Перейти к публикации
Killerchik

Детектирование изменения тока асинхронника

Рекомендованные сообщения

Граждане, приветствую.
В общем, есть достаточно простая задача (как мне кажется)-детектировать изменение крутящего момента на валу асинхронного электродвигателя. Именно изменение-есть некий процесс, который в определённый момент даёт нагрузку на вал движка. Двиг стандартный 4а 5,5кВт 1.500 об/мин. Крутящий момент на номинальной мощности-порядка 36Н/м. Момент холостого хода-не знаю, но видимо порядка 60%. Нагрузка, которая появляется на валу пока точно не определена, но примем порядка 0,5Н/м. То есть момент будет меняться с 21,6 до 22,1. Считаю, что примерно с таким же соотношением будет меняться и ток-учитывая номинал в 11,1А это будет изменение с 6.66 до 6,81 или на 2%. Цифры могут быть +- другими, но около этих.
И так, нужно надёжно измерять это изменение тока. Есть изменение-нужно это заметить. Именно заметить изменение-на абсолютные значения, мощность и т.д.-абсолютно плевать. В качестве мозга, которому нужно сказать "изменение есть"- вход АЦП ПЛК Delta. Измеряет напряжение и ток с разрешением 12бит. Это, к примеру, -2000....2000 для напряжений -10в....10в согласно мануалу.
Какой датчик подойдёт лучше для такой задачи? К токовым трансам у меня предубеждение, что будут ловить погоду на марсе. Видится шунт. Но как гальваноразвязать его с контроллером? Аналоговым оптроном? Потом (или перед) сигнал можно усилить небольшим трансом, к примеру). Если взять шунт на 75мв/20А, то при измеряемом токе напруга будет порядка 25мВ. Можно перевести это в ток 4...20ма, тогда разрешение контроллера те же 4000 точек, вроде бы и сигнал не надо усиливать.
Что я упускаю? С Холлами работал мало, датчик на эффекте Холла тут подойдёт?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Наберите в гугле "датчик тока 0-10 В". Или 4-20 мА. Или "с унифицированным выходным сигналом".

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Пронька Грезной

Выдаёт всё трансформаторные и Холловые. На шунтах нету.
А будет ли нормально работать транс в окружении кучи частотников-вопрос. Шунт мне видится куда как более надёжным.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Шунты используются обычно в цепях постоянного тока. Измерительные входы контроллеров тоже рассчитаны на постоянку.  Вы с шунта  получите 25мв переменки и как в намерены преобразовать в пропорциональный сигнал постоянки?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 часа назад, Killerchik сказал:

А будет ли нормально работать транс в окружении кучи частотников-вопрос

Будет нормально работать. Работают ТТ в подобных условиях. Никакой "погоды на Марсе" не выдают.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

ACS712

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
8 часов назад, Вал сказал:

и как в намерены преобразовать в пропорциональный сигнал постоянки?

Поставить две аналоговые оптопары (на нижнее и верхнее плечи синусоиды). Это даст постоянное напряжение с синусоидальной амплитудой. Этого вполне достаточно.
Но, конечно, если датчики на ТТ и Холлах нормально работают с асинхронниками, то не буду заморачиваться и куплю готовый датчик.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Обычный электромагнитный трансформатор тока и преобразователь в унифицированный сигнал, 0-10В, 0-20ма или 4-20.ма в зависимости от того какой у вас вход на контроллере. Наводки на цепи тока будут минимальные - там низкое сопротивление.

Ещё есть хитрый ход - взять недорогой счётчик с импульсным выходом (он будет показывать именно мгновенную мощность) и импульсы завести на дискретный вход ПЛК - сразу будет частотный сигнал. Какой-нибудь такой счётчик стоит недорого

https://www.minimaks.ru/product/schetchik_3f1tmerkuriy-230am-01__5-50a_380v__inkoteks

Только коэффициент преобразования нужно прикинуть, чтобы с одной стороны при макс мощности  дискретный вход успевал обрабатываться, а с другой стороны точность была. Ну или по модбасу даже прикрутить можно - они бывают с модбасом. Чтобы программатор не покупать запрограммировать их можно в любой районной электосети рублей за 500, Вот что-то такое будет недорого и просто - мы такую штуку делали в АСУ ТП для измерения мощности насосов, когда аналоговых входов не хватало.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Добрый день. Ребята.. У вас сразу несколько исходно ошибочных предпосылок :classic_smile:.

1. Изменение тока будет совсем маленьким. Изменяется фаза тока по отношению к напряжению.

2. Изменение крутящего момента - нелинейная функция от потребляемой полной мощности. И от активной мощности - тоже нелинейная.

С уважением

ПС     Я бы поискал решение в других вариантах

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Извиняюсь, утром не внимательно прочитал.

14 часов назад, Killerchik сказал:

Нагрузка, которая появляется на валу пока точно не определена, но примем порядка 0,5Н/м. То есть момент будет меняться с 21,6 до 22,1. Считаю, что примерно с таким же соотношением будет меняться и ток-учитывая номинал в 11,1А это будет изменение с 6.66 до 6,81 или на 2%.

