Разрабатываю частотник для АД, подскажите пожалуйста.

[Starichok51]

25 нс это время задержки включения, а не самого включения. Так что можно.

я бы лучше прибавил его.
пусть сначала закрывающийся ключ гарантированно закроется, потом начинать открывать другой ключ.

[Андрей СШ]

Я не спорю, что если не вычитать то будет надёжнее, но цель была уложиться в ограниченное время. Впрочем в любом случае не влазим, так что не важно.

[Starichok51]

а "нулевой" зазор по времени вообще категорически нельзя делать!

[Андрей СШ]

Я и не предлагал нулевой зазор делать. Даже специально в формуле знак "больше" поставил.

[Gisteresis]

Предварительная схема

[Андрей СШ]

Предлагаю в цепи Itrip добавить RC-фильтр.

При работе ключей там будет сильно прыгающий сигнал, фильтровать который цифровым способом будет накладно.

В некоторых режимах работы двигателя на выходе Itrip будет отрицательное напряжение и оно может выйти за пределы допустимого для меги.

При КЗ на выходе преобразователя напряжение на Itrip может превышать 5В.

Да и вообще оттуда могут помехи с большой амплитудой проскочить.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Осталось придумать как получить 310 В и не сжечь выпрямительные диоды.

Не плохо бы определиться с величиной нагрузки и её типом.

Допустим токарный станок.

Не требует пуска под нагрузкой.
Не требует регулировки момента.
Требует наличие защиты от перегрузки.
Требует удержания частоты вращения (с какой точностью?)

Мощность - ?

[Пилот]

Из даташита можно сделать вывод, что время отключения IGBT мало зависит от тока драйвера.

На мой взгляд Вы делаете одни неверные выводы. Для начала временные параметры указаны для VGE = 15V, RG = 23Ω, то есть затвор заряжается и разряжается током 0,65 А. Ну тут нельзя не сказать что затвор довольно легкий, но все же имея +200/-400 мА с драйвера таких времен не достичь (но можно ставить разрядный конденсатор). Далее учтем время включения драйверов - 500-700 нс! И это только задержки, есть еще время нарастания 50-100 нс которое тоже добавит хотя бы 20-30 нс к задержке. Итого 150 нс задержки транзистора, до 100 его спад, 750 нс (взять лучше с запасом) драйвер и мы получаем микросекунду впритирку. Конечно это худший случай. Отсюда вывод - дедтайм надо иметь регулируемый и смотреть по ситуации
Зависимостей времени от тока там и правда не нарисовано, как впрочем и везде, зато есть параметры при заданном затворном резисторе


А еще у меня возникает вопрос по предложеной схеме: сигнал с токового шунта 33 мОм будет измеряться напрямую МК? А усилитель-буфер-фильтр?

[Gisteresis]

Вот я и хотел обсудить, что как делать.

Предлагаю в цепи Itrip добавить RC-фильтр.

RC с буфером на ОУ или достаточно без?

Для ограничения напряжения можно поставить два стабилитрона.

Осталось придумать как получить 310 В и не сжечь выпрямительные диоды.

Почему они должны сгореть?

Концептуально хотел разделить конструкцию на 3 модуля.
1 модуль получения силы 310В. Там можно поставить термистор, синфазный фильтр, диодный мост, конденсаторы.
2 модуль 3х фазного моста. В нашем случае IRAMS. А если он был бы на рассыпухе то 6 транзисторов и драйверы.
3 модуль управления. Тут МК, кнопки, дисплей...

Насчет дисплея думал ограничиться аскетично. 4ре 7ми сегментных индикатора через драйвер MAX7219/21

Программу думал делать так:
В прерывании таймера выставлять синусоиды. Частотой таймера регулировать частоту синуса.
Но таймеров похоже всего 3ри (328p). Если выставить аппаратные ШИМ, они съедят все таймеры. Откуда взять еще один...
А в main обрабатывать кнопки и дисплей.

Не плохо бы определиться с величиной нагрузки и её типом.

Ситуация такая. Есть в наличии штук 5ть двигателей до 400Вт, несколько 750Вт, несколько 1.5кВт, один 2.2кВт.
Среди них точило (кажется на 1.5кВт)
В перспективе:
Надо сделать еще точило на движке менее 400Вт.
Гриндер,
Циркулярная пила,
Круг с наждачкой,
Токарный станок.

На что это влияет? Кроме как на закон управления U/F=const, U/F^2=const, U/sqrt(F)=const. Я так полагаю все эти законы можно вбить в МК или тут какие то подводные камни?

Отсюда вывод - дедтайм надо иметь регулируемый и смотреть по ситуации

А есть драйвера с регулируемым деад таймом?

сигнал с токового шунта 33 мОм будет измеряться напрямую МК? А усилитель-буфер-фильтр?

Думаю усилитель, фильтр и буфер.

Пожалуйста советуйте, критикуйте. Такого типа девайс делаю впервые, только вчера начал изучать частотники.

