Drive servo AC: sarà possibile?

Sezione dedicata all'elettronica di controllo cnc.
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f1zb4n
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Drive servo AC: sarà possibile?

Messaggio da f1zb4n » giovedì 23 settembre 2010, 18:31

Ciao a tutti,
è un po' che mi frulla per la testa di provare a creare un controllo per un servo AC trifase.
Dopo aver cercato sulla rete di tutto e di più, penso di aver capito che detto controllo è composto fondamentalmente da 3 blocchi:
- processore
- driver di potenza
- feedback
Ed ora vediamo alla discussione dei "blocchi".
Per quello che riguarda lo stadio di potenza direi che si potrebbe ipotizzare l'utilizzo di un modulo ibrido già  pronto (tipo la serie IRAMxxxx della IRF).
Riguardo al feedback, in un primo momento mi accontenterei anche di avere la sola lettura della corrente delle fasi V e W, senza tirare in ballo resolver o encoder vari (diciamo di lavorare in modo "velocità " e non "posizione"). Anche qui ci vengono incontro vari chip dedicati (es. IR2175 sempre IRF)
Ed eccoci arrivati al blocco più delicato: il processore. Qui abbiamo la comunicazione con il mondo esterno (es. PC, altro micro, controlli analogici, ecc) e la generazione dei PWM che andranno ad "abilitare" lo stadio di potenza.
Per restare in casa IRF ci sarebbero 2 controllori monolitici fantastici: IRMCK201 (con ingresso encoder) e IRMCK203 (senza feedback). E ora i problemini: i processori sono fuori produzione e SE si riuscissero a trovare sarebbero comunque a blocchi di 10 (SAMPLE) o 900 (PRODUCTION)...
Qui entrate in gioco voi: visto che è un po' che vorrei giocare con i PIC mi sono domandato se non fosse possibile prendere un 16F1934 e generare con quello i 3 flussi PWM necessari a comandare il modulo ibrido di potenza.
Certo, mi piacerebbe moltissimo utilizzare oggetti tipo ADSP-BF512 della Analog Devices, ma al momento ritengo che siano ancora un attimo fuori dalla mia portata, visto l'esigua esperienza con i processori programmabili :P
Suggerimenti?
Critiche?
Insulti? (questi spero di evitarmeli!!! :badgrin: )

PS: tanto per intenderci, la mia idea di schema potrebbe essere molto simile a quella che si trova nel datasheet del IRMCK203 a pag. 12

Slapman83
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Re: Drive servo AC: sarà possibile?

Messaggio da Slapman83 » domenica 26 settembre 2010, 13:10

Ti rispondo per quello che riguarda le fregate che mi sono preso personalmente.
Sotto il profilo didattico io come te ho un irrefrenabile bisogno di conoscenza (che deve essere comunque mantenuto tale!), tra l'altro lavoro per un'agenzia che tratta driver , motori e riduttori di tutti i tipi e quindi mi trovo a contatto con tecnici e ingegneri tutti i giorni ed il materiale non mi mancherebbe per progetti del genere; ma ti garantisco che faresti dei paurosi buchi nell'acqua pur avendo a disposizione il materiale delle marche più blasonate perchè gli stessi inverter commerciali richiedono upgrade software o hardware continui per eliminare fastidiosi problemi.
Ti consiglierei di investire tempo e soldi sullo studio dei sistemi CNC completi e sopratutto su come metterli a punto, sarebbe piu gratificante ma nulla poi ti vieta di continuare a studiare gli inverter.
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claudio.lorini
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Re: Drive servo AC: sarà possibile?

Messaggio da claudio.lorini » domenica 26 settembre 2010, 16:51

...be, possibile è possibile, ma la complessità  è secondo me eccessiva se non ti sei prima cimentato in
progetti più semplici.
Per il ponte vanno benissimo i moduli della IRF che hai detto, molti altri produttori ne fanno di simili, ad esempio
Fairchild, IXYS ecc...
Per darti un idea della complessità  del problema potresti scaricarti questa application note della Microchip
http://www.microchip.com/stellent/idcpl ... e=en533872
e vedere cosa ne riesci a capire e tirare fuori.
Il codice che fornisce la Microchip è funzionante, hanno anche delle evaluation boards a 'basso prezzo',
tutto sta riuscire a capirne abbastanza per le proprie necessità .
Come processore ti consiglio partire direttamente con qualcosa di più recente/prestante tipo la famiglia dsPIC33
io uso i dsPIC33FJ128MC802.

Bye C.
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Re: Drive servo AC: sarà possibile?

Messaggio da Slapman83 » domenica 26 settembre 2010, 18:24

Ah!! Dimenticavo!
Tutto il discorso che ho fatto era per dire che alla fine trovi prodotti commerciali che ormai fanno anche il caffè che costano poco più di 100 euro :shock: con algoritmo vettoriale e potenze nell'intorno del KW.Se fai una mano di conti costa più il micro e la board di sviluppo che l'oggetto finito....
Ma ripeto che la fame di sapere va sempre soddisfatta!! :D
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Re: Drive servo AC: sarà possibile?

