори по пътя забравете. Трябва да са огромни. Обаче ако са огромни бавно ще влиза в режим, и с температурата ще мърда много. Погледнете по-нагоре аналоговата част - проблема е решен с едно просто серво. Недостатъци не виждам, или поне не ми ражда главата нещо повече, освен да се вдигне граничната честота на крайните филтри, която в момента е 2KHz, за да влиаят по-малко като фаза на 400-те херца. С тези 2 килохерца съм се презастраховал. Предполагам няма да има никакъв проблем да се вдигне на 5-6. Дори един кондензатор по пътя ще скофти работата. Това е почти правотоков усилвател. Сервото "емулира" големия кондензатор, без да има фазовото отместване и мърдане с температурата (поне не и при 400Hz), както и високата цена на такъв голям,качествен и температуроустойчив кондензатор. Крайните стъпала също се правят със серво, дори и да са готови чипове. Схемата е същата като за операционен усилвател.

Обратна връзка по напрежение така или иначе си има във всеки транзисторен аудио усилвател от тоя тип. Чиповете (TDA7294) си имат температурна защита, и защита по ток. Дори и накъсо да се дадат нищо им няма. Ефективното изходно съпротивление се получава много ниско при честота 400Hz, заради обратната връзка и големия честотен обхват (над 50KHz).

Волтажа на захранването на крайните стъпала няма отношение към изхода (PSRR=75db). Единствено е важно да няма прекалено много високочестотни щумове. +/-45V е предостатъчно. При тая мощност от 10-на вата в нормален режим няма да го усети. Предвиден е за 70W постоянно натоварване при 0.5% изкривявания. Махат се всички кондензатори на входа и в обратната връзка и се добавя серво, следящо изхода и коригиращо входа, за да го приведе изхода към нула. На входа се пльосва само един мъничък кондензатор към маса, за да ограничим честотите до към 5-6, до 10Кhz. На изхода се прави високочестотен филтър, представляващ бобина, навита върху нискоомово съпротивление (няколко ома), преди което кондензатор с ниска стойност към маса - също стандартна защита против самовъзбуждане за аудио усилвател. Но от нея може и за няма нужда - това ще се види накрая.

Освен това имаме +/-40V на изхода. Според мен по-малко от 50 стъпки за полупериод, както по волтаж, така и по време, не са приемливи. Високочестотните смущения ще станат повече, и ще слязат по-ниско, с което филтрацията ще трябва да е до по-ниска честота, което от своя страна ще влияе повече върху фазата на 400-те херца, което пък заради температурния дрифт на елементите, както и точността им, ще влияе и повече върху грешката във фазите между каналите. Всяка неточност във фазите, както и всяко смущение извън гладката синусоида, е чиста загуба, отиваща за загряване на намотките на двигателите и на крайните стъпала, без изобщо да се вземат в предвид разни други "интересни" ефекти.

PWM за 10W мощност никой не си играе да прави, освен ако изискванията за ефективност не са зверски (уред на мижави батерии и т.н.). То по принцип си е по-правилното решение, и ако ще се правят хиляди бройки, със съответните печалби и т.н. си струва. В случая моето мнение е че не си струва. Това цялото в работан режим ще харчи 20-30W - колкото една от крушките на мигачите в джипката.

[sparkybg]

До: Трифазно захранване

Решението с крайни аудио стъпала, почва да ми изглежда все по трудоемко.

Ъм, кое по-точно? Схемата е операционен усилвател с 2-3 резистора. За сервото още кондензатор и 2 резистора.

Търси в гугъл TDA7294 datasheet. Вътре има схема. Махни всичко, свързано със Shutdown-а и отложения старт, както и филтрите за захранването (които така или иначе ги имя при всяка схема), и виж какво остава - едно голямо нищо.

Edit: Ето:


Външни елементи: 3 резистора и едни кондензатор. За сервото още 2 резистора и един кондензатор.
При това стандартната схема тръгва от раз бе никакви грижи. Издържа 5 минути с изводи, дадени накъсо. Пробвано е и подкарвано многократно.

Захранвания за авто усилватели продават навсякъде. Последна цена видях 35лв. Ама то се и прави достатъчно лесно, ако си подкарвал няколко.

Ъъъ... и това на платка изглежда още по-смешно.

С PWM така или иначе ще трябва същото захранване. А ако е еднополярно ще трябват H-мостове, което си е чист х.й да се подкара.

[ittso]

До: Трифазно захранване

Решението с ШИМ, освен по-голямемия си КПД, е доста по-просто като хардуер. Няма операционни усилватели, специални резистори , кондензатори, серво и прочие. Цялата система става по-малко температурно зависима. Освен това ми се струва, че си представяш хардуера доста по-усложнен отколкото е. Когато схемата с ШИМ се захранва с еднополупериодно захранване, силовата част изглежда по начина който е показан на прикачената схема. В конкретния случай, единствената разлика, както съм писал по-напред ще е в драйверите на мосфетите.

[sparkybg]

До: Трифазно захранване

A как ще стане с еднополюсно захранване и без H мост, като изходното напрежение трябва да е +/-40Vp-p

Ако захранването е двуполюсно съм съгласен че става без H мост, а само с по 2 транзистора. Специалните резистори отпаднаха ако се ползва DAC. Специалните кондензатори струват по 30 стотинки и ги има в наличност. С грешка във фазите между каналите съм готов да се обзаложа че ще са в рамките на половин градус за целия температурен диапазон. Напрежението на изхода ще е гладко като бебешко дупе.
Сервото е старо като света решение. И просто, откакто има операционни усилватели. В него специални компоненти няма.

За температурния режим - въпрос на компоненти. Ако се купят компоненти за военно изпълнение, или за космическо такова, ще работи в съответните режими. И ще струва съответните пари. Всички компоненти, които съм посочил имат и автомобилел/военен/космически вариант. Но в този си вариант трябва да се внасят с поръчка, и за съответните пари. Но пак си миля че -40 - +85 градуса е достатъчно.

Както и да е. Аз не се наемам да го правя с ШИМ. Ако Стефан избере това, ще ми е любопитно да видя крайния резултат. С достатъчно ровичкане ще се подкара. Но "достатъчното ровичкане" е ключовата дума.

Спирам. Ако има нещо-питайте. Ако не-помагайте на Стефан да го направи, ако избере това. Аз не се наемам не поради липса на желание, а на време.

И все пак споделете после резултата.

[sparkybg]

До: Трифазно захранване

Опааа... може и без H мост с 80V еднополярно захранване. Съгласих се. На трифазния двигател маса не му трябва.

[ittso]

До: Трифазно захранване

...Както и да е. Аз не се наемам да го правя с ШИМ. Ако Стефан избере това, ще ми е любопитно да видя крайния резултат. С достатъчно ровичкане ще се подкара. Но "достатъчното ровичкане" е ключовата дума.

Спирам. Ако има нещо-питайте. Ако не-помагайте на Стефан да го направи, ако избере това. Аз не се наемам не поради липса на желание, а на време...

Или не си ме разбрал првилно или аз не съм се изразил достатъчно добре. Нямам за цел да преча на проекта по никакъв начин. Останах с впечатление, че се обсъждат наколко технически решения, съответно плюсовете и минусите им. Ако по някаква причина, това което предлагам не е изпълнимо, не се съобразявай с мнението ми. Както писах и по-напред в темата, по този проект, не мога да помогна със софтуер, а само с някоя идея за хардуера. Доколкото за момента твоето решение е по-комплексно, предлага и софтуер и хардуер, по-добрия вариант е то да бъде завършено, отколкото от 4 страници теория, накрая да няма нищо работещо.