Kondensator elektrolityczny w zasilaczu.

Adalber pisze:Kondensator oprócz pojemności ma jescze indukcyjność ,którą czasami trzeba brać pod uwagę .Boni nie ma się co podniecać wylicz jaka wg Ciebie powinna być pojemność kondensatora ,która będzie odpowiednia z ekonomicznego punktu widzenia. Jaki będzie przyrost momentu silnika np. z listy społecznej jeśli tętnienia napięcia zmniejszy się o dwa trzy wolty Umax=34V .

Co wy z tym kondensatorem, czemu żaden z was nie bierze pod uwagę impedancji trafo, albo zwrotu energii? Z ekonomicznego punktu widzenia, to kondensatory do baterii kosztują grosze, nawet nie wiem po ile ostatnio kupowałem 10mF/50V, 8szt, bo to mikroskopijna kwota w porównaniu z resztą. Przecież nie idzie o _wzrost_ momentu, idzie o jego niekontrolowaną utratę w nieodpowiedniej chwili, co jeśli już zajdzie, kosztuje daleko więcej niż parę zł czy trzask w głośniku. Policzyć momentów dynamicznych dla pracy silnika na granicy znamionowych to ja się nie podejmuję, a badać, cóż, nie wiem czy mi się chce coś komuś udowadniać i szukać dynamometru, zresztą, róbta co chceta. Moim zdaniem bardzo rozsądna receptura na zasilacz stoi na stronach akcesoria.cnc, i profi rozwiązania są jej daleko bliższe niż pomysłom typu "to nie audio, parę uF wystarczy".

Boni ja nie musze mieć ostatniego słowa w dyskusji .Ty przekonywujesz ,że duża pojemność jest nieodzowna - ja ,że wystarczy mniejsza .Elektronika ma to do siebie ,że jest dobrze opisana i wszystko można policzyć ,więc nie ma się co przekrzykiwać.
Wg mnie kilkanaście mF wystarczy dla zasilacza ,gdzie pobór mocy w szczycie wynosi 30W. Nikt nie pracuje na maksymalnych obrotach i momencie i wahania napięcia o 10 % są bez znaczenia tym bardziej ,że jest czoper .
Każdy włoży taki kondensator jaki uzna za stosowny ,osobiście nie lubię komplikowania wszystkiego co tylko można .Ludzie czytają i co widzą dla silników 30 W potrzebne trafo powinno mieć 200W a najlepiej z 0.5 kW kondensatory też z kilkaset mF do tego układ wolnego startu mostek 200 A i inne bajery i niby elektronika jest tania ,a tu trzeba wytrawić skomplikowane płytki. Zasilacz z pracą własną wyjdzie 500 zł a mógłby 60 zł .
A jaka ogromna tajemna wiedza jest potrzebna żeby to zrobić.

Ustalmy coś - ja nie propaguję softstartów, komplikowania, itd itp, u mnie szczytem wypasu to jest żarówka do rozładowania baterii , ja tylko nie rozumiem czemu w audio grube mF nikogo nie dziwią, a tu - "to przecież nie audio". Ja proponuję nadmiar mocy, nie nadmiar komplikacji.

Bieda w tym, że przy naszych śmiesznych silniczkach właśnie często pracujemy na maksymalnych momentach i braki w tym zakresie bolą, i to bardzo, czasem 10% to zgubiony krok i zniszczony towar, albo ciągła wolniejsza praca maszynki.

Co do liczenia - wszystko co można policzyć to jakiś MODEL układu, dla impulsowej prądówki baaaardzo zgrubny (ciekawe kto z nas jest w stanie zanalizować np. duży kondensator vs. bateria równoważnych, ja np. nie mam czym zmierzyć impedancji 2cm kawałków drutu 2mm2 między kondensatorami baterii, a bez tego to g... nie model będzie). Któryś z was przyciągał rewelacyjne stwierdzenie że kondensator to nie tylko pojemność, to ja też mam dla was niusa - trafo i silnik to nie tylko indukcyjność, a nawet - to nie tylko liniowa impedancja, silnik to w ogóle analityczny ból głowy Jak ktoś chce policzyć analitycznie układ zasilacz, trzy razy chopper i trzy silniki, to szerokiej drogi, nawet jeśli możliwe wysymulowanie tego, to mi się nie chce, BYĆ MOŻE dla zaoszczędzenia 20zł na trafo i 20zł na kondensatorach.

witam !! z tego co czytałem ( i udało mi się zrozumieć ) , to właściwie zasada 2000µF na jeden amper poboru wystarcza . więc rachunek prosty ! . dla lepszego samopoczucia może być 2500 µF . niektórzy stosują zasilacze impulsowe - a są one generalnie wolniejsze ( w reakcji ) niż liniowe - nie wspominając o przypadku gdy stabilizacji nie ma - to jest najszybsze ( jest to rozwiązanie najdoskonalsze ) . pozdrawiam !!