[goldmen8]

Gisteresis, у меня есть вопрос: Вы когда ни будь делали ШИМ с противофазой на AtMega или каком другом программируемом контроллере, может встречали такую разработку? У меня не получилось сделать такое. Если есть пример, поделитесь.

[Gisteresis]

goldmen8, нужно выбрать контроллер у которого на 1 шим канал есть 2 связанных выхода. Обозначаются OCA и OCB как и регистры (не совсем так, но похоже). Так вот OCA можно настраивать как в инверсном состоянии так и прямом. OCB так же.
Если воспользуетесь визардом кода в CVAVR, получите сразу готовую болванку. Там все вообще просто.

Поэтому я особо с состоянием входов 3х фазного моста не запаривался делая схему, всегда можно будет поменять программно.

[Андрей СШ]

Зависимостей времени от тока там и правда не нарисовано, как впрочем и везде, зато есть параметры при заданном затворном резисторе

Вот именно. Потому и не нарисовано, что хвост рассасывания зарядов длинный, а затвор лёгкий. Получается что даже с таким дохлым током время перезарядки затвора влияет не сильно.

В даташите есть заряд затвора для включения 50 нКл, если разряжать такую ёмкость током 400 мА, то понадобиться 125 нс, в то время как выключение транзистора при Rg=23 Ома занимает 320 нс. Разряд затвора занимает только 40% времени и если мы удвоим ток драйвера, то выйграем около 20%.

Ну и ток при Rg=23 будет только в начальный момент 0,65 А, а в среднем будет как раз 0,4.

RC с буфером на ОУ или достаточно без?

Думаю если не ставить целью точный контроль момента развиваемого двигателем то можно и без. По моим прикидкам без усилителя будет около 40-а разрядов АЦП, что достаточно для защиты от перегрузки. С другой стороны ОУ можно использовать для защиты МК.

Почему они должны сгореть?

Потому что термистор на 2,2 кВт штука сомнительная. Я даже в продаже таких не нашёл. Надо что-то посовершеннее.

С программой незнаю что делать. Мои размышления крутились вокруг МК со встроенным трёхфазным ШИМ. Там всё проще.

Самое мерзкое в использовании трёх разных таймеров это необходимость их синхронизировать.

На что это влияет?

На состав дополнительных функций. Всё описанное требует защиты от перегрузки (а вентилятор например может обойтись).

Так что я бы выбрал для пробы что-то одно и мощой поменьше.

[Gisteresis]

С другой стороны ОУ можно использовать для защиты МК.

Склоняюсь предусмотреть, а там можно будет просто не устанавливать если что.

Там всё проще.

Мне как раз надо максимально простой вариант.
Просто я непойму зачем их синхронизировать?

Три таймера это ШИМы, они просто несущую частоту обеспечивают и скважность. На один ШИМ один таймер. Так?
А все три регистра скважности можно одновременно выставлять.

Поясните пожалуйста.

[Андрей СШ]

Где то был аппнот Атмел по применению AT90PWM3 для трёхфазных двигателей. Оттуда эта мысль и появилась. Честно говоря сейчас сам сформулировать внятно эту мысль не могу.

[Gisteresis]

http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micr ... AVR494.htm
Он?

Вот еще пример кода какой то есть
PWM 3ph SIN с 3 гармоникой CVAVR PROTEUS .rar
http://www.radiokot.ru/forum/viewtopic. ... 8#p2343298

[Андрей СШ]

Не, не он, но в этом тоже написано, что счётчики синхронизированные.

Надо рисовать диаграмму переключения ключей из неё видно будет.

Возможно стоит продумать метод пространственного вектора (Space Vector Modulation) возможно удастся обойтись одним таймером и одновременно минимизировать переключения.

[Sanchogus]

Мне как раз надо максимально простой вариант.
Просто я непойму зачем их синхронизировать?

Три таймера это ШИМы, они просто несущую частоту обеспечивают и скважность. На один ШИМ один таймер. Так?
А все три регистра скважности можно одновременно выставлять.

Поясните пожалуйста.

Есть ключи
1 2 3
4 5 6

Допустим надо, открыть 2, 4 и 6 ключ.
Если ШИМ не синхронизирован, то будет следующая ситуация:
ШИМ может подаваться так, что когда 2 открыт, 4 и 6 закрыты - тока нет.
Или наоборот 4 и 6 открыты, а второй будет в это время закрыт.

Надо, что бы одновременно был фронт и на верхних и на нижних ключах (в соответствии с логикой, конечно)

По поводу таймеров и ШИМа: на ардуйне на одном таймере висят по 2 пина с ШИМом, а это по сути просто атмега.

И да, если кому интересно могу кинуть схему на IR2132 по которой собирал преобразователь, управление Arduino Mega 2560. Гоняли 200Вт двигатель с обмотками в треугольнике им.

[Андрей СШ]

Кажется удалось составить пояснение почему ШИМ должен быть синхронизирован.



Допустим нам нужно изобразить положение векторов фазой А вверх. Как следует из верхней картинки нам нужно фазу А подключить к плюсу (ШИМ 100%), а фазы В и С подвесить в промежуточном положении (ШИМ 25%).

