Irms ve Ipeak Ölçümü Üzerine Devre Analizi

[fractal]

açıkça nasıl yapacağımı biliyorum ama bu kullanmayı düşündüğüm yöntemden daha iyi bit yöntem varmı bilmiyorum.şimdi ben normalde ne yapıyorum;akımı ölçüyorum referansla karşılaştırıyorum bir peryotta bullduğum açma kapama değerler tapbolusundan hepsini aynı oranda azaltıyor yada arttırıyorum.eğer çıkış dalgam sinüs ise budurmda frekans değişmeden sadece genlik değişiyor.bu durumd ben sadece on-off kontrol yapmış oluyorum.benim kullandığım sistemden önceden sezinleme yapmış olmuyor yada geç cevap veriyor.şimdi bu pid parametreleri,ni bulmak iş..tamam pid parametrelerini buldum ve bir x değeri elde ettim şimdi bu x değerini çıkarıp eklemem lazım ozaman..
mesaj birleştirme:: 09 Aralık 2012, 14:11:15
halen cesaretle ilgili kısmı açıklamadınoz:)

[z]

Cesaretle ilgili kısmı mesajınıza sonradan eklemişsiniz. Mesajınızın editlenmemiş halini okuduğumda yoktu şimdi haberdar oldum.

Çalışma prensibini tam olarak bilmediğim sistemler üretip ticaretini yapmaktan çok korkarım ve asla bu işlere girişmem. Ne zaman inciğini boncuğunu bilirim o zaman iddialı ürün yaparım.

O yüzden sordum. 30 Kva da iddialı bir rakam olduğu için dikkatimi çekti.

Fakat gözlemlediğim bir konu var ki para kazanmak adına doğru yoldasın. Bir sistemi ne kadar çok bilir, ne tip problemler yaşanacağını kestirebilir, ne zorluklar olduğunu görürsen o sistemi ya hiç üretemez yada o işten o kadar az para kazanırsın.

Fakat sistemi ne kadar az bilirsen o kadar cesaretli olur ve çok para kazanırsın. Etrafımda bu teorinin geçerli olduğu canlı örnekler çok.

PID konusunu biliyorsan sorun yok. PID ile akım kontrolu diye ayrıca bir soru sormana gerek yok.

PID kontrolde, geri beslemen akımla orantılıysa o sistem akım kontrolörü olur. Geribeslemen ne bileyim hızla orantılıysa o sistem hız kontrolör olur.

Fakat;

Genelde fiziksel sistemler alçak geçiren filitre davranışı sergilerler. PID de her ne kadar D bileşenine sahip olsa da o da bir alçak geçiren filitredir.
Durum böyle olunca PID ile kontrol edilen sistemler genellikle bir nokta civarında dengede durmaya çalışan sistemlerde başarılıdır. Eğer durağanlık yoksa yani giriş referansın örneğin sinüsel bir sinyalse dolayısıyle kontrol etmeye çalıştığın sistemin çıkışında sinüsel olmasını istiyorsan sistemin frekans tepkisi de alçak geçiren karakterinde olur. Bu da yavaş tepki anlamına gelir.

Bu nedenle AC motor kontrolünde, PID çıplak haliyle kullanılmaz. Akımlar üzerinde D/Q (Clarke Park) dönüşümü gibi dönüşümler ardından PID kullanılır. En son tekrar ters dönüşümle frekansa geçilir. Böylece  AC motorun DC eşdeğeri elde edilir ve sanki DC motorun sabit bir referansda bir noktada çalışıyormuş durumu sözkonusu olur.

D/Q dönüşümleri trafo gibi durağan sistemler için de yapılıyor fakat detaylarını bilmiyorum.

Gene de 50Hz için PID kullanılabilir ve PID kontrolü hiç bir değişiklik yapmadan akım için de kullanabilirsin.

[JOKERAS]

"Fractal" dostum aslında "z" üstadın şu kelimesi gerçekten çok anlamlı...
Fakat sistemi ne kadar az bilirsen o kadar cesaretli olur ve çok para kazanırsın. Etrafımda bu teorinin geçerli olduğu canlı örnekler çok.
Bence bunda alınacak bir şey yok!..Ayrıca sizin buradaki bazı arkadaşların gözlerinde $ işareti çıkmış ithamınız hiç şık değil...

"z", "Fractal"'ın IGBT gate ölçme sırasında IGBT patlaması konusunda size katılmıyorum.
Bu IGBT'nin patlaması scop topraklaması veya şebeke izalasyonu ile alakalı olmadığını düşünüyorum.Scop'u gate dokunduğumuz anda scop prob'unun empedansının
IGBT gate pulse zamanlamasını bozduğunu ve bu yüzden bozulabileceğini düşünüyorum,bunu bir defa denersiniz bir şey olmaya bilir,defalarca kere denersiniz yine bir sorun olmayabilir,ama IGBT ON-OFF zamanını veya gate genliğini bozabilecek bir ana denk geldiğinde kesinlikle bozulur.
Onun içindirki bu tip devrelerde sinyal ölçmek için test point noktaları
farklı noktalardan bakılır,diye düşünüyorum.

