Controllo di velocità di un motore c.c. in PWM

[andrea050]

Ho fortemente modificato una carrozzella elettrica per invalidi che, per le operazioni che ho aggiunto, gestisco con un Siemens S7 1214C DC/DC/DC. Devo controllare la velocità delle ruote motrici, azionate da 2 motori c.c. 24 V 320 W ciascuno, alimentati dalle batterie della carrozzella. La velocità deve essere circa 25 mm/sec, ossia 1/70° della massima.

Ora sto usando un riduttore di velocità, una piccola scheda con una manopola manuale, con cui posso impostare le regolazioni necessarie ma non comandarle con il PLC e quindi adeguarle alle condizioni, per esempio fare rampe di accelerazione e soprattutto frenata. Ora vorrei usare il PLC per comandare anche la velocità dei motori ed ho scritto analisi e codice.

Non ho uscite analogiche sul PLC. Pensavo di usare il PWM per abilitare un transistor IGBT che possa lavorare ad adeguata frequenza: è giusto?

Secondo le mie speranze, il transistor potrebbe chiudere direttamente il circuito di alimentazione batterie/motori. Il mio elettrotecnico mi dice che invece serve una scheda: mi potete aiutare?

Grazie mille! Andrea

 

[Livio Orsini]

La tua è un'idea un po' semplicistica.

Se i motori devono lavorare in accelerazione e decelerazione controllata ti serve un drive appropriato per quei motori, quello che il tuo lelettrotecnico definisce genericamente "scheda"

33 minuti fa, andrea050 scrisse:

Ora sto usando un riduttore di velocità, una piccola scheda con una manopola manuale

 

Se la manopola aziona un potenziometro che fornisce la tensione di riferimento potresti usare l'uscita in PWM, opportunamente filtrata, per dare questo riferimento di tensione.

[andrea050]

Grazie Livio!

Che la mia idea fosse un po' semplicistica me lo aspettavo... Ma: per l'accelerazione e decelerazione controllate mi potrebbe bastare il controllo del duty cycle del PWM, realizzato in kop nel plc, anche perché l'accelerazione e la frenata hanno logiche diverse che nel PLC saprei come scrivere. Almeno, SE riesco con il PWM a controllare la velocità.

E se mettessi un ponte H integrato con il PWM all'Enable? Sempre semplicistico...?

Andrea

 

[Livio Orsini]

Il ponte ad H è solo una parte del controllo.

[andrea050]

8 ore fa, Livio Orsini scrisse:

Il ponte ad H è solo una parte del controllo.

Forse comincio a capire... potrei metterci questa:

https://www.futurashop.it/driver-motori-dc/driver-per-2-motori-dc-da-15-a-9145-dri0018

ho fatto anche una bella chat con loro e mi hanno assicurato che funzionerà...

Grazie ancora Livio!!! Ciao Andrea

[Livio Orsini]

Se loro dicono che funzionerà......funzionerà.

[andrea050]

1 ora fa, Livio Orsini scrisse:

Se loro dicono che funzionerà......funzionerà.

Tu non ci scommeteresti un soldino bucato, vero?

E su cosa scommetteresti?

Scusa se (mi rendo conto) sono un po' invadente, ma in fondo è una carrozzella per invalidi, merita un po' di volontariato...

Ciao Andrea

[max.bocca]

Normalmente il'materiale della futura funziona. Quella scheda gestisce dir e vel tramite pwm per i motori se non erro.

Con il pwm uscito dal 1200 potresti pilotare magare optoisolato il segnale dei mosfet, poi potresti retroazionare il sistema rilevando la velocita' del motore e la corrente assorbita.

[Livio Orsini]

13 ore fa, andrea050 scrisse:

Tu non ci scommeteresti un soldino bucato, vero?

 

E' una scheda per hobbistica, anche se ben realizzata.

Non sono state certo certificate come schede industriai, con tutti i controlli sulle emissiono, etc.

 

Proprio perchè è un prodotto per invalidi mi rivolgerei verso un prodotto industriale che certamente sarà più costo ma più affidabile.

il 8/1/2018 at 17:10 , andrea050 scrisse:

La velocità deve essere circa 25 mm/sec, ossia 1/70° della massima.

 

Questa mi era sfuggita.

Devi scegliere o un motore più lento, oppure aumentare il rapporto di riduzione se vuoi avere regolarità di funzionamento.

 

[andrea050]

Grazie Max.bocca per il suggerimento.

 

Grazie di nuovo a Livio. Quindi ho capito che:

- lo schema di progetto è corretto, qui posso tirare un sospiro di sollievo.

- le specifiche funzionali del componente dovrebbero andare bene. Se trovo una scheda analoga certificata bene, se no posso usarlo per sperimentare ma per il prodotto definitivo sarà necessario installare un prodotto certificato.

