Ik heb van school de opdracht om een frequentieregelaar van de grond aan op te bouwen. Ik heb 200 VDC tot mijn beschikking om een 400 VAC kooianker motortje te laten draaien.
UIt de meeste onderdelen kom ik wel, ik loop alleen een beetje vast op de best te gebruiken aansturing. Het simpelst is natuurlijk een blokspanning:
Het motortje zal er wel op draaien, maar ik vind het toch een beetje grof. Ik wil eigenlijk de boel met PWM (pulse width modulation, puls breedte modulatie in het nederlands) aansturen, maar ik kom niet helemaal uit de beste aanstuur mogelijkheden. Ik heb het een en ander gesimuleerd in excel, er van uitgaande dat de PWM een perfecte sinus kan genereren en kreeg de volgende uitkomsten:
Bij een halve sinus van 180 graden:
Bij een halve sinus van 240 graden:
Bij een halve sinus van 360 graden:
Wat voor mij belangrijk is zijn de lijnspanningen. Aangezien ik maar 200VDC ter beschikking krijg, is mijn maximale toerental erg beperkt. Ik wil mijn maximale toerental niet nog eens met een factor wortel 3 kleiner maken door met de fase spanningen te gaan werken.
Wat mijn streven is, is om een zo'n mooi mogelijke sinus met een zo'n hoog mogelijke effectieve spanning te genereren. Ik heb het idee dat de sinus bij 240 graden het best overeen komt. Is er iemand hier die hier ervaring mee heeft en mij misschien een betere aanstuur methode kan laten zien.
Bij voorbaat dank.
200v dc is bij enkelfase iets van zo'n 145v effectief. Je kunt hier niet mee uit de voeten als je de motor tot 50hz wil gebruiken , dan moet je je inputspanning drastisch verhogen.
Dat weet ik, ik kwam zelf bij een blokspanning op een max toerental van 20Hz. Die beperking is bekend.
Waar het mij hier om gaat is om een zo'n mooi mogelijke sinus te kunnen genereren.
PWM op een behoorlijke frequentie met een sinusfilter.
Op 11 september 2010 15:56:21 schreef Gringo:Ik heb 200 VDC tot mijn beschikking om een 400 VAC kooianker motortje te laten draaien.
Is het geen 230/400V motor?
Het is inderdaad een 230/400 Volt motortje. 0,12kW.
De aansturing zelf wordt niet door mij verzorgd, maar door een klasgenoot van me. Hij had het over een klokfrequentie van 4MHz met een 8bit controler. De aansturing willen we met FET's gaan doen, al heb ik daar nog niet naar gekeken welke het gaan worden.
De grote vraag nu is hoe ik hem wil gaan aansturen. Als blok toch het beste blijkt te zijn, dan neem ik gewoon thyristoren om hem aan te sturen, aangezien ik hem dan toch niet hoef te doven. Het liefst wil ik hem echter met PWM gaan aansturen. Ook om het project een beetje een moeilijkheidsgraad mee te geven. Het blijft tenslotte een schoolopdracht.
[Bericht gewijzigd door Gringo op (14%)]
Dus je spanningprobleem is er geen 
vwb thyristoren: Natuurlijk moet je doven. Ik neem toch aan dat je eerst een DC spanning maakt.
Een blokgolf lijkt me voor mn gevoel een slecht plan. Alles wat die motor kan opwarmen moet je vermijden, het rendement is al zo laag.
en een move -> schoolvragen
Je hoeft het wiel niet weer uit te vinden ; de fabrieks fov's hebben een pwm blokgolf van 4 tot wel 20 kHz. zet hierachter een filter en klaar ben je.
De DC spanning hoef ik niet zelf te maken, die is al aanwezig. Om even aan te geven om welk niveau dit een beetje gaat. Dit is een project in het laatste jaar van HBO elektrotechniek.
Een thyristor hoef je niet te doven. Die dooft vanzelf als de stroomdoorgang nul is. Daarom zou ik die kunnen gebruiken met de blokgolf. Voor PWM werkt dat uiteraard niet. Daarom heb ik daar een FET of IGBT nodig zodat ik die gestuurd kan doven.
Navraag bij jongens uit het vorige jaar leerde al dat een thyristor sturing met blokgolf al voldoende is. Aangezien ik nogal nieuwsgierig ben en overtuigt ben dat het beter kan ben ik dat nu aan het uitzoeken.
Mijn gevoel zegt me dat de 240 graden aansturing de mooiste sinus met de hoogste effectieve waarde geeft. Al zou ik eigenlijk ook die van 360 na moeten rekenen. Het liefst zou ik een echt nette sinus hebben, maar ik vraag me af in hoeverre dat mogelijk is. Zeker ook omdat ik er geen smoorspoel tussen wil gaan zetten, vanwege de complexiteit van de berekeningen en de kosten.
Op 11 september 2010 19:56:11 schreef DE OLDE:
Je hoeft het wiel niet weer uit te vinden ; de fabrieks fov's hebben een pwm blokgolf van 4 tot wel 20 kHz. zet hierachter een filter en klaar ben je.
Dat weet ik, maar ik heb niet het idee dat dat echt de bedoeling is van de schoolopdracht.
Dus als ik goed begrijp, moet je iets op een manier ontwerpen waar de professie nog niet iets beters voor heeft gevonden. Dan is het inderdaad het wiel weer uitvinden althans dat is mijn bescheiden mening. Nou ja je kunt een beest van een audioversterker pakken , met een generator als ingang en een uitgangs-trafo voor de spanning te verhogen.
Volgens mij zijn we elkaar ergens kwijt geraakt. Het gaat op zich niet over de componenten die ik ga gebruiken. Daar heb ik wel een redelijk goed beeld van. Het geheel gaat aangestuurd worden door een microcontroler. De ATMEGA88 controller gaf mijn klasgenoot als voorbeeld. Dat is echter zijn onderdeel van het project en ik twijfel er niet aan of hij vind wel iets passends. De FET's die ik ga aansturen moet ik nog gaan uitzoeken, maar grootheden als blokkeerspanning en max stroom weet ik, wordt dus alleen nog rekening houden met de schakelfrequentie.
Waar het mij nu om gaat is wat voor een signaal ik de FET's moet laten genereren zodat ik een zo mooi mogelijke sinus over de spoelen van mijn motortje krijg.
Ik denk dat we inderdaad elkaar even niet begrijpen, als je dus zeg maar 10kHz gaat schakelen met pwm moet je een redelijke sinus van 50Hz of lager kunnen creëren. Je kunt dan ook nog een uitgangsfilter maken , dan komt hij er helemaal goed uit. Nog even terug naar mijn suggestie over een versterker, je maakt in feite dan 3 klasse D versterkers. Als ik niet goed begrijp, sorry , corrigeer me.
Ik ben eruit, middels vector voltage control is het mogelijk om een goede sinus als lijnspanning te krijgen. Een procéde dat ooit ontwikkeld is door Danfoss
Zie ook hier
Dat is exact wat ik bedoelde, maar als je echte een mooie sinus wilt zul je aan de uitgang ,(zoals eerder reeds gezegd) een uitgangs filter moeten monteren.