[z]

Şimdi kağıt kalemi al ve şu şemayı çiz.

Şebekeyi köprü diyodla doğrult. Gnd ve +310v oluştur.

Gnd dediğin IGBT lerin emetörüne bağlı.

Şebekeye bağlı scopun probunun şasesini yani Gnd ucunu IGBT nin emetörüne bağla. Scopun Gnd pininin aynı zamanda toprak hattı olduğunu da gözönüne alarak, nelerin nasıl yanacağına bak.

Sonra da neden scopun toprak bağlantısını kesilmesi gerektiğine cevap ara.

[JOKERAS]

"z" üstadım onu biliyorum,demek istediğim o değilki.
Sizin söylediğiniz faz nötr çakışması,ayrıca ondan olmazda demiyorum
bu sebeple bir kaçdefa bende FET patlattığımı ve hatta bazı havyalardada topraklama hattının olmasından dolayı devrelerin arıza yaptığını biliyorum.
Bu sebeple benim prizlerimin hiç birinde topraklama yoktur.
Benim anlatmaya çalıştığım prob empedansının gate sinyal zamanlamasını veya genliğini bozabilecek olması.

[fractal]

p/q dönüşümünü inceledim.ilk önce pi işlemi yapılıyor sonra diğer işlemler.dikkat ettiğim nokta d-türev kontrolü yapılmamış.kontrolör tasarımında her şey benim okuduğum makalede sabit devir için akım ayarı üzerinden yapılmış.ve buna göre matlab blokları oluşturulmuş.tüm bunlar bana kendi uygulumamda şunları düşündürdü;
igbt leri h-köprü ile süreceğim için frekansımda bir bozulma olacağını sanmıyorum.çünkü period zamanlarını tam bildiğim için negatif alternasları oluşturmak için tam zamanında akımın yönünü değiştireceğimi düşündüm.beni zorlayacak olan akım profili oluşturmak olsa gerek.tabi ilk önce sadece oransal kontrolör ile geri besleme yapacağım.çünkü benim transfer fonksiyonum nedir?pid parametrelerimi nasıl hesaplarım bilmiyorum.deneme yanılma yoluylada nasıl olur bilmiyorum.aslında sistem deneme yanılmayla pid katsayılarını bulmaya elverişli değil.üstelik bunu yükteyken nasıl yapacağım ve bu ölçümleri yapacağım bir donanımda olmadan..matlaba sorayım diyorum:benim transfer fonksiyon nedir?ben değişik formlarda değişik frekanslarda çıkış almak istiyorum.

[fractal]

aklıma gelmişken şunuda hesaplamak istiyorum.en küçük pwm aralığında ne kadar akım çekilir sürücüden.yada pwm aralıklarını en küçük değerle 1 artırdığımda akımdaki değişme ne kadar olur.motor sargısını R ve Xl sini bildiğimi farz edelim frekansıda biliyorum çekilecek teorik akımı nedir?

[z]

PWM deki bir birimlik artışın akımdaki etkisi hemen ortaya çıkmaz.

[fractal]

şu noktayada kfam takılmıyor değil.
bir peryot boyunca akım örnekleri alıp diyer peryodun pwm fonksiyonunu ona göremi azaltıp çoğaltmalı?yoksa bir peryot içinde belli bir aralıkta örnekler alıp daha peryot bitmeden pwm fonksiyonumu güncellenmeli?

yapmaya çalıştığım inverterde ben tepe noktalarını sayıyorum ve kontrol etmeye çalışıyorum.akım değişimlerine çok hızlı tepki vermem lazım.her peryotta istediğim akım değerlerini yakalamam lazım.hangi yöntemi kullanmam daha doğru olur.

[z]

Zaten pwm in doğası gereği bir pwm sinyalin bir peryodu içindeyken pwmi değiştiremezsin. Ancak bir sonraki pwm sinyalin Ton süresiyle oynayabilirsin.

Dolayısı ile akımdan yaptığın ölçümlerle hesabını kitabını yaparsın ve bir sonraki pwm için pwm registerlerini update edersin.
Genel kural olarak 20Khz pwm sinyal kullanıyorsan 25us den çok daha az bir süre içinde ADC ölçümlerini ve PID vs hesaplamalarını yapmış olman gerekir.  (Motor uygulamalarımda tüm motorların akım regülasyon rutinlerini 10us de bitirmeye çalışıyorum.)

İşlemcinin gücü, bu süre zarfında hesaplamaları yapmaya yetmiyorsa her iki pwm de bir update yaparsın. Yada her 3 pwm de bir.
Fakat bu, akım regülatörünün band genişliğini düşürür.

Sen bu kısma kafa yorma. Donanımını yap bitir. Bu kısımlar donanıma kod yazacak arkadaşının sorunu.

