Резкие рывки двигателя сверлильного станка
Чт окт 19, 2023 18:18:31
Достался сверлильный станок с полурабочей платой, и захотел сделать кастомный контроллер для него, с ПИД и прочими плюшками. Получилась следующая схема:
Тиристор управляется ардуиной, которая ловит момент пересечения нуля и открывает тиристор спустя заданный промежуток времени. Код проверен на осциле и генераторе сигнала и работает нормально. С резистивной нагрузкой (электроплита) тоже все отлично регулируется. Проблема в том, что если подключить собственно двигатель со станка (СЛ-661МУ2, 110В 2.9А, параллельное возбуждение), то на низких оборотах он начинает работать резкими рывками, как будто тиристор не закрывается и проводит ток на протяжении нескольких циклов подряд. Также начинает дергаться если нагрузить вал на чуть более высоких оборотах. На высоких установках мощности проблем не обнаружил. Много тыкался осцилом по всей плате, не обнаружил ничего из ряда вон выходящего. Единственное место где заметно приближение рывка – напряжение на выходе выпрямителя, питающего двигатель. При нормальной работе двигателя на осциллограмме есть "плато", и оно расширяется и поднимается вверх с ростом оборотов вала. На низких оборотах в какой-то момент это плато исчезает, и тут же происходит рывок:
Обратите внимание, что плато почему-то находится в левой части полуволны, когда на низких оборотах тиристор должен открываться ближе к правой ее части.
Странно еще то, что если настроить ардуину открывать тиристор не в каждый цикл полуволны, а через цикл, то можно добиться очень низких оборотов без рывков (даже под нагрузкой), но на чуть более высоких оборотах рывки все равно присутствуют.
Перепробовал много чего, -- синхронизацию таймера ардуины с частотой сети (чтобы исключить влияние возможных выбросов в датчике пересечения нуля), запитал обмотку возбуждения от отдельного выпрямителя, менял тиристор, пробовал другие схемы детектирования пересечения нуля, и кучу других программных и аппаратных вещей. Единственное что внесло в работу двигателя небольшие изменения – диод параллельно двигателю, от этого рывки стали короче и чаще. Но с этим диодом не будет работать реверс потому что диод закоротит.
Изначально, кстати, вместо тиристора стоял биполярник (и была чуть другая схема управления им), и он у меня почему-то сдыхал после нескольких секунд работы, все ноги звонились друг на друга. В приведенную схему также пробовал вставить полевик IRF740 (изменив код управления, естественно), – та же история. Две штуки сдохли – никакого дыма и следов разрушения, транзистор еле теплый и все ноги друг на друга звонятся.
Есть ли идеи, как доработать схему, чтоб двигатель нормально работал? Пока что единственная идея – вместо "традиционной" схемы с нижним ключом сделать схему с управляемым выпрямителем на двух тиристорах, но всё заново делать как-то совсем неохота...
Тиристор управляется ардуиной, которая ловит момент пересечения нуля и открывает тиристор спустя заданный промежуток времени. Код проверен на осциле и генераторе сигнала и работает нормально. С резистивной нагрузкой (электроплита) тоже все отлично регулируется. Проблема в том, что если подключить собственно двигатель со станка (СЛ-661МУ2, 110В 2.9А, параллельное возбуждение), то на низких оборотах он начинает работать резкими рывками, как будто тиристор не закрывается и проводит ток на протяжении нескольких циклов подряд. Также начинает дергаться если нагрузить вал на чуть более высоких оборотах. На высоких установках мощности проблем не обнаружил. Много тыкался осцилом по всей плате, не обнаружил ничего из ряда вон выходящего. Единственное место где заметно приближение рывка – напряжение на выходе выпрямителя, питающего двигатель. При нормальной работе двигателя на осциллограмме есть "плато", и оно расширяется и поднимается вверх с ростом оборотов вала. На низких оборотах в какой-то момент это плато исчезает, и тут же происходит рывок:
Обратите внимание, что плато почему-то находится в левой части полуволны, когда на низких оборотах тиристор должен открываться ближе к правой ее части.
Странно еще то, что если настроить ардуину открывать тиристор не в каждый цикл полуволны, а через цикл, то можно добиться очень низких оборотов без рывков (даже под нагрузкой), но на чуть более высоких оборотах рывки все равно присутствуют.
