Уважаемые граждане формучане! Мы открываем филиал форума на фейсбуке! https://www.facebook.com/groups/1314411 ... p_activity

Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

Сообщение
Автор
Аватара пользователя

Topic Author
Valery_C
Полковник
Полковник
Сообщения: 2959
Зарегистрирован: Ноябрь 23, 2010, 6:06 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 1
Имя:
Откуда: Москва
Благодарил (а): 28 раз
Поблагодарили: 176 раз

Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#90899

#1 Непрочитанное сообщение Valery_C » 19 июл 2012 11:04

Перенесено из темы о проигрывателях Elac

Только что закончил очередную небольшую лабораторную работу с движком Papst, который ставился в Маяк-001/003, и который чисто конструктивно и идеологически является братом того Papst, что под названием MOW13 стоит в Миракордах 50Н и не только в них. То есть, тоже синхронный гистерезисный, только мощностью раза в три выше, то бишь старший брат.

Целью лабы была проверка зависимости потребляемого тока от напряжения на движке, в предположении, что, так же как и в промышленно изготовленных стандартных трансформаторах, в движках при расчете обмоток закладывают величину максимальной индукции в статоре, приводящую к заметному его насыщению. Последствия те же, что и в трансформаторах - резкое искажение формы тока, приводящее к увеличению поля рассеяния, повышенным электромагнитным помехам на гармониках сети, повышенному шуму из-за вибрации обмоток и магнитострикции железа статора и повышенному нагреву. С той лишь разницей, что, в отличие от сетевых трансформаторов, в двигателе статор фактически работает с воздушным зазором и последствия насыщения железа проявляются не так резко.
Предварительно, используя стандартный способ определения при помощи осциллографа начала искажения формы тока, получил, что насыщение начинается где-то около 190 вольт. Слуховые галлю..., простите, ощущения :-) это подтверждали - где-то на 180-190 вольтах в звуке, исходящем от движка, исчезала 100-герцовая нотка, то есть вторая гармоника частоты сети, появляющаяся из-за насыщения статора.

В общем собрал стендик и снял зависимость тока от напряжения.
Получилось вот что
Изображение
Как говорится - предчувствия его не обманули :-) Около 180 вольт начинается насыщение. Отклонение от линейной зависимости обозначено красным.

К чему это я?
В принципе с ростом насыщения крутящий момент движка начинает замедлять свой рост, потому как рост напряженности магнитного поля статора уже не пропорционален росту напряжения на его обмотках. Что мы имеем в результате - вроде педаль в пол до упора, потребление бензина растет, рёв растет, движок перегревается, а машина едет не так быстро как хотелось бы. Оно нам надо? Нет, иногда конечно надо. Но в подавляющем большинстве случаев можно педальку слегка отпустить и, почти не проиграв в крутящем моменте, выиграть значительно больше в остальном.
Собственно при чем здесь Элак? Можно было конечно открыть отдельную тему в разделе "Мастерская", но, учитывая родственность движков, мне подумалось, что здесь она будет полезней.
То есть, можно попробовать уменьшить напряжение питания движка и послушать результат. Движок синхронный - число оборотов не упадет, крутящий момент упадет незначительно по сравнению с тем случаем, при котором статор был бы изначально не насыщен (по крайней мере на своем движке, просто тормозя его за вал пальцами, при 190 вольтах я ощутил очень слабое изменение момента, на грани "кажется"). Зато можно еще выиграть по рокоту и по наводкам на головку. Глядишь еще какие-то детали и нюансы в музыке появятся.
Кстати, в данном случае, для того чтобы уменьшить напряжение совсем не обязателен какой-нибудь ЛАТР, можно погасить лишнее напряжение последовательно включенным резистором. Причем это будет вполне удобоваримая по габаритам вещь. По крайней мере к моему движку, исходя из получения напряжения на нем, равного, скажем 200 вольт, нужен резистор сопротивлением около 100 Ом и мощностью больше 4 ватт. Наши зеленые проволочники на 10 ватт - достаточно малогабаритная штука, и грется будут не сильно. Бояться смягчения характеристики движка из-за включения последовательного сопротивления видимо не стоит, потому как потребление тока, по крайней мере у этой конструкции от нагрузки не зависит. При полном торможении вала потребляемый ток менялся на 1-2 процента, поэтому напряжения на резисторе и движке будут постоянны.

P.S. У меня нет Элака, чтобы провести натурные испытания. Но скоро, будем надеяться, благодаря совместным усилиям Андрея agisis, Сергея abv9999 и Дмитрия Phlanger у меня будет движок MOW13. Результаты аналогичных измерений будут опубликованы. Пока же могу сказать, что на макете вертушки мой PAPST крутил диск, не снижая скорости, вплоть до 60 вольт. При 60 звук поплыл, а при 50 движок начал останавливаться....To be continued :-)
Последний раз редактировалось Valery_C 11 сен 2014 13:05, всего редактировалось 2 раза.


На свете бывает все. Особенно то, чего не может быть.

