PWM regulace DC motoru se zapnutím/vypnutím tlačítkem

Zpráva

jova1 · #16 Příspěvek od **jova1** » 25 říj 2019, 09:28

K tomu "pískání". Musíš nastavit takovou frekvenci PWM obvodu, aby odpovídala indukčnosti motoru. Podle tvého popisu je frekvence příliš vysoká a proto ta regulace nefunguje jak má. Zkus jí snížit zvětšením kapacity C4, nebo změnou potenciometru P1 na vyšší hodnotu.

Brzda · #17 Příspěvek od **Brzda** » 25 říj 2019, 11:15

Zkusil jsem dát místo C4 1uF, což pomohlo a dá se regulovat motorek na větším rozsahu, ale prozměnu mi přijde jako by otáčky kolísaly.

Ještě jsem s tím trochu laboroval a pokud jsem schéma zapojil tak jak na posledním obrázku a mezi +/- motorku jsem dal diodu 1n4007, tak regulace i frekvence je tak jak by měla být, jenom se děje to, že obvod jede pouze pokud tlačítko držím. Pokud tlačítko pustím, tak se obvod vypne, což by mohlo znamenat, že se ta první 555 nějak resetne. Zřejmě nějakou napěťovou špičkou co jde z motorku přes společný napájení. Zkusil jsem teda z první 555 úplně odpojit reset z napájení, ale chování bylo stejný.

Osmdesat · #18 Příspěvek od **Osmdesat** » 25 říj 2019, 12:33

Zapojení jsem si sestavil a zpočátku jsem měl také problém s tím, že tlačítkové spínání se chovalo chaoticky, když byl v činnosti ten PWM obvod se zapojeným motorkem. Bez motorku to nedělalo problémy. Na vině bylo měkké napájení, kdy spínání motorku vyvolávalo jeho kolísání. Napájení mám z pokusného zdroje s LM317. Když jsem napájení odfiltroval 470uF kondenzátorem, problémy ustaly. Blokovat CTL jsem ani nemusel. Použitý obvod 556 je od TI.

Přikládám moje zapojení, které jsem otestoval. Používám jiný způsob regulace, který sice nevytváří přísně vzato PWM, ale spíše PPM, ale regulaci motorku vyhovuje. Navíc je tak zapojení o něco jednodušší. Základní frekvence je nastavena okolo 30 kHz, která se mi pro řízení malých ss motorků osvědčila nejlépe - u "basových" frekvencí se motorky chvějí a nemají točivý moment, u akustických frekvencí to píská, těsně nad akustickým pásmem to už nepíská zároveň to má dobrý točivý moment.

Omlouvám se za štábní kultúru schématu, je pro mě jednodušší si to načmárat na papír a pak vyfotit.

Dioda u motorku být musí, u silnějších motorků je někdy třeba zařadit transil, protože cívky produkují dvoje vypínací špičky - nejen zpětné, ale i dopředné. Dopřednou obyč. dioda nezachytí, zato její napětí může překročit napětí mosfetu a zničit jej, zvláště pokud použijeme mosfet s nízkým napětím pro jeho výhodnější vlastnosti. Radši tam tam transil, než tam cpát 400V mosfet, který má vyšší spínací odpor.

Tip: pokud chceš motorek při vypnutí rychle zabrzdit (asi jo, protože máš přezdívku Brzda

), můžeš jej překlemovat P-Mosfetem, jehož gejt zapojíš na výstup tlačítkového obvodu. Při vypnutí se P-Mosfet sepne, zkratuje motor a rychle jej zabrzdí.

P.S. koukám, že RESET-pin v dolní půlce jsem nechal ve schématu ve vzduchu. Má být samozřejmě na + Vcc. I když v praxi by to mělo chodit i s nezapojeným RST.

Brzda · #19 Příspěvek od **Brzda** » 25 říj 2019, 13:37

Díky. Zkusil jsem tvůj obvod a ještě mezi + a - jsem dal 470uF kondik. Obvod funguje už celkem hezky, jenom se ještě občas stane, že obvod jde sepnout pouze v některých polohách potenciometru. Občas motorek jen poskočí a obvod se zas vypne. Pootočím potenciometrem do jiné polohy a už se rozběhne.

Šel by obvod ještě upravit tak, aby šlo použít 4k7 potenciometr? Mám tu jeden s integrovaným spínačem, tak bych "zabil dvě mouchy jednou ranou".

Osmdesat · #20 Příspěvek od **Osmdesat** » 25 říj 2019, 14:00

Asi to ještě cloumá s napájecím napětím. Zkus 1000 uF. Nebo pak tvrdší zdroj.