Перепробовал много чего, -- синхронизацию таймера ардуины с частотой сети (чтобы исключить влияние возможных выбросов в датчике пересечения нуля), запитал обмотку возбуждения от отдельного выпрямителя, менял тиристор, пробовал другие схемы детектирования пересечения нуля, и кучу других программных и аппаратных вещей. Единственное что внесло в работу двигателя небольшие изменения – диод параллельно двигателю, от этого рывки стали короче и чаще. Но с этим диодом не будет работать реверс потому что диод закоротит.
Изначально, кстати, вместо тиристора стоял биполярник (и была чуть другая схема управления им), и он у меня почему-то сдыхал после нескольких секунд работы, все ноги звонились друг на друга. В приведенную схему также пробовал вставить полевик IRF740 (изменив код управления, естественно), – та же история. Две штуки сдохли – никакого дыма и следов разрушения, транзистор еле теплый и все ноги друг на друга звонятся.
Есть ли идеи, как доработать схему, чтоб двигатель нормально работал? Пока что единственная идея – вместо "традиционной" схемы с нижним ключом сделать схему с управляемым выпрямителем на двух тиристорах, но всё заново делать как-то совсем неохота...
Последний раз редактировалось diy_dodik Чт окт 19, 2023 20:21:57, всего редактировалось 1 раз.
Re: Резкие рывки двигателя сверлильного станка
Чт окт 19, 2023 20:07:17
Таходатчик нужен
Re: Резкие рывки двигателя сверлильного станка
Чт окт 19, 2023 20:08:31
Ноль тока в двигателе совсем не совпадает с нулём в питающей сети.
Re: Резкие рывки двигателя сверлильного станка
Чт окт 19, 2023 20:20:29
diy_dodik, ---Обратите внимание, что плато почему-то находится в правой части полуволны, когда на низких оборотах тиристор должен открываться ближе к левой ее части.---
А на рисунке плато слева?
Плато - это противо эдс якоря, которая способствует закрытию тиристора, она больше , если возбуждение от этого же выпрямителя и не регулировать.
Можно последовательно с тиристором имитатор ЭДС -стабилитрон на транзисторе 6 В,
потеря 5% напряжения и 18 Вт.
А на рисунке плато слева?
Плато - это противо эдс якоря, которая способствует закрытию тиристора, она больше , если возбуждение от этого же выпрямителя и не регулировать.
Можно последовательно с тиристором имитатор ЭДС -стабилитрон на транзисторе 6 В,
потеря 5% напряжения и 18 Вт.
Re: Резкие рывки двигателя сверлильного станка
Чт окт 19, 2023 20:21:31
Таходатчик нужен
Есть таходатчик, а толку от него если движок сам по себе дрыгается?
>TEHb< писал(а):Ноль тока в двигателе совсем не совпадает с нулём в питающей сети.
То есть нужна обратная связь по току? В аналоговых тиристорных контроллерах, которые видел в интернете, как-то всё слишком просто выглядело...
Динозавр писал(а):А на рисунке плато слева?
Путаю право и лево, сейчас исправлю %)
Re: Резкие рывки двигателя сверлильного станка
Чт окт 19, 2023 20:31:40
На индуктивную нагрузку тиристор плохо закрывается, в контактной сварке такое наблюдалось, надо схемку дорабатывать
Re: Резкие рывки двигателя сверлильного станка
Чт окт 19, 2023 20:33:23
diy_dodik писал(а):обратная связь по току
Тиристор закрывается в нуле тока, а привязка отпирающего импульса к напряжению.
Может, поставить конденсатор и Н-мост с обычным ШИМом?
Re: Резкие рывки двигателя сверлильного станка
Чт окт 19, 2023 20:54:11
>TEHb<, ну я так же делал, всё нормально. только внес поправку небольшую, сдвинул относительно нуля.
Re: Резкие рывки двигателя сверлильного станка
Чт окт 19, 2023 22:26:07
Martian, мне тоже пришлось немного сузить границы значения задержки открывающего импульса с обеих сторон. Я еще только что снял на скоростную видеокамеру движение вала при рывках и там видно, что рывки происходят, когда метка на валу проходит через 1, 5, 7 или 11 часов, то есть крест накрест. Так что возможно что проблема может быть в самом двигателе...