Аватара пользователя

Topic Author
Valery_C
Полковник
Полковник
Сообщения: 2959
Зарегистрирован: Ноябрь 23, 2010, 6:06 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 1
Имя:
Откуда: Москва
Благодарил (а): 28 раз
Поблагодарили: 176 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#90911

#2 Непрочитанное сообщение Valery_C » 19 июл 2012 12:00

killhumax писал(а):А то народ сильно головой бился не в силах понять статьи в одном из журналов Аудио магазин где товарищ для Торенса строил отдельный генератор и питальник и радовался изменению в лучшую сторону звука.
На тему трехфазного генератора я для одного товарища на другом форуме нарисовал сырую схемку.
Изображение
Схема в принципе предназначалась для другого движка, но делал я ее с учетом того, чтобы потом можно было ее применить для PAPST. Выходы 0, 120 и 240 градусов планировалось подавать на микросхемы усилителей мощности, нагруженные на повышающие трансформаторы. В применении к Элаку можно упростить схему убрав цепи для частоты вращения 33 1/3 оборотов, переключатели, и уменьшив сопротивление трех резисторов R14 до 47 КОм в каскадах сдвига фазы на операционниках для получения частоты 50 Гц. Звиняйте, схема не до конца причесана, поэтому нумерация деталей несколько странная.
Схема предварительно моделировалась в LTspice. Вот графики модели для 33 1/3 оборотов.
Изображение
Небольшой разбег по амплитуде убирается регулировкой коэффициентов усиления в усилителях мощности.

Есть еще один вариант подключения трехфазного движка в однофазную сеть с получением полноценного сдвига фаз http://www.elremont.ru/electrik/trifaz220_1.php
Это статья С. Бирюкова из журнала Радио № 7 за 2000 год. Кстати в интернетном варианте есть маленькие ошибки, поэтому лучше посмотреть исходную статью. Вот с расчетами по ней для PAPSTa у меня пока туго, есть некоторые непонятки.
Тоже собираюсь попробовать. В качестве дросселя планирую испытать ЛАТР, благо можно будет подстраивать индуктивность. Не пугайтесь, реальный дроссель не должен быть таких габаритов :-D
В конце концов, сделать вынесенный из корпуса вертушки дроссель и конденсатор и кинуть три провода в вертушку в некоторых случаях проще, чем делать схему трехфазного генератора с понижающим и тремя повышающими трансформаторами. Попутно можно хорошо выиграть в увеличении крутящего момента. Движок-то будет работать на полную, а не на 50-60 процентов от своей мощности, как с одним конденсатором.

А вот на Аудиопортале есть интересные мысли по бестрансформаторному генератору http://www.audioportal.com/showthread.php?t=28432
Последний раз редактировалось Valery_C 23 авг 2016 22:46, всего редактировалось 1 раз.


На свете бывает все. Особенно то, чего не может быть.

Аватара пользователя

Topic Author
Valery_C
Полковник
Полковник
Сообщения: 2959
Зарегистрирован: Ноябрь 23, 2010, 6:06 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 1
Имя:
Откуда: Москва
Благодарил (а): 28 раз
Поблагодарили: 176 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#241884

#3 Непрочитанное сообщение Valery_C » 11 сен 2014 14:06

Как говорится - не прошло и .... лет.
В общем, вчера, точнее уже сегодня (дело было ночью :-) ), испытал макет трехфазного генератора для движка PAPST от Элака.
Получилось хорошо. Как и следовало ожидать, вибрации заметно уменьшились. Собственно этот движок и так не очень сильно вибрировал, а тут, когда его держишь в руке, фактически только ощущаешь ветерок от вращающегося ротора. Крутящий момент тоже вырос заметно. Правда, поскольку выходные трансформаторы фаз у макета были не очень подходящие (какие нашел "в тумбочке"), максимальное выходное напряжение получилось только 190 вольт. Но и то, по сравнению с питание от сети 220 вольт и с фазосдвигающим конденсатором, крутящий момент возрос. Ну, это тоже, в общем, ожидаемо - КПД трехфазного движка при питании от однофазной сети по схеме с фазосдвигающим конденсатором падает чуть ли не вдвое.

После этого подключил для пробы взрослый PAPST от Маяка-001/003. Макет генератора для него был слабоват, но для пробы, если не надолго...
Тут результат был еще заметнее. Движок помощнее, момент инерции ротора заметно больше, и, соответственно, вибрация движка при неидеально круговом магнитном поле статора тоже заметно больше.
В общем, must have :-)

За прошедшее время схема задающего трехфазного генератора претерпела значительные изменения, по сравнению с показанной выше, в сторону упрощения и улучшения стабильности параметров. Теперь она только на трех операционниках. Пока не до конца причесана, и есть еще мысли по доводке на макете, поэтому покажу попозже.


На свете бывает все. Особенно то, чего не может быть.

