Forumindex

ForumindexForumindexDownloads

Visa forum för datorns webbläsare

ForumindexVerkstadsforumAllmänt[Allmänt] El/elektronik

Hur fungerar strömreglering via PWM

49 inlägg • Sida 2 av 4
Diskutera el/elektronik i allmänhet här

torbjorn_forsman

21:39:01, 11-04-2023

Jac skrev:
akkamaan skrev:
torbjorn_forsman skrev:Tittar an på strömkurvan med oscilloskop så ser det ut som en triangel- eller sågtandvåg, inte en fyrkantvåg som spänningen är.

Oscilloscop är bra för att förstå hur PWM arbetar.
Men när jag anslöt oscilloskop till IPS boxen under belastning mot PVE förstyrventil så fick jag upp en hyggligt rätvinklad fyrkantvåg. Antar att PWM-frekvensen och andra impedans och induktans egenskaper hos lasten påverkar olika. Men jag är ingen djupare elektronikhaj vad gäller PWM i andra applikationer som såna du nämner.


Oscilloscopet ser bara spänningen och den blir som du säger en fin fyrkantvåg. Strömmen genom solenoiden blir nåt helt annat pga spolens induktans (strömtröghet) och kommer att variera mindre och mindre ju högre frekvens man kör med.

Ungefär som att ha ett stort svänghjul på en hydraulmotor och sedan köra den fram och tillbaka med en on-off ventil, trycket blir ju en fin fyrkantkurva men flödet kommer visa väldigt lite variation beroende på svänghjulets tröghet.


Det är ju inga problem att sätta en liten mätshunt i serie med kretsen för att kunna se strömkurvan med oscilloskop. Om man har väl tilltagen budget för mätutrustning så finns det också strömtänger med hallsensor eller strömtransformator, som kan kopplas till oscilloskop.

Har man inga krav på att det ska vara kalibrerat utan bara vill se ungefär hur kurvformen ser ut, så kan man använda billigare prylar. Om det rör sig om någorlunda höga frekvenser (någon kHz och uppåt) så duger en induktiv klämma från en stroboskoplampa för tändinställning, om man belastar den med lämpligt motstånd. En sån som jag labbade med en gång i tiden visade sig få ganska rak frekvensgång upp till några MHz när man belastade den med 30-40 ohm.
För lägre frekvenser kanske man kan använda en sån strömtransformator som brukar hänga ihop med elpannor, värmepumpar mm med effektvakt, har dock inte provat det praktiskt.

3 personer gillar det här inlägget.



AN

11:19:09, 12-04-2023

Ok, men då är PWM-frekvensen egentligen ganska ointresant.
Men frekvensen som man kan ändra, är bara diether-frekvensen då? Den som gör att spolen"vibrerar" lite hela tiden och inte fastnar, så att den är snabb när det blir ändring i strömmen?

Översta texten är från ett styrkort.
Nedersta är från en pump, och där nämner man bara diether, inte något om hur själva frekvensen på PWM-signalen.
Men diether ligger väl bara som en "krusning", eller hur fungerar det när man överlagrar en "diether-frekvens på PWMen?

Bild

Valter.Öhman

10:27:37, 13-04-2023

AN skrev:Ok, men då är PWM-frekvensen egentligen ganska ointresant.
Men frekvensen som man kan ändra, är bara diether-frekvensen då? Den som gör att spolen"vibrerar" lite hela tiden och inte fastnar, så att den är snabb när det blir ändring i strömmen?


Om jag förstår det hela rätt så finns det varianter på lösningar för att skapa dither(rippel) för att motverka sticking(dvs att ventilen fastnar på grund av statisk friktion). Den enkla varianten är att jobba med låg frekvens på PWM-signalen då det skapar ett indirekt rippel. För att det ska fungera rör man sig kring 100Hz-300Hz PWM oftast kring den lägre då det skapar mer indirekt rippel.

Det finns varianter där man istället jobbar med hög PWM-frekvens 1000Hz-4000Hz men sen överlagrar dither på PWM-signalen. Fördelen med det är att man kan styra dither signalen separat och då styra dess amplitud och frekvens.

Tror båda varianterna funnits sen 80-talet om inte ännu längre.

1 person gillar det här inlägget.

AN

12:53:53, 13-04-2023

Valter.Öhman skrev:
AN skrev:Ok, men då är PWM-frekvensen egentligen ganska ointresant.
Men frekvensen som man kan ändra, är bara diether-frekvensen då? Den som gör att spolen"vibrerar" lite hela tiden och inte fastnar, så att den är snabb när det blir ändring i strömmen?


Om jag förstår det hela rätt så finns det varianter på lösningar för att skapa dither(rippel) för att motverka sticking(dvs att ventilen fastnar på grund av statisk friktion). Den enkla varianten är att jobba med låg frekvens på PWM-signalen då det skapar ett indirekt rippel. För att det ska fungera rör man sig kring 100Hz-300Hz PWM oftast kring den lägre då det skapar mer indirekt rippel.

Det finns varianter där man istället jobbar med hög PWM-frekvens 1000Hz-4000Hz men sen överlagrar dither på PWM-signalen. Fördelen med det är att man kan styra dither signalen separat och då styra dess amplitud och frekvens.

Tror båda varianterna funnits sen 80-talet om inte ännu längre.


Ok, så kanske det är, diethern är inte överlagrad på befintlig signal, utan diether blir naturligt. Det står ju i databladet att 120Hz producerar mer diether.

1 person gillar det här inlägget.

Valter.Öhman

15:05:56, 13-04-2023

AN skrev:Ok, så kanske det är, diethern är inte överlagrad på befintlig signal, utan diether blir naturligt. Det står ju i databladet att 120Hz producerar mer diether.


