Управление электродвигателем постоянного тока

[Bomgik]

Есть электродвигатель постоянного тока, например от стеклоочистителя авто. Частота вращения регулируется ШИМ-ом, Требуется удерживать обороты двигателя при изменении нагрузки на валу двигателя. Всякие датчики оборотов не подходят. Остаётся обратная связь по напряжению. Расскажите как правильно реализовать алгоритм на МК?

[sirak]

вот тебя схема шим стабилизатора на цифровых микросхемах а алгоритм и программу МК придется самому сделать я в этих вопросах не спец

Прикрепленный файл: 9396549.rar

[gavrik254]

Есть электродвигатель постоянного тока, например от стеклоочистителя авто. Частота вращения регулируется ШИМ-ом, Требуется удерживать обороты двигателя при изменении нагрузки на валу двигателя. Всякие датчики оборотов не подходят. Остаётся обратная связь по напряжению. Расскажите как правильно реализовать алгоритм на МК?

Дык, не будет красиво работать стабилизец по току*напряжению под переменной нагрузкой. Плюс-минус трамвайная остановка получится. Такое Гэ (+-10%~40%) точно устраивает? В любом случае надо будет калибровать конкретный движок во всём диапазоне нагрузок по физическому датчику оборотов (оптопара, энкодер т.п.). И от температуры окр.среды и режима олаждения зависимость...

Теоретически можно снимать пульсации потребляемого тока, вызванные коммутацией коллектора (щёточного узла), но ИМХО в сто (тысяч ) раз проще на вал колёсико от мышки и оптопару прицепить.
На многих более-менее мощных моторчиках с валом D=6~8мм это в одно касание делается — с тыльной стороны прямо в валу в центровке засверливается отверстие в диаметр мышкиного оптоэнкодера (разберои старую мышку, там такое пластмассовое колесико с прорезями на длинном валу d~=3.8мм). Длинный вал обрежь по месту и запрессуй в новосделанное отверстие.
на корпус моторчика наклей оптопару. Радуйся. Я так несколько раз делал — зашибись получается.

[Bomgik]

А расскажите тогда про алгоритм регулировки с помощью "колёсика от мышки"? Что бы там рывков, резких ускорений не было...

[welder_2002]

Сообщение от Bomgik

Есть электродвигатель постоянного тока, например от стеклоочистителя авто. Частота вращения регулируется ШИМ-ом, Требуется удерживать обороты двигателя при изменении нагрузки на валу двигателя. Всякие датчики оборотов не подходят. Остаётся обратная связь по напряжению. Расскажите как правильно реализовать алгоритм на МК?

Дык, не будет красиво работать стабилизец по току*напряжению под переменной нагрузкой. Плюс-минус трамвайная остановка получится. Такое Гэ (+-10%~40%) точно устраивает? В любом случае надо будет калибровать конкретный движок во всём диапазоне нагрузок по физическому датчику оборотов (оптопара, энкодер т.п.)..

Все зависит от предъявляемых требований.
Если нормально сделать, то все получается вполне достойно. Мы делали на контроллере для одного аппарата. Вписались в 4-5% во всем диапазоне оборотов при изменении нагрузок от 0 (холостой ход) до 10 кг. груза, подвешиваемых на проволоку. Калибровку для одного и того же типа двигателей делать не нужно. Была в ней необходимость, если двигатель ставили от другого производителя. Принципов работы без датчиков всего два:
- двигатель в качестве генератора ЭДС
- замер напряжения и тока на двигателе и вычисление по формуле. Подробно описывается в курсе электропривода. Там и читайте.

[gavrik254]

А расскажите тогда про алгоритм регулировки с помощью "колёсика от мышки"? Что бы там рывков, резких ускорений не было...

Обычный ПИД — пропорциональный интегро-дифференциальный регулятор. Коэффициенты выбираете либо аналитически, либо «по месту». Если интегратор работает с постоянной времени, примерно равной двум-трём самым коротким периодам смены нагрузки, то реагировать будет достаточно быстро, но никаких рывков не будет. Если меньше — блуждания оборотов вплоть до осцилляции. Если рывки нужны (например, освободить что-то застрявшее), делаем алгоритм хитрее.

Заподозрил, что топикстартер не понял, о каком колёсике какой мышки речь
На старых (не оптических) мышках с шариком в пузике использовались оптоэнкодеры. Внутри мышки стоят диски с прорезями, вот они то и нужны.
Например здесь http://www.liveinternet.ru/users/wesaus/post78559536/ можно посмотреть мышкин потрох.
В том колёсике, которое я использовал, было 39 прорезей (и 39 спиц)). Если измерять и тёмные, и светлые фазы, то точность реагирования на угол поворота будет 1/78 оборота. Можно ловить любые изменения нагрузки на привод, в т.ч. и собственные колебания . А можно просто считать обороты. В моём случае оборотов было до 3600 /мин, частота следования импульсов около 5кГц макс (считал оба фронта), АВРка просто считала их аппаратным 16-битным счётчиком-таймером с периодом в Тау интегратора.

ПыСы. А в загашнике у меня есть даже «спецколёсики» с 80 спицами, можно в ЧПУ приводы ставить

[Bomgik]

Что за колёсико понял. Принцип тоже. Осталось только поинтересоваться как этот оптоэнкодер подключать

Если нормально сделать, то все получается вполне достойно.

Ну дык рассказал бы как нормально сделать...

[vouk]

В промежутке между импульсами ШИМ напряжение на якоре двигателя пропорционально его скорости (при постоянном возбуждении). Вот его надо мерять и стабилизировать, если не хотите дополнительно датчик скорости ставить. При этом сам двигатель используется, как тахогенератор.

[vouk]

Дубль получился, удалил...

[Popeye]

В свое время достаточно поигрался с мерянием скорости без энкодера. Если мерять ЕДН на двигателе надо отключать питание на достаточно долгое время, ~20мС, если не подводит склероз. Чтоб закончились паразитные переходные процессы. Двигатель достаточно большая индуктивность, даже скоростной диод для гашения обратных всплесков напряжения не очень помогает. Конденсатор параллельно мотору нелзья, так как управлялся ШИМ. Может цепь из дросселя и конденсатора помогла бы, не пробовал. Плохо в результате отключения возникал ощутимый гул низкой частоты.
Второй путь вычисление по формуле Обороты = Uротора - Iротора*Rротора. Низкочастотный шум изчез, да получил неприемлимо большую ошибку при низких скоростях в сочетании с большой нагрузкой. Ну и потопал по утоптанной тропе, поставил энкодер. Там тоже подводных камней хватает, да проблемы решимые.
Выбирайте что вам подходит
Удачи!