3 fazlı asenkron motor hız kontrolü için entegre tavsiye edin.

Başlatan picmanya, 28 Ağustos 2010, 14:53:23

picmanya

etiketinde 1,1 Amper ve 900 devir/dakika değerleri verilen 3 fazlı asenkron motoru saniyede 1Hz. ile 50Hz. arası frekanslarda hız kontrollü ve yön değişimli olarak çalıştırmam gerekiyor.
frekans / devir  ve yön bilgisini vererek asenkron motor sürücü devresini kontrol etmede kullanabileceğim hazır standart olarak satışa sunulan entegreler varmı?

not:
mikro işlemci içine yazılabilecek bir programla bu işin yapılabildiğini biliyorum hemen bu yöntemi kullanmak istemiyorum ben sadece bu iş için hazır sunulan kontrol entegreleri varmı onu öğrenmek istiyorum.

picmanya

devamlı olarak işlerimde kullandığım işlemcimde 3 fazlı asenkron motor sürmek için 6 adet motor kontrol pwm çıkış pinleri var.(MCPWM çıkışları)hatta bu işlemcinin bir üst serisinde bu pinler 8 adet olarakda sunulmuş.

bu işlemci pinlerini motor kontrol etmede daha önce hiç kullanmadım.daha doğrusu fırçalı dc motor haricinde başka hiç bir motoruda işlemci üzerinden kontrol etmedim.

microchip'in sitesinde ve burda bir takım bilgiler var ama bana bu işi yapmam için yeterli gelmedi işin genelde teorisi anlatılmış sürücü güç devre şeması ve 6 adet transistöre nasıl bir yazılımla pwm sinyali verilmesi gerektiği noktaları çok kabaca anlatılmış.

benim kontrol etmek istediğim motor sincap kafesli(rotoru kısa devre çubuklu),statoru bakır sargılı, 3 fazlı asenkron bir motor.
etiketinde verilen değerler;
yıldız = 400V, üçgen = 230V.
Frekans= 50-60Hz.
motor nominal akımı = 1,1A.
devir = 900d/d

yapmak istediğim işte istediğim zaman asenkron motoru hem sağdan-sola hemde soldan-sağa doğru mümkün olan en az dönme deviriyle ve 900d/d arasında milini döndürebilmeliyim.

bu durumda motoru en fazla 50Hz. ile süreceğim diyebiliriz motorun nominal devir sayısı üzerine çıkmayı düşünmüyorum.belki 50Hz. frekanslara bile çıkmam gerekmeyebilir.yani büyük ihtimalle devamlı olarak daha düşük frekanslarda çalışmak zorunda kalabilirim.

motor miline bağlı mekanik yükle motor mili arasına devir dönüştürücü redüktör tarzı bir mekanik eleman girmeyecek motor mili direkt mekanik yüke bağlı olacak ve motor her zaman yük altında çalışıyor olacak.

mekanik yük bu motor için fazla sayılmaz hatta bu motorun yarı gücünde bir motorlada bu yük gayet rahat kontrol edilebilir.
mekanik yük motor milinin her iki yana dönüşü içinde aynı şiddette yani yük yere paralel ilerletilecek.

motor miline bağlı milin dönme hızını dijital çıkış veren enkoder var.motor döndükçe pals üretiyor.bunun çözünürlüğü şu anda milin tam bir turunda 4 pals ama gerekli olursa pals sayısını arttırabilirim.

yapmaya çalıştığım işte, 3 fazlı sincap kafesli, statoru sargılı asenkron motoru kontrol etmek işin yalnızca bir kısmı olduğundan hazır asenkron motor sürücü kullanmak istemiyorum.işlemciyi nasıl olsa kullanacağım ve işlemcimdede hazırda asenkron motor kontrol modül pinleri mavcut.ve bu pinler fazladan kullanılmadan duruyor.