Är väl lite svårt att veta vad dom menar men även om PWM-signalen är 4000Hz kan ju den överlagrade dither frekvensen vara 100Hz-400Hz. Olika ventiler brukar ha olika optimala dither frekvenser men när man överlagrar brukar ju ditherfrekvensen vara låg och PWM-signalen högre.

En nackdel med indirekt dither är dither amplituden inte är linjär när duty cykeln ändras.

akkamaan

15:29:24, 13-04-2023

Valter.Öhman skrev:Om jag förstår det hela rätt så finns det varianter på lösningar för att skapa dither(rippel) för att motverka sticking(dvs att ventilen fastnar på grund av statisk friktion). Den enkla varianten är att jobba med låg frekvens på PWM-signalen då det skapar ett indirekt rippel. För att det ska fungera rör man sig kring 100Hz-300Hz PWM oftast kring den lägre då det skapar mer indirekt rippel.

https://www.qualityhydraulics.com/blog/valves/what-dither-versus-pwm

AN skrev:

MOOG är ett i detta sammanhang stort och brett företag
Här en bra artikel LÄNK som reder ut Proportional valve och servo valve. Intressanta historiska datum också.
LÄNK til MOOG hemsida
"aw come on"
Det bästa lärandet kommer när man undervisar
Per A

Valter.Öhman

16:03:21, 13-04-2023

Finns ju massor med information på nätet.
https://www.hydraforce.com/resources/technical-reference/electronics-in-the-mobile-equipment-industries/

Finns även några sydkoreaner som försökt sig på att få till en konstant dither amplitude med indirekt dither genom att ändra duty cycle och frekvens i PWM med hjälp av matematik och mikroprocessor.
Jag har inte sett den lösningen praktiskt genomförd men har lusläst dokumentet och gjort excelberäkningar på samma sätt som dom gjort. Får bli ett framtida projekt att prova! :mrgreen:

https://www.researchgate.net/publication/314128858_A_New_Method_for_Maintaining_Constant_Dither_Amplitude_in_Low_Frequency_PWM

Jag tror dock att överlagra dither på PWM är det som är enklast och ger bäst resultat.

1 person gillar det här inlägget.

QV_

16:59:27, 13-04-2023

Sedan så har de inte lika mycket dither över hela slidens rörelser.

Något som då blir "fel" om man som jag har en 555 till PWM och en 555 till dither.
Men jag har inte kommit så långt att det blivit byggt någon prototyp av denna enkla typ av styrning.
Eftersom allt är så djäv... trångt så funderar jag på att behålla mitt ventilpaket intakt och sätta dit ett eller två servon i stället som man fjärrstyr.
Då minskar möjligheten att min 555 PWM styrning ser dagens ljus.
Nybörjare på grävning. Satt 80 timmar i en Kubota kx151 innan jag köpte min första grävare september 2016.

Jac

17:30:57, 13-04-2023

Lite off-topic men det har ju dykt upp nån elektrisk ventilaktuator som bygger på step-motor teknologi, då slipper man undan hela PWM/dither grejen. Inte lika snabbt så klart, det funkar ju inte till snabba servoapplikationer men för vanlig maskinmanövrering så kan det nog funka fint.

Towil

18:21:09, 13-04-2023

555 PWM styrning är bara enkalre i teorin. Styrning med MCU är bara att ändra en siffra i koden om du vill ha andra frekvenser. Istället för att byta komponenter.

QV_

19:29:06, 13-04-2023

Towil skrev:555 PWM styrning är bara enkalre i teorin. Styrning med MCU är bara att ändra en siffra i koden om du vill ha andra frekvenser. Istället för att byta komponenter.


Skall jag laborera fram någon sorts förståelse över PWM frekvens och dither så fungerar min hjärna bäst med tre potentiometrar.
Läge, PWM frekvent, dither frekvens
När jag sedan "vet" så är ju komponentvalet klart.
Nybörjare på grävning. Satt 80 timmar i en Kubota kx151 innan jag köpte min första grävare september 2016.

akkamaan

19:54:05, 13-04-2023

Jac skrev:Lite off-topic men det har ju dykt upp nån elektrisk ventilaktuator som bygger på step-motor teknologi, då slipper man undan hela PWM/dither grejen. Inte lika snabbt så klart, det funkar ju inte till snabba servoapplikationer men för vanlig maskinmanövrering så kan det nog funka fint.

Hmmm :klia:
https://www.instructables.com/Control-a ... -With-PWM/
"aw come on"
Det bästa lärandet kommer när man undervisar
Per A

Jac

19:58:15, 13-04-2023

En steg-motor kör man men en egen drivare, inte med PWM. Med en fungerande stegmotorkonstruktion blir hysteresen noll så då behövs inte dither heller.

Turbodiesel

20:21:40, 13-04-2023

Bacho Hydrauto var troligen rätt tidiga med stegmotorstyrning.

John Deere använder stegmotorer till både frontlyft/lastarreglage & yttre hydrauluttag på många europeiska traktormodeller (Bucher ventiler med stegmotormoduler från Sonceboz)

Fördelen med stegmotorer är att slidpositionen går enkelt att beräkna, även om du inte har någon egentlig feedback. Det duger så länge det inte är supernoga.
TD´s gamla maskinteckningar.
::::
Framtiden var bättre förr..

1 person gillar det här inlägget.

Jac

21:22:29, 13-04-2023

Intressant. Jag antar att man inte märker nåt speciellt när man spakar?
Slidhastigheten är max 70mm/s om jag minns rätt, bör vara snabbt nog för vanligt spakande.