- la riduzione di velocità è molto forte, ma non c'è niente da fare: i motori sono quelli e non posso penalizzare l'uso normale. Però, per fortuna, adesso (con la riduzione fissa manuale) ho un funzionamento accettabile. In realtà uno dei motivi del ricorso al PWM è anche il poter graduare la (comunque bassa) velocità in base alle situazioni. Mi aspetto anche che la velocità effettiva non sia realmente proporzionale al PWM ma debba essere trovata sperimentalmente.

 

Grazie ancora per avermi aiutato a superare questo problema! Credo che vi disturberò ancora al prossimo ostacolo, ma prima o poi vi allegherò un filmato dell'"Oggetto Misterioso" che funziona....!

Ciao Andrea

[Livio Orsini]

5 ore fa, andrea050 scrisse:

Mi aspetto anche che la velocità effettiva non sia realmente proporzionale al PWM ma debba essere trovata sperimentalmente.

 

No, se tutto è corretto con PWM al 99% di duty cycle avrai il 99% della veòocità massima e così con una corrispondenza biunivoca sino a circa lo 1%

[andrea050]

Quello che intendevo era che probabilmente con il 5% di PWM e il 5% della coppia non riuscirò a muovere la carrozzella al 5% della velocità massima, per attriti e resistenze varie indipendenti dalla velocità, che da qualche parte ci sono di sicuro. Ma la velocità esattissima per me non è molto importante.

 

Ma ora mi sorge un altro dubbio sulla specifica scheda, che forse mi obbligherà a un'altra ricerca.

Sul dépliant è scritto che " è possibile scegliere il verso e la velocità di rotazione dei (2) motori ", però ci sono solo " Interfaccia: 4 I/O digitali (2 PWM) ". Quindi sospetto che i motori debbano funzionare appaiati, mentre io ho bisogno che siano indipendenti: è così, vero?

In caso, sai mica consigliarmi una scheda (anche di migliore qualità...) o un sito dove trovarla? Grazie! Andrea

 

 

[Livio Orsini]

13 ore fa, andrea050 scrisse:

Quello che intendevo era che probabilmente con il 5% di PWM e il 5% della coppia non riuscirò a muovere la carrozzella al 5% della velocità massima, per attriti e resistenze varie indipendenti dalla velocità

NO.

In un motore cc la velocità è proporzionale alla tensione di armatura, mentre la copia lo è con la corrente.

Se la coppia richiesta è minore o uguale alla coppia erogabile dal motore la velocità la raggiunge.

 

Bisognerebbe leggere le specifiche della scheda. però 2 PWM  e 2 di direzione per me significa che comandi 2 motori indipendenti.

[andrea050]

Livio, grazie per la spiegazione sul parametro che controlla la proporzionalità.

 

Non riesco a mandarti le specifiche, che sono 28 pagine in pdf. Ma io riesco a immaginarmi:

PWM 1 e 2: regolano la tensione/velocità ai motori A e B, indipendentemente dal verso di rotazione

Primo Input di Direzione: Motore A. SE=0 avanti SE=1 indietro

Secondo Input di Direzione: Motore B. SE=0 avanti SE=1 indietro

Se fosse così, potrei davvero controllare i 2 motori in modo del tutto indipendente, anche uno avanti piano e uno indietro veloce.

E per far stare fermo un motore dovrei passargli PWM=0, mentre un comando di avanti o indietro gli resterebbe sempre, ma inutilizzato.

 

Ho capito?

Ciao Andrea

[Livio Orsini]

Devi leggere le specifiche e la descrizione degli ingressi; io non posso dirti se èfai un ragionamento corretto perchè non conosco l'apparecchiatura.

[andrea050]

Vorrei solo darvi un aggiornamento su quanto ho realizzato dopo l'interessante forum in gennaio, per cui ancora ringrazio tutti!

Ho installato la scheda della Futura Elettronica (2 schede, perché la prima l'ho incenerita quasi immediatamente...).

 

Il PWM di ogni motore varia da 0 a 1.000. Ho quindi un certo numero di costanti "PerMille" da usare secondo le necessità.

Ho verificato che la carrozzella non si muove fino a PerMille= 470-490.

Il mio campo di funzionamento è 500 - 570.

 

Ora funziona quasi come speravo, costruendo rampe di accelerazione e frenata con il programma ladder.

Ho anche inserito un PerMilleExtra (circa 50) per lo spunto in caso di difficoltà.

Il lavoro ora è una taratura di fino dei parametri, per ottenere un funzionamento dolce, soprattutto in frenata; infatti il punto di arresto deve essere raggiunto con precisione, non posso mettere in folle ecc... però conto di riuscire a far funzionare il mio prototipo in modo soddisfacente.

 

A lavoro finito, vi manderò i filmati...!

Ciao Andrea

[Livio Orsini]

Bene, fa sempre piacere avere un ritorno sulla soluzione dei problemi, se poi vorrai anche pubblicare i filmati sarà molto gradito.