Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Elst
Inlägg: 63
Blev medlem: 25 april 2018, 12:57:09

Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av Elst »

Jag vill variera en spänning med en mikrokontroller för att varvtalsreglera en motor och vill EJ använda pwm.
Jag vill också använda mig av ngn switchad teknik för att slippa elda för kråkorna.

Det visade sig svårare hitta en lösning här än jag trodde det skulle vara.
Jag önskar alltså en DC/DC, med kontrollerbar utspänning ca 1-20 volt via I2C, 0-5V, eller annat protokoll?

Plan B:

Går det att köpa en random step-down som t.ex. denna
https://www.electrokit.com/produkt/dc-d ... 25-35v-5a/

Och ersätta trimpoten (med vilken spänningen justeras) med en digital trimpot, t.ex.
https://www.electrokit.com/produkt/mcp4 ... -steg-spi/

Feedback-pin på XL4015 ser ut att vara en spänningsdelare på utspänningen + tillkommer en kodning mellan plus och släden på trimpoten. Kommer den digitala trimpoten fixa detta?

Tycker att denna integration borde gjorts så det finns antagligen men jag hittar det inte.
Användarvisningsbild
Klas-Kenny
Inlägg: 11292
Blev medlem: 17 maj 2010, 19:06:14
Ort: Växjö/Alvesta

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av Klas-Kenny »

Pwm är ju ljudlöst om du bara kör en switchfrekvens på över 20 kHz...

(Förutsatt att du inte är en hund, fladdermus eller annat som hör höga frekvenser, då får du höja ytterligare...)
svanted
Inlägg: 5082
Blev medlem: 30 augusti 2010, 21:20:38
Ort: Umeå

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av svanted »

switchat men inte pwm...
hmmm....
vad är det rent tekniskt?
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26106
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av Icecap »

svanted:
Helt enig.

Elst:
Du motsäger dig själv. Det enda du vill flytta är VAR PWM-funktionen finns, inte ATT den finns!
Som Klas-Kenny skriver är det bara att designa en enhet med en PWM-frekvens över det hörbara området, sedan är saken biff.

Detta betyder i grunden "bara" att du måste ha en gate-driver, "vanliga" PWM-regleringar har oftast bara en spänningsomvandling av PWM-signalen till gaten på drivtransistorn och det fungerar skapligt vid låga frekvenser.

Ska man upp i frekvens måste man ha en gate-drivkrets men sedan är det ganska enkelt med resten.
JanErik
Inlägg: 3118
Blev medlem: 11 februari 2008, 17:15:58
Ort: Vasa, Finland

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av JanErik »

Med filtrering kommer man en bra bit också.
Elst
Inlägg: 63
Blev medlem: 25 april 2018, 12:57:09

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av Elst »

Det gäller ett hoverboardhjul. Lite mer fakta i caset: Jag har lött ihop ett sladdinferno föreställande 3 halvbryggor av ett gäng STP75NF75 och IGBT-drivers IRS2101. Hoverboardhjulen jag exprimenterar med har hallgivare så med dessa halvbryggor och en arduino snurrar hjulet löjligt fint/starkt/ljudlöst från obetydligt varvtal till väldigt höga varvtal, när jag varierar spänningen på labbaggregatet. Precis exakt detta beteende vill jag ha även efter att varvtalsreglering är fixad.

Jag har givetvis exprimenterat med PWM men jag vet inte riktigt varför jag inte får det att fungera.

PWM funkar utmärkt upp till några tusen Hz (och jag tror också det är här någonstans hoverboarden själv arbetar med pwm). Någonstans vid 16 KHz försvinner själva PWM-frekvensen men motorn låter fortfarande (lägre frekvenser, interferens-vibrationer?) men framför allt den beter sig inte speciellt stabilt. Vid frekvenser runt 20 Khz börjar motorn puttra som en hit&miss -engine. Kanske uppstår lite radiogrejer som får hallgivarna att flippa ur eller så är det något annat. Det kan vara att energin helt enkelt inte överförs, så motorn tappar fart och kommer inte igång igen så lätt.