U toho řízení přes CTL je problém, že je zapojený na ten vnitřní dělič ze tří 5K odporů. Ty musíš "přetlačit". Takže potřebuješ poťák s nižším odporem, aby ta regulace fungovala jakštakš "lineárně". Ale klidně to vyzkoušej s tím 4,7K poťákem, třeba to bude vyhovovat.

Brzda · #21 Příspěvek od **Brzda** » 25 říj 2019, 14:32

S 4k7 potenciometrem to reguluje cca do jedne tretiny, ve zbytku jede moterek naplno.

lesana87 · #22 Příspěvek od **lesana87** » 25 říj 2019, 18:52

Osmdesat píše:Dioda u motorku být musí, u silnějších motorků je někdy třeba zařadit transil, protože cívky produkují dvoje vypínací špičky - nejen zpětné, ale i dopředné. Dopřednou obyč. dioda nezachytí, zato její napětí může překročit napětí mosfetu a zničit jej, zvláště pokud použijeme mosfet s nízkým napětím pro jeho výhodnější vlastnosti. Radši tam tam transil, než tam cpát 400V mosfet, který má vyšší spínací odpor.

Akorát aby se ten 30V transil otevřel, muselo by být na D MOSFETu -18V, ale to tam být nemůže, MOSFET má mezi S a D substrátovou diodu, která se otevře už při nějakých -0,7V.

patrikvarga · #23 Příspěvek od **patrikvarga** » 25 říj 2019, 19:51

Osmdesat píše:Asi to ještě cloumá s napájecím napětím. Zkus 1000 uF. Nebo pak tvrdší zdroj.

A napájanie 556-ky treba oddeliť diódou

Osmdesat · #24 Příspěvek od **Osmdesat** » 25 říj 2019, 20:08

Lesana: Ano, ale ty se bavíš o indukční špičce, která vznikne na cívce při odpojení a má opačnou polaritu než původní proud. To řeší dioda.
Jenže praxe je "barevnější". Při pulzním buzení ss komutátorových motorů totiž vzniká ještě zapínací špička, která má shodnou polaritu s napájecím napětím (nazval jsem ji dopřednou špičkou). Viz obrázek. V tomto případě není nijak vysoká, tranzistor neohrozí, ale u některých motorů měla až 100 V. A likvidovala tranzistor. Tu zpětnou diodou samozřejmě nezachytíš, ani substrátovou ani paralelní s motorem. Může ji zachytit jedině transil - při "normálním" napětí se neotevře, otevře se až při té špičce. V mém schématu mám ten transil polarizovaný správně - jeho "diodový" směr je opačný vůči polaritě napájení, zhasí tedy zpětnou indukční špičku. Jeho "transilový" směr účinkuje, když zapínací špička (která má souhlasnou polaritu s napájecím napětím) překročí 30 V, a ořízne ji, aby neohrozila tranzistor.
Tuto špičku si neumím nijak vysvětlit, možná tušíš, jak vzniká?

Osmdesat · #25 Příspěvek od **Osmdesat** » 25 říj 2019, 20:22

Brzda píše:S 4k7 potenciometrem to reguluje cca do jedne tretiny, ve zbytku jede moterek naplno.

Tak se zkus vrátit k svému původnímu zapojení PWM regulace. Možná jen zvyš tu frekvenci do ultrazvuku, ať to nepíská.

lesana87 · #26 Příspěvek od **lesana87** » 25 říj 2019, 20:36

Máš to nějaký pomotaný. Source tranzistoru je na zemi, drain na motoru, druhý konec motoru je na napájení. Na motoru se může objevit buď napětí plusem na napájení, mínusem na tranzistor, to (pokud překročí velikost napětí zdroje) pobere zdroj přes substrátovou diodu tranzistoru (rekuperace). Druhá možnost je napětí na motoru mínusem na napájení, plusem na tranzistor, to by se sečetlo se zdrojem a mohlo by ohrozit tranzistor, ale to pobere zpětná dioda paralelně k motoru. Víc možností není. Co je na obrázku za průběh, netuším. Co to je za napětí nebo to je proud, kde má ten průběh nulu? To víš jen ty, co jsi kde měřil.

Osmdesat · #27 Příspěvek od **Osmdesat** » 25 říj 2019, 21:47

To je průběh napětí na motoru (se zapojenou zpětnou diodou), nula je účaří průběhu, mínus osciloskopu na mínusu motoru (=drejn tranzistoru), plus osciloskopu na plusu motoru (= + zdroje).

