Gratuluję wytrwałości w dążeniu do prawdy! (pokłon)

"sieczka" na przewodach pewnie podobna przed i za kontrolerem, więc i błędy pomiarowe zapewne zbliżone (?)

Generalnie jest różna sieczka. Na wejściu do sterownika jest z grubsza stałe napięcie, ale prąd szaleje (chociaż dobry sterownik może mieć jakiś filtr). Z kolei na silniku napięcie lata, jak chce, ale prąd jest dość ładny, gdyż indukcyjność silnika uniemożliwia nagłe zmiany.

Mnie też się nie chciało - zrobił to LTSpice

I śmiem twierdzić że wątpię, iż w sterowniku krokowca za 100 czy 200 zł będzie zaimplementowana PWM

Nie wiem, jak i z czego (z Chin ) są zrobione sterowniki za 100zł na 3 osie ale nawet głupie L297/298 realizuje PWM. Dzisiaj scalaki są tak tanie, że taniej wychodzi dać PWM i malutki radiatorek niż regulator liniowy i radiator zdolny zdysypować >100W.
Ja swój sterownik buduję w oparciu o A3977 (scalak <30zł). Cytat z noty aplikacyjnej:

The current in each of the two output full-bridges, all N-channel DMOS, is regulated with &#64257;xed off-time pulse-width modulated (PWM) control circuitry. The full-bridge current at each step is set by the value of an external current sense resistor (RS), a reference voltage (VREF), and the DACs output voltage controlled by the output of the translator.

Jak wezmę nożyczki i przetnę cewkę, to prąd przestanie płynąć i to natychmiast.

Zapewniam - nie natychmiast. Popłynie przez powietrze w postaci iskry. Jeżeli zakładamy jakieś magiczne nożyczki w magicznym ośrodku, to prąd popłynie do końca obciętych drutów tworząc z nich - wyjątkowo marny - kondensator. Wówczas pomiędzy obciętymi kablami - będącymi okładkami naszego kondensatora - popłynie coś, co w równaniach maxwella nazywa się "prąd przesunięcia ".

Takie są prawa fizyki.

Nie nadużywaj proszę tego zwrotu bo spowszednieje.

Przypomnę że dyskusja zaczęła się od tezy 0.2A z zasilacza/4.2A w silniku czyli prawie perpetuum mobile . Ale jeśli okaże się że miałeś rację to pokłonię się głęboko i uchylę kapelusza !

Zaczęło się od tezy: 0.2A z zasilacza przy 2A w jednoomowym silniku. Moja wina, na początku nie dodałem, że w spoczynku - ale przecież podawany przez producenta moment silnika też jest w spoczynku . A rachunek tu był dość prosty: Mamy 4W na wyjściu (I^2 * R). Na wejściu mamy 0.2A * 30V = 6W. Gdzieś po drodze (w driverze, kablach, kondensatorach) tracimy 2W. To jest całkiem realna sprawność 66%. A jak i którędy sobie prądy pływają - to już kwestia wtórna. Generalnie ważne, żeby z każdego węzła wypływało tyle, ile wpływa

Różnica polega na tym, że przy większych obrotach samoograniczanie prądu przez silnik jest większe i trzeba mu to napięcie "przykładać" przez dłuższy okres czasu żeby skłonić silnik do porządnej współpracy

Widzę, że po dość długi trollowaniu dochodzimy wreszcie do pewnego stopnia porozumienia Skoro napięcie przykładamy dłużej, to źródło obciążamy dłużej.
Kiedy przykładamy napięcie, to ze źródła płynie taki prąd, jaki jest pobierany przez silnik. Jeżeli sinik ma - przykładowo - 2A a przykładamy napięcie przez 10% czasu to prąd pobrany ze źródła będzie wynosił 0.2A. Jeżeli będziemy przykładać napięcie przez 100% czasu to pobierzemy ze źródła 2A.

Kolejny "dowcip" polega na tym, że wprawdzie przy dużych obrotach chopper może nawet wcale nie pracować (prąd nominalny nie jest osiągany zanim zmienimy polaryzację), to i tak silnik będzie oddawał prąd do źródła przy zmianie polaryzacji fazy. Na ile ten efekt jest silny i jaki będzie średni prąd - nie jestem w stanie ocenić. Muszę skądś zdobyć amperomierz "true RMS" i zastosować odpowiedni filtr na zasilaczu - bo spodziewam się, że nawet true RMS będzie miał poważne problemy ze stukilohercowym PWMem...

w prostym układzie sterowania i ograniczania prądu- mógłbyś cewkę potraktować zastępczo jako rezystor.

Nie, nie mógłbym. To by oznaczało, że przyłożone jest do niej stałe napięcie a nie chopper. A gdyby tak do silniczka o porze 1Ω podłączyć 30V to płynęłoby 30A - i w silniku, i z zasilacza.