Varför är det en "konstig grej" lägga switchandet i en liten isolerad burk utanför elektronik/motor? Det har jag helt missat. En extern step-down jobbar med 100 KHz och kan göra sitt jobb optimerat & utmärkt och på en liten isolerad yta och frekvenserna runt halvbryggor och motor blir låga. När man gör hela halv-bryggan till en stor 20Khz-switch så har vi fyrkantvågor och övertoner i väldigt många grejer. Är det inte så? Sålänge man kör pwm i 1000 Hz är det väl inga problem. Normalt ställs inga krav på ljudlöshet på en motor. Det är tvärtom är stor trend att allting ska låta och pipa maximalt och många tycker detta är väldigt harmoniskt, ungefär som när barnen var små och skrek hela tiden. Men jag vill ha det ljudlöst. En knappnål som faller, ska överösta roboten som rullar omkring och det enda som står mellan mig och detta mål just nu är Mr PWM.
danei
EF Sponsor
Inlägg: 26335
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av danei »

Men då är det synkrommotorer du har. Det låter lite udda att styra dem med en extern spänningsreglering.
Elst
Inlägg: 63
Blev medlem: 25 april 2018, 12:57:09

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av Elst »

Det är en borstlös dc-motor med hallgivare.
danei
EF Sponsor
Inlägg: 26335
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av danei »

Du matar den ju uppenbarligen inte med DC.
Användarvisningsbild
arvidb
Inlägg: 4537
Blev medlem: 8 maj 2004, 12:56:24
Ort: Stockholm

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av arvidb »

Jag tycker att det låter som en rätt smart lösning. Precis som du säger kan ju en dedikerad DC/DC-omvandlare jobba "optimerat & utmärkt" och vid hög frekvens. Tyvärr har jag inga tips om styrbar sådan. Det känns lite halvdant med en digital pot. En idé är att koppla R1:s jordanslutning till en D/A-omvandlarutgång istället. Vad händer då (har inte räknat på det så är inte säker på att det ger ett vettigt resultat)?
XL4015.png
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
svanted
Inlägg: 5082
Blev medlem: 30 augusti 2010, 21:20:38
Ort: Umeå

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av svanted »

tror det är en konstruktionsgrej?
vitsen med PWM är att förlustfritt(nästan) skapa en variabel DC mha filter och en högfrekvent PWM signal.
lägg gärna ut kopplingarna, många här kan komma med tips.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26106
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av Icecap »

Elst: om jag inte missuppfattar styr du dels med PWM (via motorstyrningen) Och matningen till DEN sköts via PWM. Om det är så är det nog bland de sämsta sätt jag har sett!

Motorstyrningen styr redan med PWM och om varvtalet inte kan kontrolleras gör du något fel.
Eller är det en färdig styrning som du vill styra hastigheten på?
svanted
Inlägg: 5082
Blev medlem: 30 augusti 2010, 21:20:38
Ort: Umeå

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av svanted »

jag uppfattar det som att han ska bygga en motorstyrning...?
hallgivarna är väl till för att polaritetsväxla statorn i takt med rotationen?
Användarvisningsbild
arvidb
Inlägg: 4537
Blev medlem: 8 maj 2004, 12:56:24
Ort: Stockholm

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av arvidb »

Ja precis, idén verkar vara att styra fasföljden med den egenbyggda bryggan med hjälp av signalerna från hallsensorerna, och sköta varvtalsregleringen med den externa DC/DC-omvandlaren?
Elst
Inlägg: 63
Blev medlem: 25 april 2018, 12:57:09

Re: Varvtalsreglera motor ljudlöst (dvs EJ pwm)

Inlägg av Elst »

@Icecap

Nej, så har jag inte gjort och inte tänkt göra.

@arvid

Elektrifieringen av magneterna dikteras av signalerna från hallgivarna. Det är alltså hallgivarna + mikrokontroller + elektronik som är själva kommutatorn i en borstlöst dc-motor.

Själva motorn har 27 elektromagneter och 30 fixmagneter. Dessa 27 magneter är såklart egentligen bara 3 magneter (3x9=27) med en gemensam tåt som inte är tillgänglig. Det går alltså ut 3 trådar ur hjulen för magneterna + 5 trådar för hallgivarna (3 stycken hallgivare för att tillsammans identifiera de 6 möjliga unika positioner att kommutera). Genom att lägga en ström i någon riktning mellan 2 av dessa 3 trådarna till elektromagneterna så elektrifierar man magneterna parvis (eller i hoverboardens motor 18 stycken åt gången).

För att kunna styra strömmen genom 2 av dessa 3 trådar använder man 3 halvbryggor.

Jag har snickrat ihop elektronik själv + kodat programmet. Det var inte så tungt. Det var lite mekigt exprimentera fram kommuteringstabellen för hallgivarna, men bortsett från det var det ganska enkelt och hjulet spinner som en katt.

PWM lägger jag in på styrsignalerna till halvbryggorna. Finns det något annat sätt?

Jag tror inte jag gjort något fel egentligen. Som sagt även PWM fungerar, men inte om man skruvar upp frekvensen ovanför 12 KHz eller något sånt. Det är ingen mänsklig rättighet att alla motorer skall acceptera PWM -frekvens bortåt 20 KHz, så därför kan det potentiellt vara bortkastad tid få det att fungera. Men det kan också vara ett misstag någonstans.
Skriv svar