Motoru AC 50Hz. 230V. tek faz + nötr besleme üzerinden kontrol etmem gerekiyor.

arge aşaması için ayrık mosfet yada igbt lerle bu işi yapmak istiyorum.

bu iş için bir devre şeması hazırladım buraya koyup fikir almayı planlıyorum.

ama öncelikle şemada değişiklik yapıp yapmama konusunda bir kaç soru sorup gerekli düzenlemelerden sonra şemayı koymayı daha uygun gördüm.

sorularım;
sistemin güç devresinde kullanılacak yarı iletken anahtarları, motor nominal akımının en az 10 misli fazladan akıma rahat dayanacağını düşünerek seçeceğimizi ve dc link kondansatörleri ile köprü diodu da yüksek kapasitelerde kullandığımızı düşünürsek,

1-) motor sürücü yarı iletken anahtarları n-kanal mosfet mi, yoksa n-kanal içinde hızlı ters paralel diyotuda olan igbt lerdenmi kullanmalıyım?
2-) böyle bir kontrol için 6 adet motor sürücü yarı iletken kullanmam yeterli olurmu? yoksa frenleme için fazladan 7 inci bir yarı iletken,diyot ve fren direnci kullanmalımıyım.

herkesin fikri benim için önemli ama yanlış anlaşılmazsam daha çok konu ile ilgili çalışmaları olan,bu konuda iyi olan olan arkadaşların görüşlerini almak istiyorum.

bu çalışmamda kullanacağım platformlar ve donanımlar;
dsPIC30F4011  30Mips
Mplab-Ide
Microchip C30 c3.24 Full_Lisanslı
ICD3 programmer
Proteus Ares
Tek Yüzlü veya gerekiyorsa çift yüzlü (kanal içi kaplamasız) FR4(Epoksi) 30mikron bakır kaplı pcb
normal elektronik kompanentler (smd değil)

projemde çok ciddiyim.işin belirli bir düzeyde ilerlemesi durumundan sonra bütün doneleri burda yayınlayıp paylaşacağım.
pcb yi kendimiz profesyonel olarak maskeli pedler lehim kaplı olarak üretiyoruz.
bu işin pcb sini 10 adet'e kadar olmak koşuluyla, herkese bir adet olmak üzere kargosuda bana ait ücretsiz gönderebilirim.

not: öncelikle motor kontrolü için arge çalışması yapıp sonuca ulaştığımda sistemin geri kalan kısmınıda içeren komple bir kart tasarlamayı düşünüyorum.öncelik motoru kontrol etmede benim eksiğim bu kısım.

herkese kolay gelsin iyi çalışmalar.

picusta

AC motor kontrolü apayri bir konu.
Basitçe yapilacagi gibi, çok kompleks kontrol sistemi de yapabilirsin.
Aradaki fark enerji verimi ve kontrol kalitesi olacaktir.

Kullancagin araçlarin arasina  Matlab-Simulink tarzi bir program eklemen faydali olabilir.
ilk link benden , TI DSP ile FOC AC motor kontrole giris :
http://focus.ti.com/lit/an/bpra073/bpra073.pdf

Simulink SimpowerSystems ile modelenmesi :
http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/toolbox/physmod/powersys/ref/fieldorientedcontrolinductionmotordrive.html

Daha sonra Simulink sana kontrolörün kodunu otomatik üretir, en azindan ANSI-C kod olarak (fixed veya floating point).
dsPIC özel toolboxu kullanirsan dsPIC için optimize edilmis kod ve yazmaç ayarlarini da yapar .

picmanya

Alıntı yapılan: picusta - 29 Ağustos 2010, 13:50:28
AC motor kontrolü apayri bir konu.
Basitçe yapilacagi gibi, çok kompleks kontrol sistemi de yapabilirsin.
Aradaki fark enerji verimi ve kontrol kalitesi olacaktir.

Kullancagin araçlarin arasina  Matlab-Simulink tarzi bir program eklemen faydali olabilir.
ilk link benden , TI DSP ile FOC AC motor kontrole giris :
http://focus.ti.com/lit/an/bpra073/bpra073.pdf

Simulink SimpowerSystems ile modelenmesi :
http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/toolbox/physmod/powersys/ref/fieldorientedcontrolinductionmotordrive.html

Daha sonra Simulink sana kontrolörün kodunu otomatik üretir, en azindan ANSI-C kod olarak (fixed veya floating point).
dsPIC özel toolboxu kullanirsan dsPIC için optimize edilmis kod ve yazmaç ayarlarini da yapar .

daha öncesinde aynı işde dc fırçalı 24V. motor kullanıyorduk.bunun kontrolününde sorunumuz yokdu.
yalnız bu sistemin motor ve mekanik maliyetleri fazla oluyor.bir süre sonra fırça sorunları yaşıyoruz değiştirmek gerekiyor.asıl sorunu mekaniğinin zor ve pahalı olması idi.

motoru asenkron motora çevirmekdeki amacımız motorun ve mekaniğin daha ucuza mal olması ve motor üzerinde zamanla değiştirilecek parçanın bulunmaması.temiz ve sorunsuz bir motor ve mekanik amaçlıyoruz.