Аватара пользователя

Topic Author
Valery_C
Полковник
Полковник
Сообщения: 2959
Зарегистрирован: Ноябрь 23, 2010, 6:06 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 1
Имя:
Откуда: Москва
Благодарил (а): 28 раз
Поблагодарили: 176 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#241991

#4 Непрочитанное сообщение Valery_C » 12 сен 2014 12:37

Ой, что-то я вчера сильно тупанул.
Обмотки движка соединены звездой. Линейное напряжение для него нужно 220 вольт. Ну я соединил вторички выходных трансов треугольником и корячусь - генератор напрягаю, пытаясь приблизиться к 220 вольтам на каждой вторичке.
Только потом дошло, что линейное-то напряжение - 220 вольт, а фазное - 127 вольт.
Перекоммутировал вторички звездой. Усилители фаз, не напрягаясь, выдали по 127 вольт на фазу. И... вот оно - движок на полном рационе. Понятное дело - крутящий момент еще увеличился. Можно будет, если что, разменять запас крутящего момента на пониженный рокот. Да и звезда на выходе генератора позволяет в случае чего организовать заземление общей точки выходных обмоток - мало ли, вдруг потребуется при борьбе с наводками.

Заодно измерил температуру усилителей фаз LM1875 - 80 градусов. Если учесть, что термозащита у них срабатывает на 150 градусах, то есть запас. А если учесть, что использованные радиаторы, хоть и подходят по площади, но на макете расположены неудачно - снизу закрыт доступ воздуха, да и микросхемы без термопасты стоят, а фрезеровка посадочных мест не такая уж хорошая, то есть еще возможность снизить температуру.


На свете бывает все. Особенно то, чего не может быть.

Аватара пользователя

Alex38rus
рядовой
рядовой
Сообщения: 20
Зарегистрирован: Сентябрь 26, 2014, 4:18 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 0
Имя:

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#252466

#5 Непрочитанное сообщение Alex38rus » 19 ноя 2014 14:19

80 градусов много!



Аватара пользователя

Topic Author
Valery_C
Полковник
Полковник
Сообщения: 2959
Зарегистрирован: Ноябрь 23, 2010, 6:06 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 1
Имя:
Откуда: Москва
Благодарил (а): 28 раз
Поблагодарили: 176 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#252526

#6 Непрочитанное сообщение Valery_C » 19 ноя 2014 19:47

Кто бы спорил.


На свете бывает все. Особенно то, чего не может быть.

Аватара пользователя

killhumax
старший сержант
старший сержант
Сообщения: 554
Зарегистрирован: Декабрь 27, 2011, 3:53 pm
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 0
Имя:
Благодарил (а): 5 раз
Поблагодарили: 4 раза

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#252537

#7 Непрочитанное сообщение killhumax » 20 ноя 2014 00:44

Valery_C
Поздравляю. Работа проведена просто отличная и есть рекомендация использовать пониженное питание для подачи на двигателя вертушек. Как и предполагалось и мной в том числе :-) будет только лучше. Уровень механических помех от двигателя уменьшится что благоприятно для воспроизведения пластинок. Теперь осталось найти добровольцев и подождать их отзывов.
Valery_C

Молодец! :drink:


metal ass

Аватара пользователя

Topic Author
Valery_C
Полковник
Полковник
Сообщения: 2959
Зарегистрирован: Ноябрь 23, 2010, 6:06 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 1
Имя:
Откуда: Москва
Благодарил (а): 28 раз
Поблагодарили: 176 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#252561

#8 Непрочитанное сообщение Valery_C » 20 ноя 2014 08:41

Ну, уровень вибрации движка снижается очень заметно. Особенно у большого. Что в общем понятно: при бОльшей массе ротора неидеальность кругового магнитного поля вызывает и бОльшую энергию колебаний движка.
Есть мысль, при такой малой вибрации, отказаться от подвеса движка через резиновые втулки, и закрепить его жестко, но через фетровые/войлочные шайбы.
Смысл вот в чем. При мягкой подвеске, вибрация движка хуже передается через шасси, но вибрация вала и, соответственно, вибрация насадки на валу передается через ролик на диск. При жестком креплении движка на шасси, все наоборот. И при заметном снижении вибрации движка жесткое крепление должно оказаться предпочтительнее.
Эксперименты с большим ПАПСТом в этом смысле обнадеживают. Простая свободная установка его на стол резко снижает его колебания. Но, если при питании от сети через конденсатор некоторая вибрация все же остается и при этом еще и стол начинает гудеть, то, при питании от генератора, механические колебания совсем не ощущаются, и стол молчит :-D - уже надо к нему ухо прикладывать. А с маленьким ПАПСТом все еще лучше получается.

Ну и опять же, да, при заметно возросшем крутящем моменте, можно разменять его, снижая напряжение, на еще меньшую вибрацию. Хотя я пока надеюсь, что этого не понадобится. Экспериметы обнадеживают.

С точки зрения коммерции я этот, как принято нынче красиво именовать - ПРОЕКТ, не рассматриваю. "Ни слов, ни музыки, ни сил" на это как-то нет. Но один наш форумчанин уговорил-таки меня, тем более, что все-таки сторонний непредвзятый взгляд на предмет тоже нужен. Вот он и будет бета-тестером. Очень сильно надеюсь, что до Нового Года это случится.


На свете бывает все. Особенно то, чего не может быть.

Аватара пользователя

Emperor Zurg
сержант
сержант
Сообщения: 368
Зарегистрирован: Апрель 3, 2012, 6:25 pm
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 0
Имя:
Откуда: Moscow
Благодарил (а): 4 раза
Поблагодарили: 7 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#252584

#9 Непрочитанное сообщение Emperor Zurg » 20 ноя 2014 14:55

Чтобы не открывать новую тему, задам специалистам вопрос тут. Вот в такой схеме конденсатор С120 на что, кроме пуска двигателя, влияет?