Messaggio da f1zb4n » martedì 28 settembre 2010, 17:44

Anzi tutto grazie delle risposte.
@Slapman83: il mio dubbio è proprio lì: ma un inverter è in grado di far muovere un servo AC brushless? Se la risposta è si, allora ho finito di penare, ma mi pare di aver capito che ci vogliono dei treni PWM gestiti in modo leggermente diverso dal normale motore trifase asincrono :(
@claudio.lorini: per quanto riguarda le note applicative della Microchip è un po' che me le studio, ed è "colpa" loro se mi è venuto in mente di provarci... dsPIC33F mmm... tanto imparare un micro o un altro :P
Per il momento continuo a leggere e a informarmi, appena comincio a "buttare giù" qualcosa vi aggiorno.

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Re: Drive servo AC: sarà possibile?

Messaggio da Slapman83 » martedì 28 settembre 2010, 21:56

Provo a dare una risposta, ma moooooooooolto da bar :D
La matematica che sta dietro a questi due motori è abbastanza diversa ed anche la loro costruzione.
Per il motore brushless devi considerare di avere in più gli ingressi per i segnali delle celle di Hall (di solito Hu-Hv-Hw) ed i segnali encoder A B e Z, con la possibilità  di gestire via software i guadagni di questi segnali tramite PID.
Non mi pare di aver mai visto un azionamento che facesse entrambe le cose, cioè AC asincroni e brushless. Sono due mondi di motori che si sono avvicinati negli ultimi anni grazie all'elettronica ma credo che per ragioni matematiche e costruttive non si incontreranno mai.
Andate avanti che vi seguo da vicino :mrgreen:
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Re: Drive servo AC: sarà possibile?

Messaggio da marcosin » martedì 28 settembre 2010, 22:13

Azionamenti che comandano motori asincroni, sincroni e brushless esistono, vedi gli unidrive SP o prodotti simili della control tecniques http://www.controltechniques.com/CTcom/ ... 0page.aspx
Certo con 100€ te li fanno vedere o ti danno il tastierino di programmazione, quindi non sono prodotti propio da utilizzo hobbistico.
In commercio si trovano comunque azionamenti un pò più economici, che hanno addirittura il comando step-dir con controllo di posizione integrato, vedi ad esempio alcuni modelli della Mitsubishi, Omron o Panasonic.
L'alternativa è l'utilizzo di un azionamento che prevede solo la chiusura del loop di velocità , o addirittura di sola coppia, pilotabile in analogica, poi andare a fare il controllo di posizione esternamente, con un pic, atmel o qualunque cosa di voglia, che abbia almeno la possibilità  di operare a 16bit e intorno ai 20-30Mips.

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Re: Drive servo AC: sarà possibile?

Messaggio da f1zb4n » mercoledì 29 settembre 2010, 18:19

Bene, sempre più informazioni :)
Certo, se dessi retta alla regione con 160$ avrei anche trovato il suo controllo negli States, MA la curiosità  è troppo forte...
Il mio vero problema è riuscire bene a capire che razza di motoraccio è (QUI trovave le foto, ma nulla di tecnico), di sicuro non è un AC a gabbia di scoiattolo, ma neanche un bruschless classico, in quanto è privo dei sensori Hall... ha solo le connessioni per le 3 fasi U-V-W e un cavolo si resolver sull'albero... #-o
E se vi dicessi che facendolo girare a mano sembra che faccia degli "scattini" tipo gli stepper vi fa suonare qualche campanella? :lol:

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Re: Drive servo AC: sarà possibile?

Messaggio da Slapman83 » mercoledì 29 settembre 2010, 19:51

L'unica cosa che sono riuscito a "tradurre" è che ha retroazione da resolver....
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Re: Drive servo AC: sarà possibile?

Messaggio da Slapman83 » mercoledì 29 settembre 2010, 19:58

Scusa, come al solito vado di fretta e non ho letto tutto quello che avevi scritto.... :evil:
Per me è un brushless con retroazione da resolver, se gli scatti che senti sono più radi di quelli di uno stepper allora si tratta solo del cogging. In base alla costruzione del motore, e cioè se è trapezioidale o sinusoidale, il fenomeno può essere più o meno marcato, ma è normale. Vai serrrreno fratello :D
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Re: Drive servo AC: sarà possibile?

Messaggio da claudio.lorini » mercoledì 29 settembre 2010, 22:05

...prova a vesere se mettedo in corto le fasi mentre ruota si frena.
Se si è un magneti permanenti (PMSM) brushless DC (trapezioidale) o un
brushless sinusoidale.
Gli scattini sono detti 'cogging' e sono una caratteristica 'non gradita'
comune nei Brushless DC, mentre la presenza di un resolver mi farebbe
pensare as un brushless sinusoidale.
Per toglierti tutti i dubbi se hai un oscilloscopio puoi vedere la BackEMF tra due fasi,
se ha una forma circa 'trapezioidale' è un brushlessDC.
Bye, C.
...no, non è terra.

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