Adalber pisze: Wg mnie kilkanaście mF wystarczy dla zasilacza ,gdzie pobór mocy w szczycie wynosi 30W.

Moje pięć groszy co do mocy zasilacza:
To chyba nie do końca jest tak, że "pobór mocy w szczycie wynosi 30W". Według mnie to jest raczej pobór średni ( dokładnie - uśredniony w okresie jednej sinusoidy napięcia wejściowego na zasilaczu, czyli 20 milisekundach)

Jako że mamy doczynienia z czoperem, to w krótkich okresach czasu doładowujemy indukcyjność silnika energią z zasilacza kluczowaną tranzystorami mostka. Wygląda to tak, że (w moim sterowniku) z częstotliwością 22kHz włączany jest mostek (czyli co 46uS) i ładuje cewkę silnika przez kilka-kilkanaście us ( w zależności od prądu jaki w danym momencie ma być uzyskany na cewce).

W tych krótkich chwilkach zasilacz dostarcza dużej mocy - u mnie jest to około 5A*45V = 225W ( dla najgorszego przypadku, jest to silnik 5.5A, 2.3V). Taki właśnie prąd płynie przez mostek tranzystorowy ( najpierw prąd jest niższy, włączenie mostka powoduje wymuszenie wyższego prąd i zadziałanie układu progowego który powyżej 5A wyłącza mostek)

W tych krótkich chwilach wszystko wisi na kondensatorach ( no chyba że ktoś ma zasilacz trójfazowy ), gdyż napięcie wejściowe na zasilaczu zmienia się według sinusoidy 50..60Hz (i możemy trafić na moment z napięciem wejściowym bliskim zeru).

Zmniejszenie pojemności będzie powodować spadek napięcia zasilającego mostek, co zaowocuje dłuższym czasem włączenia tego mostka (czyli prąd na cewce będzie wolniej narastał). Tak długo jak nasz zasilacz będzie miał podobną dynamki ładowania, jak cewka silnika przy rozładowywaniu - wszystko jest OK. Bo tak naprawdę nachylenie zboczy przy "pile" nie ma aż tak dużego znaczenia( taki wykres ma wartość prądu na cewce). O dynamice napędu będzie decydowało to "wolniejsze zbocze" , zatem dobrze aby związane było ono z silnikiem a nie naszym zasilaczem.

Wniosek: Dodawanie pojemności powyżej pewnej wielkości nic nie wnosi. Natomiast zbyt mała pojemność będzie obniżała dynamikę napędu. Jak to policzyć ? Mam pewien pomysł ale muszę go najpierw sprawdzić. Natomiast raczej napewno da się to zobaczyć na oscyloskopie - wydaje mi się że optymalną pojemność mamy wtedy, gdy dla szczytowego prądu fazy wypełnienie (czas sterowania mostkiem) będzie wynosiło nie więcej niż 50%- wtedy mamy dopasowaną dynamikę zasilacza do silnika.

Oj pewnie nawypisywałem trochę herezji

Moim zdaniem, napisałeś rozsądnie to czego mi się nie chciało, także w sensie - wytykania błędów oponentom (permanentne mylenie parametrów szczytowych i skutecznych) Dodam ino, że przy zsynchronizowanych mostkach i szybkim LPT to pesymalny impuls być może należy pomnożyć przez ilość osi, i że kryterium 50% wypełnienia jest bardzo "na styk", to tak jak z kryterium samplingu AD/DA, niby 2x teoretycznie wystarcza, ale lepiej mieć nadwyżkę na błędy i "pasożyty", np. jak 44kHz do 20kHz. I jak najbardziej wisi to na wszystko na kondensatorach, zupełnie jak w zasilaczach do audio

może ktoś już o tym napisał...
ale jednym z powodów zwiększania pojemności w zasilaczu jest zmniejszenie wzrostu napięcia podczas zwrotów z silnika przy hamowaniu ->Back EMF

przykład
mam zasilacz - bardzo prosty...
Na wejściu 24V zmienne, mostek i KONDENSATORY (88000uf) - i to zasila stopnie mocy sterowników. Na podstawie tego napięcia na regulatorach stratnych 7812 i 7805 są realizowane napięcia pomocnicze. Do 7812 podłączony jest wentylator...

wszytko jest podłączone... razem z silnikami
i wyłączone z sieci

zaczynam kręcić jednym z silników krokowych... wyczuwam opór, ale daje się kręcić
po chwili zaczynają świecić się LEDY kontrolne
a po chwili zaczyna się kręcić WENTYLATOR

czy to oznacza, że udało mi się uzyskać Back EMF
i wzrost napięcia na 88000uF w wysokości 12V.. lub więcej?