A jakby nie było ograniczania to płynęłoby tam może z 8A przy 0.2A z zasilacza

Chopper działa tak:
Włącza zasilanie, aż w silniku zostanie osiągnięty zadany prąd. W tym czasie prąd pobierany chwilowo ze źródła zrównuje się z prądem silnika.
Kiedy prąd osiągnie zadaną wartość, zasilanie jest odcinane - albo na stały czas, albo do momentu, aż prąd spadnie poniżej np. 90% zadanego albo jeszcze inaczej - wedle fantazji twórcy kontrolera. W tym czasie prąd w silniku cały czas płynie, ale prąd z zasilacza nie jest pobierany. W zależności o trybu wygaszania prądu albo
a) w trybie "fast decay" prąd jest zwracany do zasilacza - zgodnie z nazwą, prąd silnika zanika wtedy szybko, bo uzwojenie jest podpięte pod napięcie zasilacza, ale z odwrotną polaryzacją
b) w trybie "slow decay" (nie przedstawiłem go na żadnym ze schematów) prąd "leci w kółko" - silnik jest zwierany. Prąd z zasilacza nie jest pobierany ani nie jest do niego zwracany. Tryb slow decay fizycznie jest realizowany przez jednoczesne zamknięcie górnej połowy mostka i otwarcie dolnej połowy. W tym trybie jedynym powodem zaniku prądu silnika jest opór uzwojenia, kabli i tranzystorów.

Wszelkie prądy wynikające z samoindukcji wystąpią, ale będą mniejsze od zapotrzebowania na moc układu. To może się jedynie zdarzyć w momencie rezonansu

Prąd w elemencie indukcyjnym jest ciągły i różniczkowalny (to drugie poza przeliczalną liczbą punktów). W związku z tym po wyłączeniu zasilania będzie się stopniowo zmniejszał. Nie da się "wyłączyć" prądu w indukcyjności.

. A i silnik nie musi jechać z dużą prędkością żeby wziąć duży prąd- wręcz przeciwnie, im większe obroty w krokowcu tym samoograniczanie prądu większe i dlatego przecież "doładowujemy" go wyższym napięciem

Owszem. Tyle, że jak silnik stoi to przykładamy mu przykładowe 30V przez 10% czasu a jak jedzie z max. prędkością to przykładamy mu 30V przez 100% czasu.
Zatem w drugim wypadku pobieramy z zasilacza większy prąd, chociaż przez silnik może płynąć prąd mniejszy.

Tylko to ma się nijak do silnika, który co prawda posiada indukcyjność, ale cewką bez wątpienia nie jest, no chyba że stoi w miejscu, a mierzenie stojącego silnika ma taki sens jak i reszta twoich wywodów.

No właśnie zakładam, że stoi. Silnik krokowy w ogóle dość często stoi. Jak się kręci bardzo wolno (robi - powiedzmy - 10 kroków na sekundę) to nadal mamy całkiem niezłe przybliżenie stania - oczywiście, raz na jakiś czas trzeba będzie zmienić polaryzację, ale jak porównujemy okres PWM (10us), czas wymuszenia prądu nominalnego w cewce (ok. 1ms dla 9mH, prądu 2A i napięcia 30V) i czas trwania jednego kroku (100ms) to nadal wychodzi, że z dość dobrym przybliżeniem silnik stoi.

Też mi sie coś nie zgadza. W momencie przepływu prądu 4A przez diodę D2 jest otwarty tranzystor M2,

Tranzystor M2 nigdy u mnie nie jest otwarty (w podanym przykładzie steruję w jedną stronę).
Jeżeli chodzi o tranzystor M1 to też nie. Słabo to widać, bo linia prądu M1 jest przykryta miejscami przez linię prądu cewki.
Rys. 4: Tu jest tylko prąd M1 i D2:


[ Dodano: 2011-10-12, 10:22 ]

ale ta teoria zadawałaby kłam zasadzie, że prąd zasilacza (przy założeniu że mamy 3 osie po 4.2A) dobieramy na zasadzie zasilacz = 70-80% x 3 x 4,2A

Jak silnik nie stoi - tylko jedzie z dużą prędkością i pod obciążeniem - to nie widzę, dlaczego nie miałby tyle wziąć.

Ja nikomu tutaj nie starałem się udowodnić, że _obciążony_ silnik, przez który płynie prąd I nie może pobrać prądu I z zasilacza. Starałem się tylko przekazać, że kręcąc się wolno i z małym obciążeniem może pobierać prąd znacznie mniejszy.

tuxcnc: Zaiste, kiedyś być inżynierem trzeba było umieć. Teraz najwyraźniej wystarczy krzyczeć i obrażać tych, którym przytrafiło się wiedzieć ciut więcej.
Wierz mi, najchętniej uciąłbym tę dyskusję już tutaj, ale po prostu nie godzi się, aby ludzie czytali takie teorie nowej elektroniki i uczyli się głupot. Moja wiedza nie jest tylko teoretyczna. Ja to robiłem i mierzyłem. Z faktami się nie dyskutuje. Niestety, nie mogę stanąć tu przed użytkownikami forum i zademonstrować. Najlepsze, co mam do pokazania - to symulacje.

no dobra... zaczynamy:

Na początek - żeby nie być gołosłownym - schemat i wykresiki. Sterowana jest połowa mostka. Okres: 15us, wypełnienie 5us.
Obciążenie: cewka 9mH, 1Ω (akurat takie mam silnikach)
Zasilanie: 30Vdc; z filtrem LC 100uH, 1000uF.