Чё-то мне кажется нестабильность напряжения и коэффициента мощности в сети дадут Вам изменение тока в цепи двигателя значительно больше чем 2%. 

Или сеть чисто конкретно имеет прецизионные параметры?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
44 минуты назад, bullfinch сказал:

Или сеть чисто конкретно имеет прецизионные параметры?

Конечно нет :) Но напряжение весьма стабильно, изменения сильно растянуты во времени. То есть за минуту-меняется максимум на 1В. Повторюсь-нужно только скачок тока на эти прим. 2%, абсолютные цифры и стабильность во времени-пофиг. То есть включились, замерили значение, запустили процесс. Нагрузка скакнула-всё, успех.
Как крайний вариант рассматриваю частотник. Сегодня играюсь с шунтами и мультиметром, чтобы оценить реальное изменение тока. Пока всё относительно радужно, несколько мВ разницы с нагрузкой/без на шунте есть. Без нагрузки показания скачут на 1-2мВ (абсолютные значения-порядка 460мВ), нагрузка прибавляет 4-5мВ. Земеры веду стареньким цифровым мультиком, подцепился весьма сопливо, так что если всё сделать нормально, стабильность должна вырасти.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Только что, Killerchik сказал:

Как крайний вариант рассматриваю частотник.

Кстати, самый надежный вариант.
Я снимаю с Данфосса и ток и напряжение по RS485.
Заметное изменение обоих параметров даже при притормаживания рукой.
Правда на номинальных оборотах не пробовал (руку жалко :classic_smile:).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
20 минут назад, Andreyka сказал:

Кстати, самый надежный вариант.

Десятку жалко :) Хотя да, надёжный-можно понизить обороты и тем самым повысить токовый отклик на нагрузку (в моём понимании).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Добрый день ещё раз. Александр - мне представляется что частотник очень неплохой и простой но не единственный вариант. Ну например сейчас дешевые датчики давления для шин с "WI-FI" интерфейсом   (они работают внутри камеры вращающегося колеса и без батареек :classic_smile: ). На их основе можно сделать датчик момента в виде муфты с батоэлементом ( как барометре домашнем) и этот вариант позволит измерять именно момент в довольно широкой полосе от пост тока до единиц килогерц с дискретой на уровне 0,01.

С уважением

ПС Может так произойти что придется с частотника брать два параметра (обороты мгновенные и мощность мгновенную) и пересчитывать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А если вспомнить старую технологию, мотор-весы? Т.е. измерять сразу момент, а не ток. Только весы заменить тензодатчиком.

723115253_.thumb.png.96a3a40ff5ef3bb860c24ac054872d98.png

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Да, затея с частотником провалилась с треском :( Ток скачет на 0,1А. Шунты, теоретически, дают видимый результат, но ненадёжно.
С мостом идея интересная! Попробую как-то эрзац проверить. А то я уж собрался вешать рядом мелкий движок (а-ля 0,25кВт), чтобы задействовать его исключительно на момент определения касания.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
6 часов назад, jonny_no сказал:

Ну например сейчас дешевые датчики давления для шин с "WI-FI" интерфейсом   (они работают внутри камеры вращающегося колеса и без батареек

А чем датчики питаются ? И еще нужно будет как-то расковырять его, чтобы вместо датчика давления свой сигнал завести. И потом еще надо дешифровывать принятый WI-FI сигнал. )) А встречалось ли нечто похожее, но универсальное, типа всевозможных датчиков для конструктора ардуино?

 Почитал о датчиках. Там имеется встроенная батарейка на несколько лет, потом выбросить. Для её экономии сигнал выдается раз в 1 минуту.

Изменено пользователем Витюня

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
11.06.2019 в 20:02, Killerchik сказал:

чтобы задействовать его исключительно на момент определения касания.

Это, случайно, не для модернизируемого плоскошлифа задача?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, sergeijob сказал:

Это, случайно, не для модернизируемого плоскошлифа задача?

Да, для него :) В теме про станок опишу завтра.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Датчики производства LEM и их аналоги. Токовый трансформатор с датчиком Холла в разрезе магнитопровода для учета постоянной составляющей. Гальванически развязанные.  Сейчас почти все мощные привода их используют. Надевают прямо на провода или шины поверх транзисторной сборки.

https://www.google.ru/search?q=lem+current+sensor&newwindow=1&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwj7u-2-6-XiAhWQw8QBHXlgD08Q_AUIECgB&biw=1493&bih=838

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
10 часов назад, Killerchik сказал:

Да, для него :

Тогда может с другой стороны подойти, поставить пьезодатчик и, по появлению/изменению вибрации, определять момент касания?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Лежит у нас шпиндель RAY для координатной шлифовки. В комплекте к его контроллеру идут два пьезо микрофона.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
4 часа назад, sergeijob сказал:

Тогда может с другой стороны подойти, поставить пьезодатчик и, по появлению/изменению вибрации, определять момент касания?

Думал уже, но сложно и ненадёжно. Сработало что-то рядом, и бабац.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вам виднее, я полностью алгоритм работы не представляю. Как вариант такого устройства, фильтрация сигнала по частоте и реакция на сигнал только в ожидаемый момент контакта. Но получится сложновато, увы.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

×