asenkron motorla hassas bir kontrol yapmayı düşünmüyorum zaten motor üzerinde buna izin verecek bir enkoder yok.motor bir yöne 1-2 santimetre fazla dönmüş sorun olmaz yeterki motoru normal bir şekilde kontrol edelim.

normalden kastım şebeke geriliminde çalıştığı ses ve titreme ile motoru kontrol etmek bu haliyle elektriği biraz fazlada tüketse sorun olmaz.

aslında motoru kontrol için gerekmeyecekse üzerindeki enkoderide kullanmak istemiyorum motorun ileri ve geri yönde döneceği son nokttayı biz limit switchlerlede belirleyebiliriz.

enerji tasarrufu yapmak ve hassas kontrol değil amacımız asenkron motoru nominal deviri ile minimum deviri arasında yön ve hız kontrollü kontrol etmek istiyoruz.

öncelikle yukarıda sorduğum iki soruya en uygun ve doğru cevabı bulabilirsem hemen şemayı burda yayınlayacam ve olması gereken pwm sinyali ve işlemci programına geçmeyi düşünüyorum.

asenkron motoru normal sürücü ile denedik sonuç gayet olumlu ama sürücü bizim kontrol kartını yapmamızı devre dışı bırakmıyor yine bir kontrol kartına ihtiyacımız oluyor.mademki kart kaçınılmaz ve kullandığımız işlemcinin asenkron motor sürme özelliği var bunuda ilave edelim ve ayrı bir ürün olarak sürücü kullanmayıp kendimiz yapalım istiyoruz.

bu işte frenleme transistörü ve direnci kullanımı gerekirmi? yarı ieltken olarak hangisi kullanılmalı mosfetmi igbt mi?


ipek


picmanya

bu tarz kapsamlı projelere internetde ve burda pek rastlanmıyor.

rastlantıya bakın verdiğiniz projede kullanılan işlemcinin aynısını bende yaptığım mikro işlemcili işlerimde kullanıyorum.

ipek 'in verdiği projeyi aynen birebir kullanmak istesem ve bir pcb çizip aynı elemanlarla toparlasam başarılı olmama ihtimalim ne kadardır.

şemadaki devrede anladığım kadarı ile biz mikro işlemciye bir pot aracılığıyla motorun çalışacağı frekansı dolayısıyla döneceği devri giriyoruz ve motor bu potdan aldığı bilgi ile dönüyor.

peki motordan geri besleme olarak ne kullanılıyor? şemadaki TP1 ve TP2 yazan pinlerle ne yapılıyor bu pinlerin görevini tam olarak anlamadım bunlar geri besleme içinmi kullanılmış?

picusta

TP  "test point" 'un kisaltilmisidir.
PCB'de bu test pointlara ölçü aleti takip büyüklükleri ölçüyorsun. Nitekim verilen osiloskop fotograflarin yaninda TP1 ve TP2 diye belirtilmis.
Gördügün gibi o sayfada 2 proje var :
1. açik döngü V/F kontrol, hiz geri beslemesi yok.
2. hizi hesaplamak için gözlemci kullaniyor (Ters Clark ve Park dönüsümleri ile). En alttaki osiloskoptaki egriler gözlemcide hesaplanan hizi tachometreden alinan ile karsilastiriyor ve dogru çiktigi görülüyor.



picmanya

bu projede motor yönü nasıl değiştiriliyor.
diyelim motor potdan alınan maksimum frekans değeriyle maksimum hızda bir yöne dönüyor ve biz birden motoru ters yöne döndürmek istedik bu projede motor nasıl davranıyor bu iş oluyormu?

sanki bir takım eksikler var gibi projede.

bu işe uygun bir yazılımı hazır bulmam zor olacak anlaşılan peki bu işe özel kullanımı sade özel bir entegre üretilmişmi?zorlanmaya başladığımdan özel entegreleri bir daha incelemek istiyorum.


picusta

Bobinlere 1 2 3 sirasi ile verecegin aki vektörünü 3 2 1 sirasi ile verirsen ters yöne döner.
Space vektör modülasyon blogunun içinde halledeceksin.
çok çabuk pes ettin.