Для простоты примем питающее напряжение в 1 В, индуктивность одной фазы 1 Гн, а длительность периода 1 с.

Из закона электромагнитной индукции U = - L*di/dt следует di = - U * dt / L

Если ШИМ синхронизирован (картинка справа), то мы имеем два интервала в периоде:
1/4 с все фазы подключены к "+" и соответственно ничего не происходит.
3/4 с фаза А на "+", а В и С на "-". При этом эквивалентная индуктивность всех фаз равна 1,5 Гн.

di = - 1 *(3/4) / 1,5 = - 0,5 А.

Если ШИМ фаз В и С не синхронизирован, то мы имеем три интервала.

1/4 с включена фаза С. При этом эквивалентная индуктивность равна 2 Гн.
2/4 включены фазы В и С. При этом эквивалентная индуктивность равна 1,5 Гн.
1/4 включена фаза В. (2 Гн).

di = - (1/4) / 2 - (2/4) / 1,5 - (1/4) / 2 = - 0,583 А.

Получается, что ток в фазе А будет разный в зависимости от разбежки в фазе между каналами ШИМ.

если кому интересно могу кинуть схему на IR2132 по которой собирал преобразователь, управление Arduino Mega 2560.

Да со схемой общем то всё понятно. Намного интереснее программа (вернее описание её работы).

[Sanchogus]

Ну у меня супер топорная логика.

Вычитал в книжке про режим управления ключами, по 3 шт одновременно, т.е. ключи будут работать по следующей логике:



ключи расположены
1 2 3
4 5 6

Напряжения на фазах будут соответственно


ну и по идее индуктивность сделает своё дело.

Прога до безобразия проста.
Исходя из диаграмм есть 6 состояний ключей. Каждое состояние из блока следующего вида:
1. вырубить все ключи
2. маааленькая задержка
3. включить 3 ключа из 6 с определенным коэф. заполнения
4. задержка для задания частоты

Спойлер

примерно так код выглядит:
switch ( iteration )
{
case 1:
analogWrite(VT1, 255);//вырубить все ключи
analogWrite(VT2, 255);
analogWrite(VT3, 255);
analogWrite(VT4, 255);
analogWrite(VT5, 255);
analogWrite(VT6, 255);
//delayMicroseconds(1);

analogWrite(VT1, K_zap);//открыть 3 шт
analogWrite(VT3, K_zap);
analogWrite(VT5, K_zap);

delayMicroseconds(sw_time);
break;
case 2:
analogWrite(VT1, 255);//вырубить все ключи
analogWrite(VT2, 255);
analogWrite(VT3, 255);
analogWrite(VT4, 255);
analogWrite(VT5, 255);
analogWrite(VT6, 255);
//delayMicroseconds(1);
analogWrite(VT1, K_zap);//открыть другие 3 шт
analogWrite(VT5, K_zap);
analogWrite(VT6, K_zap);

delayMicroseconds(sw_time);
break;
case 3:

И такие 6 блоков постоянно перебираются.
На частоте около 10-20 Гц в треугольнике чувствовались рывки, далее чето уже не заметно было.

Дрыгатель на 200 Вт, напряжение входное около 150-160 В (положено 220/380), обмотки треугольником. (в звезде тоже крутило, но при попытке поднять частоту он глох )
На данный момент частота регулируется отдельно, коэф заполнения отдельно (а в месте с ним и ток с напряжением средние)

Тут видно, как он припрыгивает на примерно 10 Гц.
Потом разгон примерно до 150 Гц
[youtube]https://youtu.be/Yqo87JAAuUI[/youtube] у меня одного тег не пашет?
https://youtu.be/Yqo87JAAuUI

[Андрей СШ]

Синусоида конечно квадратненькая, но радует, что это в принципе работает.

Хорошо бы выходной момент померить.

По моим прикидкам на Меге таким способом можно будет сделать где то десять ступеней K_zap. На большее быстродействия не хватит. В принципе для некоторых нагрузок терпимо.

[Sanchogus]

Синусоида конечно квадратненькая, но радует, что это в принципе работает.

По моим прикидкам на Меге таким способом можно будет сделать где то десять ступеней K_zap. На большее быстродействия не хватит. В принципе для некоторых нагрузок терпимо.

По моменту - на 10 Гц рукой остановить не смог

В перспективе привязать это к частоте. На низких можно будет делать красивый синус, на высоких индуктивность всё исправит. В планах глянуть, что там на обмотках, правда времени нет.

Ну или мегу использовать, как обычную атмегу, что в разы её ускорит, но пока не дорос до нормального программирования


Или сделать ШИМ внешним, а через оптроны коммутировать цифровыми пинами, управлять заполнением через ЦАП, что сильно разгрузит МК. В этом случае исключены вообще проблемы синхронизации, а скорость в разы выше.
Благо ради интереса вчера выпаял 494 микросхему из убитого БП и смог даже запустить на ней ШИМ, управляемый напряжением.