Шим регулирование ДПТ

[dmitriivas]

Шим регулирование ДПТ

При ШИМ регулировании электродвигателя постоянного тока среднее напряжение, подаваемое на якорь, задаётся длительностью импульсов. А вот что будет с током на якоре? Он будет соответствовать этому СРЕДНЕМУ напряжению и уменьшаться при уменьшении напряжения? Если так, то получается, что и момент на валу тоже уменьшается? Я правильно понимаю?

 

[Николай_С]

Не совсем...
Тут нужно помнить, что ДПТ является индуктивной нагрузкой. А это означает, что ток в ей сильно меняется не будет. Что касается напряжения на роторе, импульсные выбросы могут оказаться весьма высокими. Примите меры для уменьшения износа щеток.

 

[dmitriivas]

Я правильно понимаю, что, если подавать ПОСТОЯННОЕ сниженное напряжение, то тогда и ток будет меньше ? А в случае ШИМ регулирования из-за высокой частоты следования импульсов и индуктивности ток не будет "успевать" снижаться?

 

[dmitriivas]

Подаю импульсы амплитудой 12В от АКБ. ШИМ подаёт, к примеру, на якорь 6В. Получается, что ток на якоре будет соответствовать напряжению = 12В ?

 

[Николай_С]

Не-а.
Ток будет обратно прапорционален скважности.
Например, при скважности 2, ток будет такой же, как и при питании 6-ю вольтами постоянного напряжения.

 

[dmitriivas]

Короче как я понял. При постоянной амплитуде импульса напряжения, чем больше скважность, тем ниже среднее напряжение, подаваемое на якорь, и, как следствие, ниже ток, подаваемый на якорь ? Правильно ?! Просто сначала Вы ответили, что ток почти не изменится из-за индуктивности, но я видимо вопрос не правильно первый раз сформулировал. Я как раз и спрашивал, как поведёт себя ток при уменьшении СРЕДНЕГО напряжения, т.е. при увеличении скважности. P.S Я очень начинающий, а точнее инженер-механик по железкам, но необходимо разобраться в этом.

 

[Николай_С]

Если инженер - значит физику должен знать!
Нужно почитать про поведение переменного тока в катушке индуктивности. А еще про среднеквадратичное (действующее) значение напряжения (тока).

P.s. в последнем посте, вроде, ближе к истине.

 

[dmitriivas]

С синусоидами-то всё понятно, вроде знаю. С импульсами немного затруднения. Ну помню закон, что на индуктивности скачком ток меняться не может. Давно было. Спасибо за ответы.

 

[Николай_С]

С синусоидами-то всё понятно, вроде знаю. С импульсами немного затруднения.

А в чем разница?
Действующее значение электрического тока.
Интеграл - он и в Африке интеграл - суммарная площадь под кривой. А что за кривая - значения не имеет. А импульсы интегрировать куда легче синусоиды - всё очевидно.
Если с током всё понятно - он не может быстро изменяться в индуктивности, то вот с ЭДС самоиндукции всё совсем наоборот. При поддержания тока в разорванной цепи (ухудшение контакта на щетках коллектора), на контактах возникает довольно приличная разность потенциалов. Это нужно учитывать при подборе транзисторных ключей (мосфетов) на выходе ШИМ-контроллера.

 

[dmitriivas]

Ну это уже дело наших электронщиков предусмотреть все эти нюансы. Я почему всё это спрашиваю. Возникла идея регулировать ДПТ на 12В автомобильного топливного насоса с помощью ШИМ. Но всё дело в том, что расход жидкости, а, соответственно, частоту вращения нужно обеспечить, во много раз меньше номинальной (по паспорту 3000об/мин соответствует 60л/ч при 12В, а нужна частота вращения, чтоб обеспечила расход 1л/ч. Расход в первом приближении примерно прямопропорционален частоте) Но при этом момент на валу двигателя необходимо оставить номинальным, тот который при 12В и 3000об/мин (чтоб создавать давление) Но так как момент, вроде, в прямой зависимости от тока, то получается, что при такой регулировке момент неизбежно будет падать. Или у них тогда постоянно должно скакать напряжение с током и частота вращения. Насколько эта идея хороша ? В принципе реальна?

 

[Cruzzz]

А тип насоса (эжекторного предположительно) какой - ротационный или диафрагменный, для начала?

 

[Bydlokoder]

что при такой регулировке момент неизбежно будет падать

Разве частота вращения вала не зависит от момента? А если так, то момент просто обязан уменьшится, если нам необходимо снизить производительность насоса, для чего необходимо уменьшить частоту вращения вала.

ШИМ полезен только тем, что при нем на регулирующем элементе рассеивается небольшая мощность, вот и все.

 

[dmitriivas]

Да насос либо ротационный с подпружиненными пластинками, либо турбинный. Разные версии есть.