Zdá se, že asi žiješ ve světě ideálních součástek nebo co, v teorii (nebo v reklamních prospektech výrobců nezničitelných mosfetů) to tak jak popisuješ fungovat může, jenže já znám případy zlikvidovaných mosfetů právě těmito špičkami.

Pokud vznikne na motoru při tom sepnutí dejmetomu 100V špička (její + bude na + zdroje, její - bude na drejnu tranzistoru), mezi D a S se při napájecím napětí 12 V objeví 88 V. Fajn, je tam ta "dioda"* mezi D a S, ale je dostatečně rychlá? A co když má co do činění s velmi tvrdým zdrojem? Snese ten "rekuperační" proud? Nebo prostě rupne a s ní odejde i funkční zbytek tranzistoru?

*) Píšu "dioda", protože nejde o žádnou zvlášť přidanou diodu, ale vlastně o parazitní tranzistor v kontrukci, jehož báze a emitor jsou výrobcem dodatečně spojené. Svůj život bych této "diodě" raději nesvěřil :lol:

Ale i takovouto "diodu" lze samozřejmě marketingově zhodnotit :lol:

#28 Příspěvek od **masar** » 25 říj 2019, 21:50

Osmdesat píše:...Jenže praxe je "barevnější"...

To ale záleží na tom, čí je to praxe. Ty "barvy" jsou přece jen 3.
1. Uds > Ub+0.7V - V tomto případě se uplatní dioda D2 a omezí napětí na Uds=Ub+0.7V.
2. Uds= -0.7V....+Ub+0.7V - tímto napětím je namáhán kanál D-S
3. Uds < -0.7V - V tomto případě se uplatní "integrovaná" dioda D1 a omezí napětí na Uds= -0.7V.
Pokud se "v praxi" vyskytnou jiné případy, je to vinou parazitní indukčnosti, nedokonalé filtrace zdroje (dlouhé přívody) apod.
:wink:

lesana87 · #29 Příspěvek od **lesana87** » 25 říj 2019, 22:04

Ta dioda má parametry uvedené v katalogovém listu tranzistoru a obvykle snese stejný proud, jako samotný tranzistor.
Takové hezké špičky se dají naměřit leckde, třeba i na TTL oscilátoru, stačí špatné zemnění sondy osciloskopu. Zvláště když je osciloskop zemí na nějakém plovoucím, nejlépe výkonovém impulsním, signálu, jako třeba zrovna tady. Problém při rekuperaci může být v "líném" zdroji, kdy je sběrný kondenzátor daleko od tranzistoru a motoru. A schválně se zkus nad tím průběhěm zamyslet. Tvrdíš, že ten překmit vzniká při sepnutí tranzistoru. Pokud ano, pak to, dle mého názoru, nemá nic do činění s nějakýma diodama, proud přece vede sepnutý tranzistor a ne diody, ty se tam uplatňují, když je tranzistor zavřený (zavírá se).

#30 Příspěvek od **EKKAR** » 25 říj 2019, 22:13

Osmdesat píše:
Brzda píše:S 4k7 potenciometrem to reguluje cca do jedne tretiny, ve zbytku jede moterek naplno.
Tak se zkus vrátit k svému původnímu zapojení PWM regulace. Možná jen zvyš tu frekvenci do ultrazvuku, ať to nepíská.

To je blbost. Aby PWM slušně fungovala se stejnosměrným komutátorovým motorem a nesnižovala mu výkon, musí bejt kmitočet hlavně u motorků na vyšší napětí = s vinutím o větším počtu závitů a tím i větší indukčnosti co možná nejnižší, aby nedocházelo k omezení proudu. Třeba modelový motorky PIKO z vláčků z NDR se daly napájet PWM s maximálně 200-250Hz kmitočtem, už 1kHz jim vadil a klesal jejich výkon = "mašinka netáhla". Naproti tomu motorky určený do elektroletů se samarium-kobaltovýma a pozdějc s neodymovýma magnetama, kde vinutí má pár závitů drátem tlustým jak sloní noha, snášejí vyšší kmitočty mnohem líp, protože vlastní indukčnost jejich rotorovýho vinutí je mnohem nižší a ani při napájení kmitočtem desítek khz jim to nevadí a fungujou stejně dobře, jako když se krmí čistým stejnosměrem. Změnu indukčního odporu v závislosti na napájecím kmitočtu dobře znají uživatelé a konstruktéři cyklokonvertorů = měničů pro napájení střídavejch motorků - u starších motorů je citelná změna výkonu už při napájení "americkým" kmitočtem 60Hz.