Rys. 1. Schemat układu:

Rys. 2. Przebiegi prądów (w stanie względnie ustalonym)
Kolor zielony - prąd obciążenia
Kolor niebieski - prąd cewki L2 (prąd filtra na zasilaczu)

Jak widać obciążenie żre sobie radośnie ponad 4A a ze źródła ciągniemy mniej niż 1A.

Rys. 3. Prądy odpowiednio tranzystora M1 (zielony), diody D2 (niebieski) i silnika L1 (czerwony).


Dalej, jak komuś się chce czytać, znajduje się - nieco bezprzedmiotowa w świetle powyższych wyników - dyskusja.

Nie ma takiej możliwości, żeby do przewodnika wpływało mniej elektronów niż wypływało.

Nigdzie tego nie powiedziałem. Popatrz na schematy.... a potem popatr jeszcze raz... a potem jeszcze raz. Proces powtórz do skutku.

W sterowniku pomiaru prądu silnika dokonuje się na rezystorze szeregowym pomiędzy źródłem zasilania a mostkiem H.

A dokonuje się. Sposób pomiaru a nawet sam fakt pomiaru tu nie jest istotny. Na razie mamy "wróżkę", która mówi nam, że zadany prąd został osiągnięty. I tyle.

Kondensator jest częścią zasilacza

Nie twierdzę, że nie jest.

(...) a dioda ma taką magiczną właściwość, że przewodzi tylko gdy na anodzie jest wyższe napięcie niż na katodzie, tak więc prąd z silnika nie popłynie do kondensatora w zasilaczu dopóki na silniku nie będzie wyższego napięcia niż na zasilaczu.

I tu jest pies pogrzebany. Kolega widzę wie, jak działa dioda - ale nie wie, jak działa cewka.

Właśnie ta indukcyjność - czy jak to nazwałeś - samoindukcja - wymusi prąd ciągły w czasie. Owszem, będzie on spadał, gdyż po przełączeniu obwodu do stanu 2 polaryzacja napięcia na uzwojeniu jest odwrócona. Konkretnie będzie spadał wg. wzoru
dI/dt = U/L - według tego samego wzoru prąd rośnie w przypadku 1.
Widać to na przebiegu Rys. 3.

I podkreślam - prąd chwilowy wchodzący do mostka będzie _dochodził_ do wartości prądu silnika. Tyle, że będzie zmieniał swoją polaryzację, więc prąd średni będzie dużo mniejszy. (Rys. 2)

Nie ma tu żadnego cudu - po prostu mostek wraz z indukcyjnością silnika tworzą przetwornicę - o tyle ciekawą, że cewka jest zarówno elementem przetwornicy jak i jej obciążeniem.

Reaktancja (czyli opór urojony, wynikający z indukcyjności/pojemności) nie powoduje strat!!!
Tylko opór omowy (rzeczywisty) powoduje straty.
Jeżeli jesteśmy już przy kolorowych porównaniach, to porównajmy układ elektryczny z jazdą rowerem. Praca przeciw indukcyjności jest jak rozpędzanie się a praca przeciwko pojemności - jak wjazd pod górę. Jedno i drugie się zwróci. Można wykorzystać jedno do zrobienia drugiego. Żadne z nich nie powoduje strat. Straty powoduje tylko tarcie.

Jak masz taki drut do którego wpływa 0,2 A a wypływa 2 A, to chętnie kupię.

[OT]
Proszę bez takich chwytów erystycznych. Nie zniżajmy się tu do poziomu dyskursu politycznego w naszym kraju, bo nasze maszyny sprawnością zaczną dorównywać naszym urzędom.
Jestem prawie elektronikiem (informatykiem, ale wydział elektroniczny, więc trochę tej elektroniki tam było) z wykształcenia i sugerowanie, że nie wiem, jak działa tak prosty układ zwyczajnie mnie obraża.
[/OT]

"Dla potomnych" przedstawiam schemat przełączania silnika w układzie mostka H. Jak widać, prąd z kondensatora najpierw wychodzi a potem do niego wraca (przez diody) - natomiast prąd silnika płynie cały czas w tym samym kierunku. Źródło musi tylko wstępnie naładować kondensator a następnie "doładowywać" go o różnicę ładunku pobranego w z kondensatora w przypadku pierwszym i ładunku zwróconego do kondensatora w przypadku drugim.
Owszem, prąd pobierany ze źródła będzie _dochodził_ a nawet być może momentami przekraczał prąd silnika - ale średnio będzie mniejszy - najprawdopodobniej dużo mniejszy.