Разве частота вращения вала не зависит от момента? А если так, то момент просто обязан уменьшится, если нам необходимо снизить производительность насоса, для чего необходимо уменьшить частоту вращения вала.

ШИМ полезен только тем, что при нем на регулирующем элементе рассеивается небольшая мощность, вот и все.

Вот я и говорю, что на номинале он выдаёт момент, который обеспечивает давление 3 атм, но расход 60л/ч. А нам нужен тот же момент, для тех же 3 атм, но расход 1л/ч. Для чего и снижается частота. Возможно ли это с помощью ШИМ?

 

[Николай_С]

Возникла идея регулировать ДПТ на 12В автомобильного топливного насоса... нужна частота вращения, чтоб обеспечила расход 1л/ч. Расход в первом приближении примерно прямопропорционален частоте) Но при этом момент на валу двигателя необходимо оставить номинальным, тот который при 12В и 3000об/мин (чтоб создавать давление)...
Насколько эта идея хороша ? В принципе реальна?

На сколько я знаю, расход в инжекторных двигателях регулируется немного иначе. Топливный насос на пару с обраткой создает необходимое для инжекторов рабочее давление, а вот расход топлива определяется его количеством, впрыснутым в камеру сгорания. Такой способ "убивает сразу двух зайцев". Циркулирующее по системе топливо подогревается, а его часть возвращается обратно в бак, не давая ему замерзать. Во-вторых, обеспечивается постоянство рабочего давления, которое не зависит ни от каких параметров (температура/вязкость топлива, его расход, состояние фильтров...).

 

[dmitriivas]

На сколько я знаю, расход в инжекторных двигателях регулируется немного иначе. Топлевный насос на пару с обраткой создает необходимое для инжекторов рабочее давление, а вот расход топлева определяется количеством впрыснутого в камеру сгорания топлева. Такой способ "убивает сразу двух зайцев". Циркулирующее по системе топлево подогревается, а его часть возвращается обратно в бак, не давая ему замерзать. Во-вторых, обеспечивается постоянство рабочего давления, которое не зависит ни от каких параметров (температура/вязкость топлева, его расход, состояние фильтров...).

Вот вот. Это всё верно. Но хотелось бы услышать об этой схеме только с точки зрения электрики и электроники безотносительно к теории двигателя поршневого. С гидравликой, управлением инжектором в зависимости от режимов работы двигателя связана целая туча нюансов. За эту идею аргумент, что экономится энергия. Ну и понятно: 60л/ч против 1 л/ч. Но стоит ли овчинка выделки.

 

[dmitriivas]

При этом регулировка насосом предполагается по показаниям датчика давления.

 

[Bydlokoder]

Возможно ли это с помощью ШИМ?

Да. ШИМ регулирование подобно регулированию изменением постоянного напряжение на ДПТ, с той только разницей, что обойдется без огромного радиатора для охлаждения регулирующего элемента. А получая данные от датчика давления можно организовать автоматическое регулирование производительности насоса. Всего-то увеличивать скважность импульсов при увеличении давления и уменьшать скважность когда давление падает.

 

[dmitriivas]

Да. ШИМ регулирование подобно регулированию изменением постоянного напряжение на ДПТ, с той только разницей, что обойдется без огромного радиатора для охлаждения регулирующего элемента. А получая данные от датчика давления можно организовать автоматическое регулирование производительности насоса. Всего-то увеличивать скважность импульсов при увеличении давления и уменьшать скважность когда давление падает.

При этом частота вращения постоянно будет колебаться?

 

[Bydlokoder]

Импульсы широтно-импульсной модуляции следуют со сравнительно высокой частотой, и будут интегрироваться инерцией вращающегося якоря двигателя. Двигатель попросту "не заметит", что питается не постоянным напряжением, а импульсным. Из-за ШИМ частота вращения двигателя колебаться не будет.

Но, необходимо, чтобы двигатель вообще мог работать при таком постоянном напряжении, при котором предположительно обеспечивается нужный расход (1 литр/час в Вашем случае). Иначе автоматика будет его дергать постоянно, то разгоняя, то выключая, а часто повторяющиеся пусковые режимы двигателю на пользу не пойдут.

 

[Cruzzz]

Да насос либо ротационный с подпружиненными пластинками, либо турбинный. Разные версии есть.

Собссно, я к простой мысли веду - как вы намереваетесь поддерживать те же 300кПа в центробежном насосе - и без изменения геометрии крыльчатки/протоков/сечений? Пропорциональным уменьшением оборотов ротора (для достижения изменения объема жидкости в 60 раз) это вряд ли возможно в принципе. Ну, получите замечательную мешалку для топлива - и все, давления-то не будет... И никакой чуткой автоматикой с минимальным гистерезисом на такие разницы величин подвинуться не удастся.

Не хочу показаться скептиком, но здесь скорее всего потребуется насос другого типа (мембранный, диафрагменный, переменного объема), либо существенный пересчет и переделка геометрии ротора и корпуса.