Перейти к публикации
  • записей
    56
  • комментария
    464
  • просмотров
    252 478

55. Очередное "здоровое питание" для PMDC мотора

vsh

203 просмотра

Permanent Magnet Direct Current (motor) - достаточно распространенная английское сокращение. Аналогичное русское вероятно тоже есть, но мне оно неизвестно.

Поначалу написал об этой разработке в конце комментариев к страничке своего блога про первое "здоровое питание". Потом сообразил, что в старые блоги (5 лет прошло!) никто не заглядывает. А там еще комментариев набежала целая куча, так что если кто и забредет, то до нужного места все равно вряд ли доберется.

Поэтому пишу здесь с чистого листа и добавляю существенных подробностей. Да не осудит меня начальсьво за совсем небольшое самодублирование!

Пять лет назад я заменил в своем китайском токарном Sieg C3 (7x14") родной тиристорный регулятор (вполне исправный) на китайский ШИМ на полевиках с Aliexpress. В отличие от тиристорного  он питает двигатель не коротким обрывками сетевой синусоиды, а честным постоянным током (но при этом вовсе не постоянным напряжением!). Исходная покупка совсем никуда не годилась, но сравнительно малой кровью ее удалось доработать до отличного регулятора. Эпопея описывалась в отдельной ветке, а потом в блоге (ветку закрыл). Поддержка ветки оказалось для меня слишком нервным занятием, тем более, что ни один(!) форумчанин тогда реально не заинтересовался. В той ветке я старательно разъяснял, чем так хорош постоянный ток (потому и "здоровое питание") для PMDC, поэтому повторяться здесь не буду.

Непосредственный интерес у народа проклюнулся где-то года через три, ну а вскоре китайцы прекратили продажу своих недо-регуляторов (сырье для доработки). В итоге "успели на поезд" всего несколько человек. Новые китайские регуляторы, пришедшие на смену снова никуда не годятся (народ уже успел убедиться), а один (на МК) еще и доработке практически не поддается. Под новую проблему была создана специальная ветка, а я даже посодействовал в ее организации. Автором темы были героически нарисованы схемы и оригинала и доработки. К сожалению, по простейшему пути: скопировать прототип вместе с платой (с учетом доработок) никто идти не пожелал. Нашлись советчики, пробудились подзабытые электронные знания и энтузиазм. Начались первые пробы. А потом все вдруг внезапно замерло (или умерло?)...

Так или иначе, но меня что-то где-то  "зацепило" и я потихоньку разработал собственный регулятор, повторяющий функционал доработанного китайца, но лишенный его порока, который малой кровью никак не вылечить. Порок такой: все управляющие цепи привязаны к выходу (на мотор), который при работе дергается с амплитудой 300 В, частотой 16 кГц и субмикросекундными фронтами. Такая вот "виртуальная земля"! Это сильно упрощает схемотехнику, но нарушает все электронные приличия, да и ТБ заодно.

Поскольку поначалу я рассматривал свою разработку как блажь, то использовал под нее самую бестолковую макетку, ждавшую своего часа аж с начала 70-х. Она непривычно толстая (2 мм), бурая, с почерневшим серебром на проводниках и предназначалась для 14-ногих микросхем (155 серия) с "распяленными" выводами. Чтобы не тратиться на входные электролиты, я использовал 200-вольтовые из безнадежного компьютерного БП. Вспомогательное питание 2х15 В сделал на отдельной (хорошей) макетке и установил ее целиком (с нее все и начиналось). Ставить два(!) 20-амперных полевика, как было у китайцев, я пожадничал, ограничившись одним.

P1060147.jpg

Когда все заработало как задумывалось и было проверено на разных макетах нагрузки, возникло желание проверить новый регулятор и в реальном деле тоже. Тут у меня был всего один вариант - заменить в своем токарном доработанный китайский регулятор на этот (нет ни лишнего мотора.ни станка с подобным мотором). Ну а макетка (конечно!) влезать в станок не пожелала. Пришлось обрезать края и ставить настоящую клеммную колодку. В итоге впихнуть невпихуемое удалось. Смотрится несколько похуже китайского, но зато свое! :classic_smile:

P1060236.jpg

В процессе обкатки на макетах нагрузки я понял, что без обдува такая штука может долговременно выдавать в нагрузку ватт 200-300, но уж никак не 500, как обещали китайцы. Проверил на макете нагрузки снятую со станка китайскую - результат тот же. К счастью, эти долговременные 500 Вт в реальности совершенно не нужны. На моем движке (>15-летней давности) честно написано 350 Вт, на теперешних (поменьше. но с тем же сопротивлением якоря) - уже 600, но они даже "пожиже" моего. В реальности переделанный китайский регулятор оттрубил в моем токарном 5 лет без нареканий, а уж движок я не щадил нисколько. Возможно, если гонять станок часами в режиме сурового  "силового точения" без передышки регулятор (или движок?) перегреется и сдохнет. Но такого и я сам не выдержу и остальное станочное железо. :classic_smile:

А теперь обещанные подробности.  Я снял осциллограммы тока и напряжения на выходе регулятора при 1500 об/мин у двигателя. Все сгруппировано на одном рисунке: слева ток, справа напряжение. Сверху почти максимальный нагрузочный момент (шпиндель на высокой передаче, торможение рукой), а справа - нагрузки на шпиндель нет. Шкала тока - где-то 0.8 А/деление. Шунт - малоиндуктивный из китайских резисторов с Aliexpress (поэтому и 0.8 вместо 1.0). Иногда китайский 1% точности у резисторов значит 2-3, а тут аж целых 20 с гаком!.

Total_96.thumb.jpg.ef61953410f88c5cf524b91a642abc54.jpgP1060241.thumb.jpg.e0c9cd660ca28c9f91b2ae52e9931a73.jpg

Как видно из осциллограмм, ток через двигатель - практически постоянный. Напряжение на нем жутко скачет, но 20 мГн индуктивности якоря делают свое дело. Для макета нагрузки я использовал низкочастотный дроссель Д-53 (тоже 20 мГн) последовательно с мощным нагрузочным резистором. Для порядка добавлял последовательно 2.7 мГн на крупном кольце из альсифера - это несколько уменьшало броски тока на фронтах напряжения. Чем определяются выбросы: потерями в сердечнике на ВЧ или параллельной емкостью обмоток я не разбирался. На станке этот дроссель не нужен (как показали 5 лет эксплуатации).

Последние рассуждения я выложил потому, что в упомянутой недавней ветке было много пересудов вокруг этого. Там я был вынужден молчать (уже давно дал себе зарок и не пишу в ветках (кроме веток об организации форума). Надеюсь, приведенные свидетельства достаточно убедительны чтобы более к этому не возвращаться.

Обнаружил, что сетка на осциллограммах не видна - пропала при уменьшении картинок. Даю одну исходную как образец (число делений сетки у всех одинаково).

pic_96_1.thumb.gif.8f7e0ac25ea4700f361a4a043ce457c2.gif

 


×