picmanya

iki fazın yeri değiştiğinde asenkron motorun devir yönüde değişir bunu biliyorum.
ben üstteki ipek'in verdiği projede motor yönü nasıl değiştiriliyor onu sormuştum.
devrede bir frekans/motor hız ayar potu var birde iki tane test point uçları başka bir şey yokki tabi şemada görüldüğü gibi pic'in diğer pinleri gerçekden kullanılmamışsa.
belki pot'u orta konum kullanıp sağa veya sola kayma yönüne göre yön ve hız ayarı yapılıyor olabilir.

ama proje yinede çok yavan asenkron motoru en azından kendi yazacağım mikro işlemci programıyla ve mikro işlemcinin MCPWM modülüyle sürmekden şu anda vazgeçtim.

dahada mecbur kalmadıkça asenkron motor sürme işinden uzak duracağım.ne bela işmiş uzakdan göründüğü gibi değil.resmen kayaya çarptık.işlemci programlamada bu güne kadar bu kadar zor bir işe rastlamadım.

gerçi mesajıma alakada pek olmadı ramazan olayıda var hemde mesajın üstünden daha bir kaç gün geçti.

herhalde formu iyice inceleyip araştırsın işini görür diye düşünenlerde oldu.gerçi bunu yapmıştım.

hem projeyi ilerledikçe açık olarak tüm hatlarıyla sunacağızda dedik.kart desteğide vardı.birde videoya falan çekerdik ama profesyonelleri böyle kandırmak zor oluyor galiba.

velasılı kelam asenkron motor sürme işi ciddi yardım ve hazır bilgi kod yoksa benden uzak Allaha yakın olsun.

para kazanınca halada bu projeye ihtiyacım olursa işi bilenden ücreti mukabilinde yardım almayı düşünüyorum.

herkese kolay gelsin.iyi çalışmalar.

Analyzer

Selam,

STM32 lerin de bir alt grubunda 3 faz asenkron motor kontrolü için uygulama notları olması lazım. Bu arada meşhur mc3phac entegresinden ne haber?

Analyzer
Üşeniyorum, öyleyse yarın!

teknikelektronikci

isinizi görürmü bilmem ama

http://focus.ti.com/docs/solution/folders/print/745.html


size bu konuda ne gibi bilgiler lazim ? calisitigm firma motor sürücü üretiyor semalari koymam yasak ama ögrenmek istediginiz kisimlari elimle cizer onlari koyarim bende su elimdkei proje bitsin günes arabasi icin brushless motor sürücü tasarlamk istiyorum insallah :) bu baslikda toparlayabilirsek bu konulari güzel kaynak olur kolay gelsin
Ey Türk istikbalinin evlâdı! İşte, bu ahval ve şerâit içinde dahi, vazifen; Türk İstiklâl ve Cumhuriyetini kurtarmaktır! Muhtaç olduğun kudret, damarlarındaki asil kanda mevcuttur!

ipek

motorola yada on Semi MC33035 var bu işlemci gerektirmiyor
sample olarak iki adet temin ettim biri mevta birisi çalışıyor fakat bununda hall effect sensorlara ihtiyacı var

Microchip uygulama notu AN587 var.

picmanya

bu konudaki çalışmalarımı zamanla sindire sindire yürütmem gerekecek.

MC33035 asenkron motor kontrolü için üretilmemiş.belki adaptasyon olabiliyordur ama asenkron motor kontrol edebilir gibi bir yazı göremedim.
AN587 ninde bu işle alakası ne onu anlayamadım.

geri kalan link ve benzerlerine bende ulaşmıştım ama yinede o linkleri dikkatlice inceleyeceğim.
mc3phac'ı işlemci olmasından dolayı elemiştim.bununla dspic30F4012 kıyaslandığında bir avantajı kalıyormu?
tek avantaj içinde uzman kişilerce yazılmış bir yazılımın olması sonuçda bunun kontrolünüde işlemci üzerinden yapmam gerekecek ve kullandığım işlemcimin 3 katı fiyatı var.bizim mc3phac içindeki yazılıma ve bunun mantığına ihtiyacımız var bu çip yanlış bir başlangıç olur bizi yarı yolda bırakı verir işlem çok kapsamlı olduğundan kendi işlemcime asenkron motor kontrol ettirmeliyim ama hiçbir konuda bu kadar zorlandığımı hatırlamıyorum donanım değilde yazılım aşırı derecesinde zor gördüğüm kadarı ile.

ufakdan başlangıç uygulamaları için bayram ve seçim sonrası haftasına kalır bu iş ama bilgisayar açıksa araştırmalara devam edilebilir.


Analyzer

Üşeniyorum, öyleyse yarın!