Boni nie drażnij mnie i nie wciskaj kitu ,wiedza moja jest ograniczona ale tu nie trzeba fakultetu żeby zrozumieć proste sprawy,a obliczenia wystarczą na poziomie szkoły podstawowej .Nie trzeba też symulacji na superkomputerze . Wystarczy bilans mocy który tutaj jest najprostszy do obliczeń .
Opieram się na danych jarekk-a : silniki zapewne są w maszynie trzy zakładam ,że są dwu fazowe pobór prądu dla dwóch faz przy pełnym prądzie wynosi 5,5 x 3 x2 = 33 A ,napięcie na silniku w stanie ustalonym nie może być wyższe niż 2,3 V .Dla tego prądu i napięcia moc rozpraszana wynosi 2,3V x 33A =75,9 W .Zostaje sprawa ile może rozpraszać sterownik - oczywiście im lepszy tym mniej zakładam że tyle samo więc mamy maksymalny pobór mocy na poziomie 150 W . Więc potrzebne trafo to 200 - 300W
Możemy także wg Boniego przyjąć do obliczeń moc chwilową 3x 225 W + moc rozpraszana na sterownikach i dla bezpieczeństwa transformator 1.5 razy większy ,co wyjdzie niech koledzy policzą .
Co do mocy chwilowej to oczywiście taka ona będzie jak policzył kolega jarekk ale ten potrzebny prąd sterownik pobiera w większości z kondensatora blokującego na płytce sterownika a nie głównego. Zobacz jarekk w katalogu jaką indukcyjność może mieć kondensator o pojemności kilkuset mF i porównaj do indukcyjności cewki silnika - wtedy można zrozumieć co miał na myśli candle.
Marckomp większość silników krokowych może działać jak generator ,aby uzyskać 13 V na pojemności 88000 uF wystarczy ładować prądem 1A troche ponad 1 s lub 0,1 A przez kilkanaście sekund. Przed dużym wzrostem napięcia nie uchroni nawet 10 krotnie większy kondensator jeśli zapasu napięcia jest tylko np 1V .Na szczęście poważne Back EMF zdarza się niezwykle rzadko i to z reguły w nietypowych zastosowaniach silników.
Do poczytania - może się przyda łatwo podana wiedza:
www.edw.com.pl/pdf/k04/63_019.pdf
www.edw.com.pl/ea/zasilacze.html

Adalber pisze: Możemy także wg Boniego przyjąć do obliczeń moc chwilową 3x 225 W + moc rozpraszana na sterownikach i dla bezpieczeństwa transformator 1.5 razy większy ,co wyjdzie niech koledzy policzą .
Co do mocy chwilowej to oczywiście taka ona będzie jak policzył kolega jarekk ale ten potrzebny prąd sterownik pobiera w większości z kondensatora blokującego na płytce sterownika a nie głównego. Zobacz jarekk w katalogu jaką indukcyjność może mieć kondensator o pojemności kilkuset mF i porównaj do indukcyjności cewki silnika - wtedy można zrozumieć co miał na myśli candle.

Tu się zgadzam z kolegą Adalbertem. W swoim ostatecznym rozwiązaniu planuję część pojemności z zasilacza przenieść do sterownika - trzeba będzie tylko wybrać dobre niskoimpedancyjne kondensatory (małe Rds i indukcyjność), nawet kosztem pojemności ( co komu po niej jak dla częstotliwości czopera będzia on efektywnie mała w stosunku do znamionowej pojemności kondesatora).

Widziałem też jeszcze jedno rozwiązanie ograniczające chwilowy pobór energi z zasilacza. Sterowniki były połączone razem i synchronizowały czoperowanie - wtedy nie groził nam najgorszy przypadek w którym wszystkie 3 silniki były naraz w "fazie". Dobrając wypełnienie tak aby nie prekroczyło 33% można teoretycznie tak je zsynchronzować aby całkowicie wykorzystały moc zasilacza i nie trzeba było robić kosmicznego zapasu mocy.
Nie jest to tak do końca łatwe, bo PWM'y tak naprawdę chodzą asynchronicznie.

jak asynchronicznie jak sa synchronizowane z jednego wzorca?
moga miec w danym czasie rozne wypelnienia, ale czestotliwosc jest ta sama
stosuje sie to po to, zeby orgraniczyc ilosc zaklucen jakie mogly by sie pojawiac chocby na masie, czy pozniej na sygnalach sterujacych
ale - obiecalem sobie ze nic juz w tym temacie nie napisze
(ale milo widziec ze moje na wierzchu - czytaj rozlozenie pojemnosci)