Изображение


Rise up and take the power back
It's time the fat cats had a heart attack

Аватара пользователя

Topic Author
Valery_C
Полковник
Полковник
Сообщения: 2959
Зарегистрирован: Ноябрь 23, 2010, 6:06 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 1
Имя:
Откуда: Москва
Благодарил (а): 28 раз
Поблагодарили: 176 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#252588

#10 Непрочитанное сообщение Valery_C » 20 ноя 2014 15:34

С точки зрения остальной схемы - ни на что. Если конечно исправный.
С точки зрения двигателя, его номинал влияет на крутящий момент и вибрацию двигателя.


На свете бывает все. Особенно то, чего не может быть.

Аватара пользователя

велосипедист
прапорщик
прапорщик
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Октябрь 28, 2011, 7:10 pm
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 0
Имя:
Откуда: Боровичи Новгородская(Великий)
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 17 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#252589

#11 Непрочитанное сообщение велосипедист » 20 ноя 2014 15:48

Valery_C писал(а):нужен резистор сопротивлением около 100 Ом и мощностью больше 4 ватт. Наши зеленые проволочники на 10 ватт
народ, кто нибудь воткнул в илак?


ищу десяток 3гд-38 или подобные в очень хорошем состоянии

Аватара пользователя

Emperor Zurg
сержант
сержант
Сообщения: 368
Зарегистрирован: Апрель 3, 2012, 6:25 pm
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 0
Имя:
Откуда: Moscow
Благодарил (а): 4 раза
Поблагодарили: 7 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#252600

#12 Непрочитанное сообщение Emperor Zurg » 20 ноя 2014 17:46

Valery_C писал(а):С точки зрения остальной схемы - ни на что. Если конечно исправный.
С точки зрения двигателя, его номинал влияет на крутящий момент и вибрацию двигателя.
Да, именно с точки зрения двигателя. Похоже нужно его проверить. Спасибо!


Rise up and take the power back
It's time the fat cats had a heart attack

Аватара пользователя

Topic Author
Valery_C
Полковник
Полковник
Сообщения: 2959
Зарегистрирован: Ноябрь 23, 2010, 6:06 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 1
Имя:
Откуда: Москва
Благодарил (а): 28 раз
Поблагодарили: 176 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#252633

#13 Непрочитанное сообщение Valery_C » 20 ноя 2014 21:37

велосипедист писал(а):народ, кто нибудь воткнул в илак?
Я не стал здесь писать о результатах измерения двигателя от Элака, а написал в теме Re: Проигрыватели ELAC (Post by Valery_C #95069)
По результатам измерений, стало понятно, что элаковский ПАПСТ работает не с насыщением статора и уменьшение напряжения приведет к пропорциональному уменьшению крутящего момента. То есть смысла особого ставить резистор нет.
С точки зрения радикального уменьшения вибрации малой кровью можно заметно утяжелить двигатель и заменить резиновые втулки его подвески на более мягкие. Таким способом воспользовался наш коллега Imaginarium Re: Проигрыватели ELAC (Post by Imaginarium #177046) и если почитать там несколькими страницами ранее, то станет понятно с чего все начиналось и как пытались бороться. С учетом того, что требования у Виталия были очень высокими, можно предположить, что и при меньшем утяжелении движка будут вполне приемлемые результаты.


На свете бывает все. Особенно то, чего не может быть.

Аватара пользователя

Topic Author
Valery_C
Полковник
Полковник
Сообщения: 2959
Зарегистрирован: Ноябрь 23, 2010, 6:06 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 1
Имя:
Откуда: Москва
Благодарил (а): 28 раз
Поблагодарили: 176 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#288314

#14 Непрочитанное сообщение Valery_C » 14 сен 2015 14:02

Поскольку бета-тестер :-) Сергей abv9999 попробовал трехфазный генератор в своем Элаке Re: Выигрыватель ) (Post by abv9999 #288171) потихоньку начну выкладывать его схему. Потихоньку, потому что она не вся еще нарисована, да и в процессе наладки и доводки потребовалось внести изменения даже в то, что уже было нарисовано.

