DC MOTOR/FREKANS İLİŞKİSİ

[bigbey]

Arkadaşlar DC fırçalı bir motorun EMC testi yapılmaması için TSE motorun 9 Khz den aşağıda bir frekansta çalıştığını teknik olarak anlatmak gerekiyor. Bu konuda konuşmak fikirleriniz almak istiyorum.
Aklıma gelen ilk koşul, DC bir kaynaktan çekilen motor akımı, değişken olması nedeniyle fırçaların on/off olması ile akımın seri bir yol üzerinde frekansın ölçülmesi ile bahsedilen frekansı  ölçmüş oluruz sanırım.
Fakat bu işlemi teknik olarak nasıl izah edebilirim.
Bu konuda yorum, fikir, önerileriniz bekliyorum.

[z]

DC motor sargılarından DC bileşenli  AC akımlar akar. Çünkü kutup akısı altında dönen sargılarda sinüsoidal voltajlar endüklenir. Her ne kadar akımın dalga şekli tam sinüsel olmasa da motor geometrisine bağlı olarak akım kesinlikle AC dir. Biz fırça ve kollektörlerden dolayı rıpıllı DC akım görürüz.

Sargılardan birisine akım sensörü koyup bunu ölçen pilli bir düzeneğin endüvi ile dönmesini sağlayabilirsin. Yeterince küçük ve hafif olmasını sağlarsan balans problemin azalır ve  wireless sistemle sargı akımını tam olarak çalışma masana aktarabilirsin.

[bigbey]

Evet.. Benim burada motorun ac bileşenlerinin veya çekilen akımda oluşan rıpılların frekansının 9khz den aşağıda olduğunu mühendislik olarak yazı ile ifade etmem gerkiyor.
Motorun kollektör bleziğinde 12 dilim var. motor maksimum 2500 d/dk dönebiliyor.
buna göre 2500/60= 41,6 d/sn
                12dilm X 41,6=499,2 ripple =hertz diyebilirmiyiz. Veya başka ifdesi varmıdır.
bu ripılları da seri bir yük üzerinden alıp osilaskopda AC olarak alıp peryodunu okuyup frekansın ne olduğunu hesaplasak yeterli olurmu?

[z]

12 dilim x 41.6 yapmamak lazım. Neden çarptın?

Ana kutup sayısı 2 ise her bir sargıdan akan akımın 41.6Hz olması gerekir.

Fakat burada rıpıl, sadece kutup alanının voltaj endüklemesinden kaynaklanmaz. Motor sürücün PWM yada benzeri analog olmayan teknikler kullanıyorsa motor akımın çok daha yüksek frekansda rıpıla sahip olacaktır.

[bigbey]

Motor 1 devirde 12 dilim üzerinden anahtarlanıyor ya o nedenle saniyede 41,6 devir dönüyor. yani saniyede 41,6*12=499,2 anahtarlama yapılıyor diye düşünmüştüm. bunu da frekans olarak nitelendirebiliriz'mi?
Ayrıca Motor tam DC gerilimle beslendiğinde oluşabilecek veriler üzerinden işlem görecek.

[z]

Frekans konusunda dediğinizden emin değilim ancak söylediğim gibi olması lazım.

Tüm sargılar kollektör üzerinden birbirine baplı. Bir sargı tam kutup altında iken diğerleri ileride bir kısmı da geride.
Sonuçta faz farklı fakat aynı frekanslı gerilimler endükleniyor ve bunların vectorel toplamı sözkonusu. bu nedenle ana akımın dediğim gibi 41Hz  olması gerekir. En basitinden fırcaya seri bir direnç bağlayıp bundaki rıpılın frekansının 41Hz mi yoksa 500Hz mi olacağını scopla gözleyebilirsin.

Kullanılan saç açısından bakılırsa frekansın 50Hz civarında olan 41Hz olması da mantıklı olur.

[pisayisi]

En güzeli toprak hattı ile motor arasına küçük bir shunt direnç seri bağla, motora normal dc gerilimi ver. Ve dirençte oluşan gerilimi fft alabilen bir osiloskopa gir. Görünen işaretin FFT spektrumunu incele orda hangi bileşenlerin hangi genlikle olduğu ortaya çıkacaktır. FFT alan bir osiloskop yok ise zaman düzlemindeki işareti pc ye aktarıp matlab gibi programlar aracılığı ile de frekans spektrumunu hesaplatabilirsin. Şahsi kanaatim pwm ile sürülmese bile 10 khz mertebelerinde hatrı sayılı genlikler ortaya çıkabilecektir. Hesap ile kitapla yapılır mı diye sorarsan kaotik bir sistem modelleme kısmı karışık. ancak kollektördeki dilim sayısı ve tur hesabı ve buna bağlı çıkan rakam; oluşan ark kıvılcıma bağlı olan işaretin temel frekansı hakkında fikir verebilir. Ancak bu frekans düşük  çıksada harmonikleri 10khz lere ulaşabilir hatta geçer de...



http://www.europeanjournalofscientificresearch.com/ISSUES/EJSR_63_3_07.pdf

[bigbey]

@pisayısı,
bahsettiğin imkanlar elimde yok. Ben sadece temel frekansın ve 3. bileşenine kadar oluşan frekansın 9 khz den büyükmü küçükmü onu TSE ye bir şekilde anlatmam gerekli yani kağıt üzerinde bunu nasıl anlatabilirim.
şimdi bir seri yük üzerinde analog skop ile oluşan salınama bakarak peryodundan frekansını alacağım. Şu an motor elimde değil 2 saat içinde gelecek bakalım sonuç ne olacak.

[z]

Evet eğer harmonikler önemli ise ki EMC testi gerekecekse harmonikleri de gözönüne almak lazım. Fırçalarda oluşan ark, kesinlikle yüksek frekanslı harmonikler oluşturacaktır.

Bizim ele aldığımız sargı akımında bunu tamamen gözardı ettik. Öte yandan kutupların ve endüvinin geometirisinden dolayı endüklenen gerilimler sinüsel formdan uzaklaşır. Bu durumda da hesapladığımız sinyalin yani 41Hz in harmonikleri de işe girecektir. Ancak burada asıl sorun yaşlan motorun kollektor ile fırça arasında oluşturacağı arkın git gide daha büyük genlikte harmonikler oluşturması durumu.

Uygulama alanı kritik ise ölçümleri yaşlı bir motor üzerinde yapman gerekecek. AM radyo ile, çalışan bir motorun çıtırtıları duyulabiliyor. Hiç ölçü aletin yoksa bile motor civarına radyo yaklaştırmak işin vahim olup olmadığını gösterebilir.