Controller motor asincron proiect VFD

[adrian-]

Am un motor trifazic  de 20 kw, tensiune de alimentare 56-60 V la care doresc sa ii controlez turatia .

 

Dintr-un studiu aprofundat pe internet , un motor asincron de regula trifazic are nevoie de un curent de alimentare alternativ avand fazele decalate intre ele la 120 grade.

Controlul turatiei cat si a cuplului motor se va face prin variatia frecventei cat si a tensiunii  de alimentare , tinand cont tensiunea de frecventa printrun raport bine stabilit in functie de tipul motorului.

Schema de baza e destul de simpla , se vor folosi 6 mosfeturi , 2 pentru fiecare faza  , unul pentru + celalalt -,  iar controlul acestora va reveni unui microcontroler, in caul de fata am ales Arduino fiind cel mai simplu.

Am reusit sa generez  prin pinii 9,10,11 de la arduino un semnal pulsatoriu (pwm DAC),  de la 0-5V   decalat cu 120 grade fiecare , totodata se poate modifica frecventa acestui semnal printr-un  potentiometru legat la pin A0 . Acest semnal este trecut apoi printr-un filtru low pass , ce netezeste varfurile devenind sinusoidal. Aici m-am blocat, deoarece am recuperat puntea tripla H provenita de la controllerul original cu care a venit motorul , am indetificat fiecare poarta a fiecarui mosfet dar nu situ cum sa o controlez .

Stiu ca mosfetul (cel prezent in controllerul de fata) are nevoie de + 20v max  pentru a conduce si 0v pentru a nu conduce curent electric, de asemena va fi nevoie ca poarta mosfetului sa primeasca 0v prin legare la masa  dupa fiecare semnal primit, dar cum se va proceda in cazul de fata ?

 

Ideea mea este sa ma complic: semnalul sinusoidal trifazic va fi introdus intr-un al doilea arduino care va genera pentru fiecare faza cate un semnal pulsatoriu de 5V pe 2 pini  atunci cand va citi valoare maxima a sinusoidei de intrare va scoate 5v pe pin 5 dupa , asteapta pana ajunge la o valoare minima , opreste curentul pe pinul 5 , va avea o nanopauza si genereaza tensiune pe pin6 , dupa care la o anumita valoare va opri tenisunea pe pin6 , asteapta o nanopauza si o ia de la capat

Pinii 5 si 6 vor fi legati la cate un optocuplor , acestia fiecare fiind legati la +20v respectiv 0v , vor exista astfel 3 perechi a cate 2 optocuplori fiecare pereche pentru cate o faza.

 

 

Sigur am facut cateva greseli in exprimarea mea dar sper ca m-am facut inteles , codul pentru generarea frecventei pentru arduino a fost preluat dintr-un document gasit pe google : Open VFD-master

De altfel cunostintele mele legate de electronica provin doar dupa cursuri de Youtube si Google, deci destul de joase 

 

 

 

 

 

 

 

 

Am incercat sa pun totul intro schema sper astfel sa ma fac inteles mai bine

Editat Februarie 24, 2019 de adrian-
adugare poza

[validae]

Motorul are 20kW și alimentarea numai de 60V ???   Păi ai idee cu ce curenți vei lucra acolo ?

[Vizitator]

Eu zic sa nu te joci la trifazat, mai ales cand ai experienta din tutoriale. In primul rand, 60V cum ii obtii din retea? 60 v de unde pana unde masurati? Intre faze sau intre faza si nul?  

[gauss]

" Controlul turatiei cat si a cuplului motor se va face prin variatia frecventei cat si a tensiunii  de alimentare , tinand cont tensiunea de frecventa printrun raport bine stabilit in functie de tipul motorului. " Am citat .