Пока выкладываю сердце схемы - задающий трехфазный генератор. Отдельными еще будут схемы блока питания и усилителей фаз.
Некоторые комментарии к схеме будут несколько позже.
Изображение
---------------------------------------------------------------------------------
Комментарии.
Аналоговый трехфазный генератор может быть сделан по нескольким разным схемам.
Первая схема - на последовательно включенных фазовращателях. В простейшем случае последовательно включаются три фазовращателя, допустим на операционных усилителях, каждый из которых на расчетной частоте сдвигает фазу на 120 градусов, и сигнал с выхода последнего подается опять на вход первого, замыкая тем самым цепь положительной обратной связи которая обеспечивает генерацию. Но, на самом деле там еще должна быть цепь стабилизации амплитуды, которая тоже делается на отдельном операционнике.
Недостатки такого решения следующие. Во-первых настроить генератор одновременно и на нужную частоту и правильный фазовый сдвиг во всех трех фазах очень сложно. Ведь и частота и фазы одновременно зависят от настройки каждого фазовращателя. То есть стоит подстроить фазу в одном, как тут же меняется общая частота генератора и сдвиг фазы в двух других фазовращателях. Начинаешь подстраивать фазу в следующем - снова убегает частота генератора и фаза в двух других фазовращателях и в том числе и в первом фазовращателе. Короче, дикий итерационный процесс настройки.
Во-вторых, стабильность частоты зависит от стабильности элементов всех трех фазовращателей. Даже если принять все резисторы фазовращающих цепей идеальными, имеющими нулевой температурный коэффициент сопротивления (ТКС), то все равно температурный дрейф частоты будет зависеть от трех конденсаторов фазовращателей с их ненулевым температурным коэффициентом емкости (ТКЕ). Теоретически, конечно можно добиться нулевого ухода частоты, подобрав резисторы и конденсаторы с ТКС и ТКЕ равными и противоположными по знаку, но это уже не настолько доступный способ с точки зрения подбора комплектующих.
Вторая схема – стандартный генератор с мостом Вина-Робинсона, который собственно будет задавать частоту и, одновременно, будет иметь, так сказать, нулевую фазу, и два последовательно включенных фазовращателя на 120 градусов, которые будут формировать оставшиеся фазы 120 и 240 градусов. В данном варианте частота трехфазного генератора будет зависеть только от частоты генератора на мосте Вина –Робинсона, поэтому настройка сразу упрощается – отдельным элементом выставляем нужную частоту, а в двух фазовращателях выставляем только нужные сдвиги фаз. К тому же в генераторе на мосте Вина-Робинсона уже не три, а два конденсатора влияющих на стабильность частоты.
Есть еще варианты схем, но я решил остановиться на втором варианте, как наиболее технологичном что ли. Единственное, наверное, из-за перфекционизма, внес некоторое изменение в принцип формирования одной из фаз.

Рассмотрим теперь конкретную схему задающего трехфазного генератора.
В качестве операционных усилителей использована микросхема LM324 имеющая четыре операционника в одном корпусе. Ну, так мне захотелось. Никаких особо жутких требований к качеству операционников в данном случае не предъявляется, поэтому она подойдет.
На OP1.1 сделан генератор с мостом Вина-Робинсона. Обычно для стабилизации величины выходного напряжения этого генератора и получения достаточно малых искажений синусоиды используются различные схемы стабилизации, требующие либо специальных малодоступных элементов, либо усложнения схемы. Но с учетом того, что ГОСТом на наши сети декларируется коэффициент гармоник, насколько я помню, порядка 1% (а на самом деле тот ужас, который можно увидеть на экране осциллографа весьма далек от ГОСТа), я счел возможным сделать стабилизацию по простой схеме на встречно параллельных диодах в цепи ООС. При данном соотношении номиналов резисторов R2, R3 и R4 обещается коэффициент гармоник на уровне 0,5%. Мои измерения это подтверждают. Я, правда, использовал резистор R3 не 20 КОм, а 15 КОм, поэтому у меня получился Кг=1%. То есть требования ГОСТа обеспечены. Да, собственно, и вид красивой синусоиды на экране осциллографа это подтверждает. :-)
Есть некоторые недостатки данного решения – пониженная стабильность величины выходного напряжения при перестройке частоты. И хотя в нашем случае большой диапазон перестройки частоты не нужен, тем не менее, это имеет место быть. Изначально, в целях упрощения и увеличения возможности выбора комплектующих, в схеме предусматривалась регулировка частоты одиночным переменным резистором – отсутствовал переменный резистор VR2.2. Но, поскольку я заложил диапазон перестройки по частоте +/- 1,5%, то, при изменении частоты в этом диапазоне, выходное напряжение менялось на 10%. Пришлось для уменьшения колебаний величины выходного напряжения применить, как в полноценном генераторе Вина-Робинсона, сдвоенный переменный резистор. Подстроечным резистором VR1 при настройке генератора выставляется частота 50 Гц в среднем положении переменного резистора VR2.
Кроме того, во время испытаний готового генератора выяснилось, что из-за температурного коэффициента напряжения (ТКН) диодов, с самопрогревом выходное напряжение генератора уменьшается тоже на 10%. Но, поскольку использование трехфазного генератора увеличивает мощность двигателя фактически вдвое, то можно разменять чуть-чуть мощности на еще меньшую вибрацию как раз некоторым понижением напряжения, поэтому данную особенность генератора можно считать фишкой. :-) Хотя никто не мешает сделать более совершенную систему стабилизации выходного напряжения.

На элементах OP1.2, VT1, VD1, R6, R7, R8, R9 сделана схема отключения выходных напряжений фаз для остановки двигателя. При этом генератор Вина-Робинсона продолжает работать. Эта часть схемы была сделана, потому что у примененных в качестве усилителе фаз микросхем LM1875 нет входа управляющего сигнала MUTE, который мог бы быть использован для отключения выходного напряжения фаз. Если в качестве усилителей фаз будут применены микросхемы, имеющие такой управляющий вход, то все эти элементы можно исключить и подсоединить выход OP1.1 непосредственно к точке, к которой был подсоединен выход OP1.2.