[fractal]

kodları ben yazacağım hocam.hemde daha önce kullanmadığım bir işlemci ile daha önce yazmam gerekli.hem 32 bit hemde arm deneyimim olucak...stelaris lm4xx bulamadım lm3sxx 80mhz-100dmips  göre devre tasarımı yaptım.kullandığım igbt lere baktım 700ns altında tetikleme yapılamıyor.ben bunu 1us desem max pwm frekansı 1Mhz olabilir.adc örnekleme hızım max 1us 1000 defa olabilirmiş.ben şöyle düşünüyorum inverterden max 500hz üreteceksem anahtarlama frekansımı 4-10-20khz yapmamda zaten hiçbir sıkıntı yok.f=500hz ise  t=2ms yapar.eğer anahtarlma frekansı 20khz olursa T/2 göre her 25us de bir üreteceğim dalga şekline ve freknasına göre güncelleme yapacağım.yani 1 period için 80 kez güncelleme oluyor.oda şu anlama gelir örneğin üçgen dalga üreteceksem 80 tane pwm değer noktam olması gerekir.akım kontrolünü her parça için ayrı ayrı yaparsam çıkış dalga şeklim bozulmazmı?ve bu basit hesaplar doğrumudur..

şu noktalarda soru işaretli ..irms değeri her parçdaki değermi olucak yoksa 80 parçanınkilerin ortalama değerimi?

[fractal]

bu konuda ne dersiniz by z

[z]

Elbetteki akım kontrolunu her bir pwm darbesinde akımın aldığı değere göre parça parça yapacaksın.

Müdahele et -> sonuca bak ->Müdahale et

RMS akımı ise akımdan aldığın 80 tane sample'a bakarak hesaplayacaksın. Fakat hep bir PWM darbesinden hemen sonra RMS değer hesaplamak istiyorsan akımdan aldığın 79 geri sample değeri ile o anki sample değerinden anlık RMS de hesaplayabilirsin.
Dairesel bir buffer kullandığında istediğin an RMS hesaplarsın.

Sorduğun sorular akım kontroluna özgü özel sorular değil. Sinyal işlemede genel sorular.

[fractal]

800 hz bir dalga üreteceksem t/2=625us yapar.eğer 32 nokta seçersem sinüs için;19.5 kez pwm sinyalinin duty cyclenı güncellemem lazım.oda dolasıyla şu anlama gelir her 19.5 us de tüm İrms ve Ipeakrms değerlerini hesaplayıp güncellemede yapmalıyım.İrms tamam sanırım 64 tane örnek alıp hesaplama yapabilirim bu kadar zamanda..peki peak akım için bu 64 tandeden en büyük 8 tanesini bulan algoritma çok zaman almazmı?işlemcim 80mhz de açlışacak acaba bu zaman değrleri benim için çokmu kısa..

bu her darbe süresi için okuduğum irms ve peak rms değerleri benim üretmek istediğim sinyalin genel irms değerlerimidir.çünkü irms hesaplarken her iki alternasdan örnekler alınarak yapılıyor.burda alternaslar değilde belli aralıklarla her alternasın parçlarında yapılıyor.bu neyi değiştirir.

asıl sorulardan biride şudur:umarım anlatabilirim.her pwm darbesi güncellemesi geldiğinde bu güncelleme neye göre olucak.yani
1.)19.5 us içindeki irms değere göremi,
2.)19.5 us içineki birkaç değer alıp ortalamasına göremi
3.)yarım periot 625us içindeki irms değere göremi
bizaten dc bara gerilimi açma kapama oluyor akım sinüs formunda değilki alternasları biz elde etmeye çalışıyoruz.neden bunun için rms hesaplayalım.yani akımın hemen anlık değerini adc den okuyup pwm güncellemesini ona göre yapsak.yada 19.5 us saniye içinde birkaç defa akım adc okuyp ortalamasına göre yapsak.illa bu kadar kısam zamanda irms bulup ona göremi olucak.biz sadece 19.5 us de birkaç ortalama ile o laternasın akımını kontrol edebilirmiyiz.

doğrusal olmayan akım sadece rms metoduylamı doğru şekilde ölçülür aslında soru bir bakıma buna geldi.

[pisayisi]

Genelde pwm nin inen kenarında üretilen kesme ile adc den geribesleme gerilimi ölçülür. Bu değer işlemcinin adc girişine gelen o anlık akım değeridir, genelde sadece bu akım değeri kullanılarak geribeslemeli pid yada başka kontrol sistemleri kolayca tasarlanabilir. Geribesleme devresinde pwm frekansına akord edilmiş bir alçak geçiren pasif filtre kullandığınızda, pwm işaretine bağlı olarak değişen, yük akımının dc ortalama değeri ile orantılı bir çıkış elde edersiniz. Böylece mcu içinde rms mi ortalama mı gibi hesap kitap derdi kalmaz...

15khz pwm işareti için tipik bir filtreleme devresi aşağıdaki gibidir...

[IMG]http://imageshack.us/a/img716/7754/shuntfeedback.jpg[/img]


İdeal dalga şekilleri akım ekseninde asla gerçeklenmese de aşağıdaki grafik fikir verebilir...


[IMG]http://imageshack.us/a/img834/3516/pwmfiltered.jpg[/img]