 

20KW la 60 V ? Nu prea cred . Ma rog , o fi de la ceva masina electrica . Si daca ar fi ... e vorba de intensitati de sute de amperi . Inteleg ca se variaza si tensiunea , si frecventa ... ? Generate de Arduino ...  In fine , poate primim lamuriri . Eu n - am inteles mare lucru ... , bunaoara care e sursa primara de alimentare , generatoare de energie . Din schema pare a fi o tensiune continua , transformata in trifazata prin comanda puntii  cu mosfeturi . Si altele , dar nu conteaza .

Editat Februarie 24, 2019 de gauss

[informer]

Parerea mea sincera si fara sa te superi este ca la nivelul cunostintelor pe care chiar tu zici ca le ai ar fi mai sigur si mai ieftin sa abordezi constructii cu mai putine sute de amperi si kW.

De ex. ce-ar fi sa controlezi pt. inceput turatia unui motor de stergator de parbriz auto cu un Arduino si cu un singur MOS? 

[Vizitator]

Parca nu cred sa existe un astfel de motor...poate 560V~600V ,la puterea de 20kw,ar fi mai aproape de realitate.Poti sa pui niste poze cu motorul?Cel putin pe mine m-ai facut curios!

Editat Februarie 24, 2019 de Vizitator

[adrian-]

Da , motorul este de 55-60 volti , da ,curentii sunt uriasi nominal 350 A , cu varf de 500A , suportat de motor

Sursa de curent electric va fi un acumulator de circa 300-400 amperi 60-72 V ramane la urma de vazut , controllerul suporta 48-82 V 

Motoru provine de pe un stivuitor electric mai maricel 

Ca experienta pana acum in controlul motoarelor cu pwm , am reusit constructia si controlul unei punti H pentru un motor in curent continuu

Vreau totusi sa nu se indeparteze discutia de subiectu topicului , imi este necesar sa construiesc acest VFD , imi dau seama ca e foarte greu avand in vedere cunostintele mele limitate , o sa incerc sa clarific abordarea mea  din nou , maine

 

Revin cu poze ale motorului maine dimineata

Editat Februarie 24, 2019 de adrian-

[Mircea]

6 hours ago, adrian- said:

Am reusit sa generez  prin pinii 9,10,11 de la arduino un semnal pulsatoriu (pwm DAC),  de la 0-5V   decalat cu 120 grade fiecare , totodata se poate modifica frecventa acestui semnal printr-un  potentiometru legat la pin A0 . Acest semnal este trecut apoi printr-un filtru low pass , ce netezeste varfurile devenind sinusoidal. Aici m-am blocat, deoarece am recuperat puntea tripla H provenita de la controllerul original cu care a venit motorul , am indetificat fiecare poarta a fiecarui mosfet dar nu situ cum sa o controlez .

E inutil sa incerci obtinerea a 3 sinusoide din Arduino (sau orice alt controller). Nu iti vor folosi, in nici un fel la controlul puntii (celor 3 semi-punti).

 

Ar trebui sa citesti un pic despre PWM, referitor la comanda semi-puntilor. 

 

Uite cum arata comanda a 2 faze ca sa creezi o tensiune sinusoidala de linie:

 

Documentatie este multa pe Internet. Citeste.

 

LE: Ca sa nu zici ca te trimit numai la "plimbare".

Principiu semi-punte:

 

Principiu semi-punti:

 

Paginile sunt din cartea Electronica de putere (Convertoare statice) de la Editura tehnica, 1998.

Din respect pentru dascalii mei, nu am sa postez mai multe pagini din carte, va rog nu cereti. Cumparati cartea, sigur se gaseste pe undeva. 30 lei pe Okazii.

 

 

Editat Februarie 24, 2019 de Thunderer

[dany_cta]

Oare nu se pot folosi ESC-uri pentru generarea sinusoidelor ?

[Mircea]

6 hours ago, adrian- said:

Dintr-un studiu aprofundat pe internet , un motor asincron de regula trifazic are nevoie de un curent de alimentare alternativ avand fazele decalate intre ele la 120 grade.