На OP1.3 сделан фазовращатель 120 градусов с коэффициентом передачи близким к единице. Подстроечным резистором VR4 при настройке выставляется точное значение сдвига фазы.

Вместо стандартного фазовращателя 120 градусов для получения еще одной фазы - 240 градусов, я решил сделать инвертирующий сумматор на OP1.4, который суммирует выходные напряжения с фазами 0 и 120 градусов и, инвертируя их сумму, формирует напряжение с фазой 240 градусов. При настройке подстроечным резистором VR6, выставляется точное значение сдвига фазы.
Я исходил из того, что при изменении температуры уход сдвига фазы 240 градусов от точного значения будет вдвое меньше, чем в случае, если эту фазу формировать дополнительным фазовращателем 120 градусов.

Подстроечными резисторами VR3, VR5, VR7 при регулировке выставляются требуемые величины напряжений на выходах фаз.

Некоторые замечания относительно индикатора включения генератора – светодиода LD1.
В принципе, его можно вместе с резистором R10 подключить и к плате блока питания. Просто при моем варианте компоновки готового устройства, плата задающего трехфазного генератора крепится у передней панели и закрывается теплоизоляцией из пенопласта, поэтому мне было удобнее подключить их к его плате.
Кроме индикации включения, светодиод выполняет еще одну функцию. В блоке питания для получения напряжения питания +/- 12В использованы маломощные интегральные стабилизаторы 78L12 и 79L12. Потребляемый самим задающим трехфазным генератором ток очень мал, порядка 4 миллиампер, что очень близко к минимально рекомендованному току нагрузки для этих интегральных стабилизаторов. Для устойчивой работы каждый стабилизатор дополнительно подгружается током порядка 5 миллиампер. В положительном плече – это как раз ток через светодиод. Цвет светодиода выбирается по вкусу. Ток в зависимости от цвета изменяется незначительно. В отрицательном плече – это ток через стабилитрон VD1 схемы отключения выходных напряжений фаз.
Дополнительно нужно заметить, что если, как уже выше описывалось, схема отключения выходных напряжений фаз использоваться не будет, можно просто на плате блока питания поставить с выхода 79L12 на общий провод "подгружающий" резистор номиналом 2,4 КОм. Этот номинал не критичен, можно немного меньше, чтобы "подгружающий" ток был немного больше. Максимальный рабочий ток этих стабилизаторов – 100мА, но зачем нам лишний нагрев, поэтому не надо перебарщивать. :-)
Последний раз редактировалось Valery_C 14 сен 2015 21:43, всего редактировалось 1 раз.


На свете бывает все. Особенно то, чего не может быть.

Аватара пользователя

alanti1
Подполковник
Подполковник
Сообщения: 2671
Зарегистрирован: Март 4, 2012, 10:03 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 0
Имя: Андрей
Откуда: Рыбинск
Благодарил (а): 50 раз
Поблагодарили: 36 раз
Пол:

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#288358

#15 Непрочитанное сообщение alanti1 » 14 сен 2015 21:31

Valery_C
Валерий, а промышленные ШИМ частотники малой мощности для этих целей не подойдут? У Мёллера есть в серии DF51 моделька на 180 Вт, питается от одной фазы, выдаёт 3, маленький и лёгкий. Или вот http://www.tecorp-group.ru/products.php?id=2 http://xn--80aqahnfuib9b.xn--p1ai/tecorpHC1C.html



Аватара пользователя

Topic Author
Valery_C
Полковник
Полковник
Сообщения: 2959
Зарегистрирован: Ноябрь 23, 2010, 6:06 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 1
Имя:
Откуда: Москва
Благодарил (а): 28 раз
Поблагодарили: 176 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#288360

#16 Непрочитанное сообщение Valery_C » 14 сен 2015 22:30

"Вопрос конечно интересный" (С)
Заманчиво. Мысль попробовать в качестве усилителей фаз современные микросхемы усилителей класса D (ШИМ) и у меня свербит. Правда неизвестно как они себя будут вести с заметно индуктивной нагрузкой. Я с этим еще не разбирался.
А по поводу данных конкретных трехфазных инверторов есть несколько НО.
Точность установки частоты несколько грубовата - 0,1Гц, что составляет 0,2%, хотя стандартом Hi-Fi установлена точность частоты вращения 0,1%. Но не это самое главное. Если посмотреть на рисунок на странице 116 юзер мануала данного инвертора, то там нарисовано как защитить от помех этого инвертора рядом расположенное чувствительное оборудование (читай - головку и корректор). Все входящие и выходящие провода прокладываются в экранирующих стальных трубах и на входы и выходы навешиваются дополнительные фильтры и еще какие-то прибамбасы под названием "реактор". Кроме того питающая проводка тех самых чувствительных устройств тоже прокладывается в экранирующих стальных трубах. То есть, судя по всему, эти инверторы мощно сифонят в эфир широкополосную помеху. А подтверждает это вот такая фраза, которая если ее неправильно понять вводит в заблуждение - Синусоидальная форма тока двигателя достигается широтно-импульсной модуляцией напряжения с несущей частотой 16кГц (выбирается пользователем). Заметьте синусоидальная форма тока, а не напряжения. То есть фактически на двигатель подается напряжение в форме чемодана, длина которого может меняться (ШИМ), но, поскольку двигатель суть есть сильноиндуктивная нагрузка, то он сам себе работает некоторым фильтром и ток в его обмотках близок к синусоидальному.
Промышленному двигателю, по большому счету, все равно какой формы напряжение приходит на его обмотки.
В нашем случае не все равно. И не все равно какую помеху излучает провод подводящий питание к двигателю вертушки. Видимо поэтому до сих пор, в применении к аудио, народ, как черт от ладана, шарахается от цифровых методов формирования многофазных напряжений для движков. Да, аналоговыми методами КПД получается низкий - не более 50%, но...пока это наиболее экологически чистое питание. :-)


На свете бывает все. Особенно то, чего не может быть.

Аватара пользователя

alanti1
Подполковник
Подполковник
Сообщения: 2671
Зарегистрирован: Март 4, 2012, 10:03 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 0
Имя: Андрей
Откуда: Рыбинск
Благодарил (а): 50 раз
Поблагодарили: 36 раз
Пол:

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#288362

#17 Непрочитанное сообщение alanti1 » 14 сен 2015 22:51

Valery_C, сифонят они, конечно, дай боже, но при минимальной нагрузке и помех должно быть поменьше, плюс стандартные меры (фильтрация, экранирование...). Завёлся бы только, нагрузки-то почти нет. Я к тому, что если вдруг валяется в столе подобная штука, почему бы не попробовать :-) У меня уже не валяется, другу подогнал на бурилку. Лебёдку он там вкорячил трёхфазную видите ли ...:...



Аватара пользователя

Topic Author
Valery_C
Полковник
Полковник
Сообщения: 2959
Зарегистрирован: Ноябрь 23, 2010, 6:06 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 1
Имя:
Откуда: Москва
Благодарил (а): 28 раз
Поблагодарили: 176 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#288387

#18 Непрочитанное сообщение Valery_C » 15 сен 2015 08:29

Когда валяется в столе, то отчего же не попробовать. Только боюсь результат будет плачевный. Ток конечно будет меньше, в смысле помехи слабее, но чемоданную форму напряжения никуда не денешь. Она и без нагрузки помехи будет давать.
Показательный пример у меня был с китайской лупой с подсветкой кольцевой ЛДС на 11 ватт. При включении ее в сеть, находящийся в этой комнате приемник затыкался полностью где-то мегагерц до 15. Когда я глянул что-там творится в сети, то увидел помеху амплитудой 30 вольт, которую генераровал электронный преобразователь этой лампы. А если в сети вместо синусоиды будет чемодан на сотню-другую вольт?
Нет, конечно промышленные инверторы с красивой синусоидой на выходе существуют. Только они очень не дешевы. Потому что, опять же, рассчитаны на бОльшие нагрузки. А еще, когда они идут под лэйблом какой-нибудь аудиофирмы, то только карманы выворачивай. :-) Опять же вопрос - есть ли среди них трехфазные?

Комплектующие для этого генератора, если покупать все кроме корпуса, вылились в сумму около 7 тыр. Вместе с четырьмя заказными трансформаторами и радиатором. Правда трансформаторы я заказывал в Роднике еще прошлой осенью, когда рубль был малость покрепче.

Можно, попробовать обойтись без питающего трансформатора если использовать схему с Аудиопортала, ссылку на которую я приводил выше. Без выходных трансов там не обойтись, потому что она принципиально не может обеспечить выходное напряжение больше 110 вольт. Хотя если смириться с пониженным напряжением с выходом трех фаз звездой, как в моем случае, то это будет эквивалентно напряжению сети 190 вольт.
Но, я эту схему не проверял, пошел по стандартному пути.


На свете бывает все. Особенно то, чего не может быть.

Аватара пользователя

alanti1
Подполковник
Подполковник
Сообщения: 2671
Зарегистрирован: Март 4, 2012, 10:03 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 0
Имя: Андрей
Откуда: Рыбинск
Благодарил (а): 50 раз
Поблагодарили: 36 раз
Пол:

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#288399

#19 Непрочитанное сообщение alanti1 » 15 сен 2015 11:28

Valery_C писал(а): Когда я глянул что-там творится в сети, то увидел помеху амплитудой 30 вольт, которую генераровал электронный преобразователь этой лампы. А если в сети вместо синусоиды будет чемодан на сотню-другую вольт?
Берём такую штуку...
Изображение
Ну, или такую, от стиральной машины
Изображение
Должно помочь :grin:
В своё время пришлось позаниматься преобразователями DC/DC, остановился на двухтактнике на основе http://lib.chipdip.ru/021/DOC001021132.pdf Поскольку задачи делать синус не было, делал квазисинус (как в нынешних дешёвых ИБП), с защитной площадочкой во избежание сквозного тока. Вот очень похожая схемка http://1.bp.blogspot.com/-OOgLBsM-5Ck/V ... %D1%80.gif, только помощнее и на 220В. Побочный продукт изысканий питает пару часиков на 145ИК1901 с резервированием от трёх АА. Но мысль слепить "ступенчатый почти синус" на диодно-резистивной матрице засела... В принципе, три фазы с него получить тоже не проблема, две МС, 30 диодов, 33 резистора и 3 конденсатора ::;;_'