Controlul turatiei cat si a cuplului motor se va face prin variatia frecventei cat si a tensiunii  de alimentare , tinand cont tensiunea de frecventa printrun raport bine stabilit in functie de tipul motorului.

Controlul cuplului nu se face prin varierea frecventei si/sau a tensiunii de alimentare. Procedeul este mult mai elaborat, fara sa ajungem sa discutam despre controlul vectorial.

 

Nu fi descurajat, dar... e mult de lucru.

 

@dany_cta, ar fi asa de simplu... daca orice motor ar fi folosit ca un ventilator. Dar noi dorim control de cuplu, nu doar turatie.

[Vizitator]

Si daca se foloseste oe stivuitor, e si ceva de safety implicat. Daca nu se controleaza cum trebuie, darami raftul, etc.

[adrian-]

 din pacate nu pot incarca imagini cu  motorul si controllerul, nu imi apare optiunea de incarcare , dar le-am incarcat pe un site aferent care sa genereze un link pentru fiecare

: motor:

https://photos.app.goo.gl/CQQFJobHiSsWjQE68

https://photos.app.goo.gl/aF7nW5oJMZ3Jf8Wq7

https://photos.app.goo.gl/6C2MSivGwJSiKzf17

 

si controller:

https://photos.app.goo.gl/D6Srbkp3wBxTj1Bi6

apoi  aici este demontat , avand  microcontrolerul propiu , se poate observa ca e cel cu mufa murdara :

https://photos.app.goo.gl/XEySv4WqenZ25nZX7

 

si aici este doar partea  cu mosfeturi , etajul microcontrolului fiind inlaturat:

https://photos.app.goo.gl/EFM5cJ3UzZpeRT3t5

https://photos.app.goo.gl/8r14dsPVSZ77hMXq7

 

cele trei faze U ,V, W, se afla in mijloc , iar in lateral sunt notate bornele de alimentare B+, respectiv B-

 

mersi Thunderer2018 pentru documentatia postata , o studiez acum si revin 

Director , motorul a fost preluat de pe un stivuitor electric, el va fi folosit la un alt vehicul ce nu va rula prin depozite , drumuri publice sau in situatii unde poate provoca accidente

dany_cta , in ceea ce priveste folosirea ESC-urilor  de RC pentru motoare brushless BLDC , am inteles ca open ESC ar putea fi modificate sa genereze un curent alternativ fara a avea nevoie de back EMF , sau un senzor de rotatie , in cazul motorului meu se va putea folosi un senzor de rotatie/pozitie a rotorului acesta existand deja implementat 

Editat Februarie 25, 2019 de adrian-

[iop95]

Cautati materiale despre comanda vectoriala a motoareleor asincrone (induction motor vector controll).

Adaptati exemplele pentru procesorul folosit.

Sunt implementari pentru U/f = ct mai simple; nu stiu care este aplicatia... e posibil ca metoda U/f-=ct sa fie sufucienta.

Comanda vectoriala este complicata, necesita putere de calcul mare... solicita precizie in determinarea pozitie rotorului, dar cu avantaje mari in control, practic transforma un motor asincron intr-un de cc, dpdv al controlului.

Exemplu: https://www.thierry-lequeu.fr/data/BPRA043.pdf

Multe aplicatii/exemple se gasesc la TI.

 

 

[adrian-]

Acum 17 minute, iop95 a spus:

Cautati materiale despre comanda vectoriala a motoareleor asincrone (induction motor vector controll).

 

mersi , am gasit pe wikipedia cateva detalii pe scurt despre comanda vectoriala , dar mi se pare pentru inceput complicat dar mult mai buna din punct de vedere al controlului cuplului si a energiei consumate , sigur pe viitor voi studia si tipul acesta  momentan sa reusesc controlul motorului prin variatia tensiunii pe frecventa

[gauss]

Eu as verifica daca mai functioneaza . Macar motorul . Apoi  ce a mai ramas din automatizare . Macar partea de " forta " . Asa , pentru imbarbatare ...

Editat Februarie 25, 2019 de gauss