Аватара пользователя

Topic Author
Valery_C
Полковник
Полковник
Сообщения: 2959
Зарегистрирован: Ноябрь 23, 2010, 6:06 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 1
Имя:
Откуда: Москва
Благодарил (а): 28 раз
Поблагодарили: 176 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#288788

#20 Непрочитанное сообщение Valery_C » 18 сен 2015 22:18

Три усилителя фаз собраны естественно по одной схеме, мало отличающейся от той, что приведена в даташите LM1875.
Изображение
Но есть некоторые особенности.
Первое. В десять раз увеличены номиналы резисторов цепи ООС R3 R4. Сделано это сознательно. Обычно их номиналы выбирают меньше с точки зрения минимизации шумов усилителя. При этом конденсатор C3 получается такого номинала, что приходится использовать электролитический конденсатор. Оно бы и не страшно, но электролитические конденсаторы имеют свойство заметно менять свою емкость от времени. А стабильная емкость нам нужна по одной важной причине. Известно, что на частоте среза по уровню минус 3 дБ данная цепь ООС, как фильтр первого порядка, вносит фазовый сдвиг равный 45 градусам. Опять же, считается, что фаза начинает отклоняться от нулевого значения на частоте, отличающейся приблизительно в десять раз от частоты среза. Поскольку нам нужно, чтобы сдвиг фаз на выходе зависел только от настройки задающего генератора, то необходимо, чтобы на частоте генератора 50 Гц усилители фаз не вносили неучтенных фазовых сдвигов. Соответственно, частоту среза усилителей фаз на на нижней границе диапазона нужно выбрать меньше 5Гц. Но, представим себе, что электролитический конденсатор со временем "подсох" и уменьшил емкость. Частота среза возросла и на частоте 50 Гц появился дополнительный фазовый сдвиг, и изначально настроенные 120 градусов уже совсем не 120 градусов. Нам это надо?
Можно конечно увеличить емкость этого конденсатора в несколько раз, заметно снизив частоту среза с запасом на "усыхание", но я решил, что гораздо надежнее будет перейти на пленочные конденсаторы, имеющие к тому же заметно меньшие токи утечки. Поскольку шумовые параметры усилителей фаз нас не лимитируют, то номиналы резисторов ООС и были выбраны в десять раз больше, а вместо электролитического конденсатора выбран еще удобоваримый по габаритам лавсановый конденсатор К73-17 4,7мкФ Х 63В. Частота среза получилась 3,4Гц.

Второе. На входе установлен ВЧ фильтр первого порядка R2 C2 для защиты от проникновения каких-нибудь ВЧ помех по входу. Поскольку усилителям фаз не нужно следовать стандарту Hi-Fi, частоту среза фильтра можно заметно уменьшить, но, помятуя о вносимом им дополнительном сдвиге фазы, ее нельзя брать ниже 500 Гц. Конкретно с таким номиналами R2 C2 получается около 700 Гц. В принципе, этот фильтр необязателен, поэтому эти детали можно не устанавливать.

Третье.Установлен резистор R5, разделяющий общий провод входных цепей и общий провод выходной цепи и цепей питания, и устраняющий "земляные петли" блок питания-->задающий генератор-->усилители фаз-->блок питания.


На свете бывает все. Особенно то, чего не может быть.

Аватара пользователя

olegsem90
рядовой
рядовой
Сообщения: 3
Зарегистрирован: Май 23, 2018, 7:55 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 0
Имя: Олег
Благодарил (а): 2 раза
Пол:

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#341727

#21 Непрочитанное сообщение olegsem90 » 27 июл 2018 07:24

А подобные вещи (я не силен в электронике), пром.производства бывают?
https://xn--80aacyeau1asblh3j.xn--90ais ... ya-tsgc2-3



Аватара пользователя

Topic Author
Valery_C
Полковник
Полковник
Сообщения: 2959
Зарегистрирован: Ноябрь 23, 2010, 6:06 am
Всего на руках: Заблокировано
Репутация: 1
Имя:
Откуда: Москва
Благодарил (а): 28 раз
Поблагодарили: 176 раз

Re: Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек

#341803

#22 Непрочитанное сообщение Valery_C » 04 авг 2018 15:50

Для мощных двигателей, используемых, например, в приводах станков, давно существуют инверторы, преобразующие однофазную сеть в трехфазную, и при этом позволяют менять частоту, для регулировки оборотов двигателя. Но, они естественно не используют аналоговый, такой затратный с точки зрения КПД, метод. Там используются методы ШИМ-регулирования, то есть импульсное питание двигателя, с соответствующими недостатками для аудио.
Делают ли какие-то импортные фирмы подобные инверторы для аудио, точно не знаю. Уверен, что делают, хотя бы потому, что ценник на это дело они могут выкатить безбожный. ::;;_'

Кроме того знаю, что некоторые наши умельцы делают подобные двухфазные генераторы. Ценник тоже не особо радует.


На свете бывает все. Особенно то, чего не может быть.

Ответить