ШИМ контроллер на DSP процессоре , Нечто нигде не встречавшееся ранее Опции

[astrahard]

1.) Поскольку в каждом, даже самом дешёвом инверторе, имеется регулятор тока то задействовать его для формирования любой на выбор ВАХ и Циклограммы с помощью недорогого DSP (до 200 руб.) например dsPIC33EPXXGS50X FAMILY (процессор будет "крутить" регулятор тока c посредством ЦАП в высоком темпе и воспринимать через свое АЦП вых. напряжение и ток с тр-ра тока, реализуя при этом алгоритм ПИД и Циклограммы импульсной сварки) в случае частичной модернизации, или напрямую управлять затворами IGBT без посредничества аналогового ШИМ в случае глубокой модернизации силовой части;


2.) Такое решение позволит оснастить произвольно выбранный уже готовый инвертор дополнительным функционалом наподобие профессиональных аппаратов http://www.технотрон.рф/product/ds200a33/;


3.) Или сформировать процесс STT например
http://www.intertehno.ru/articles/c4/35/;



есть достаточные основания полагать, что применение Циклограмм подобных MIG или TIG позволит усовершенствовать процесс MMA, приблизив его по качеству к процессу TIG (отсутствие брызг наподобие пайки, уменьшение расхода электроэнергии, чтобы лампочки у соседей не мигали)

4.) Начал разрабатывать плату управления по просьбе знакомого электрика для трехфазного инвертора, и думаю, какое еще применение найти?, это полностью цифровой ШИМ контроллер (трехфазный или однофазный с ККМ на шесть IGBT или MOSFET по барабану, в.т.ч. синхронный выпрямитель) с классными драйверами затвора SI8239x и цифровым сигнальным процессором, позволяет творить все что душе угодно (резонансный, фазовое управление, мост, полумост, косой прямоход и.т.д. вплоть до полного списка известных топологий, в том числе векторное управление асинхронным двигателем)



PS: Процессор dsPIC33EPXXGS50X FAMILY специально сконструирован для управления источниками питания без ограничения мощности. Смысл в том чтобы сделать подобное, но с цифровым ШИМ (будет не нужен аналоговый ШИМ UC3846 или ему подобные KA32xx и.т.п.). Кроме того хочу прикрутить к последней плате WiFi ESP8266 и в качестве панели оператора применить планшет с TeslaModbusSCADA, хороший протокол для MODBUS уже готов, проверял на TMS320F28016, собственно с него и начал работу с DSP так-же написал и проверил цифровой контур регулирования с поцикловым ПИД (2 мкс процессорного времени). Процессор хороший (TMS320F28xxx конечно лучше ШИМ 150 пс. конвейерное АЦП 12 Мс.), но дороже Пика. Пик покупается за 160руб. в Элтехе и имеет навороченный ШИМ с разрешением 1 нс. и 12 разр АЦП 2 Мгц с 5 УВХ больше чем TMS320 и 4 компаратора 20 нс. с временем распространения до затвора 45 нс. учитывая драйверы SI8239x. Понятно, что преимущество DSP в на несколько порядков более быстрой арифметике, что не успеет AVR сделает DSP.

Кроме того есть мысли по выходному дросселю:

Проблема сгорания выходных диодов не нова, детальное изучение темы дает следующую причину:

1.) Диоды горят по причине пробоя напряжением самоиндукции выходного дросселя;
2.) Хотя дроссель помогает стабилизировать дугу он-же и резко понижает надежность (избыточность индуктивности);
3.) Большинство последних фирменных сварочников не имеют на выходе дросселя хватает индуктивности рассеяния т-ра и индуктивности сварочных проводов а также того факта, что дуга хоть и нелинейная нагрузка, но не чисто емкостная ближе к резистивной (здесь могут быть несогласные) в т.ч резонансные и с фазовым управлением источники обходятся без сосредоточенного дросселя, при этом прекрасно стабилизируют дугу На мой взгляд, индуктивность дросселя не должна быть больше 2 микрогенри, все что больше - убивает надежность (диоды), хоть и повышает стабильность;
4.) Стабильность дуги в отсутствии сосредоточенного дросселя достигается совершенствованием алгоритма ШИМ;
5.) Совершенный алгоритм ШИМ (то есть применение специализированных контроллеров) повышает надежность и дроссель не нужен;
6.) Многие жалуются что свежие ШИМ контроллеры дороги и трудно доставаемы, а также тяжелы в освоении, но это преодолимо (освоение), а их кажущаяся дороговизна нивелируется расходами на сожженные силовые полупроводники;
7.) Продвинутый ШИМ - Это очень перспективно в плане надежности и потребительских свойств дуги и не противоречит резонансному, фазовому, косому, полному мосту и.т.д. все топологии;
8.) Выходные модули пробиваются исключительно в обратную сторону. Даже килоампер прямого тока до 20 мс. не выведет модули из строя, только обратное напряжение самоиндукции выходного дросселя жгёт диоды.

Некоторые мысли о температурном режиме силовой части, по собственным расчетам и наблюдениям за изделиями ведущих разработчиков.

По моим сведениям трансформатор должен греться до 100С это его нормальный режим, когда потери в феррите минимальны они (потери в феррите) имеют нелинейную зависимость от температуры (резко уменьшаться до 6 раз с ее ростом, поскольку феррит магнитодиэлектрик) в отличие от меди где они растут, но линейно. Так-же хорошо, когда нагреты диоды (потери меньше КПД больше), только IGBT нужно держать попрохладнее градусов на 30С, у них температурный к-т в другую сторону, почти все остальное в инверторе может и должно быть горячим до 100С нормально.

Сообщение отредактировал astrahard - 23.7.2016, 22:22

[astrahard]

Одно принципиальное различие - выключение тока кз у вас происходит по таймеру, откуда известно, что КЗ будет длиться 1 мс?

Не, этот код для AVR отношение к теме имеет опосредованное, он для примера реализует источник напряжения, второй таймер там рулит протоколом MODBUS отсчитывает таймаут между пакетами протокола. Заточен под Mega16 с нестандартным кварцем 19.6608 выходы таймера ШИМ подключены через транзисторы инвертирующие к отверстиям на плате комп. БП оставшиеся от выдранной TL494 (где были ее выходы) а ОС (канал 5В) включена на 1 канал АЦП через рез. делитель 5В-200R-(Вх. АЦП)150R-GND к 150R подкл. кондер на 10нф (антиалисинг). В результате ШИМ генерит 38 кГц для полумоста. А в теле прерывания от АЦП реализован ПИД примитивный но работоспособный. MODBUS залочен на скорость 38400 может общаться с РС. Это старый код сейчас переползаю на dsPIC33
https://cloud.mail.ru/public/9fjH/MLKfy3X2a Это интерфейсная программка залочена на COM1.

Друг мой. Попробуй Фловкод

Привыкли руки к топору кстати, там в коде практически нет функции maim() вся обработка распределена по прерываниям.

Благодарю за ответ. Возможно и получится. А возможно придётся всё равно контроль намагничивания прикручивать, сложно сказать.

В процике 12 разр АЦП при 2 мегасемплах, численное интегрирование дает результат превосходной точности, ПИД регулятор не дает возможности возникать незатухающим колебаниям. Вообще быстродействие ядра позволяет иметь до 10 независимых контуров управления с ПИД регуляторами и, все умещается в один цикл ШИМ по времени. И еще, в статье есть неоспоримая рекомендация не разгонять IGBT по DV/DT сверхмощными драйверами сверх разумных пределов согласен. Чтобы быть правильно понятым, когда употребляю слово сверхмощные имею ввиду неподходящие по мощности конкретному прибору IGBT.

Сообщение отредактировал astrahard - 29.7.2016, 10:40

[ERika]

И еще, в статье есть неоспоримая рекомендация не разгонять IGBT по DV/DT сверхмощными драйверами сверх разумных пределов согласен.

Да, чем больше DV/DT, тем более строгие требования к разводке драйверов из-за Миллера. Чтобы удержать ключ запертым без отрицательного смещения, необходимо в запертом состоянии перемкнуть затвор-эмиттер максимально близко к ногам ключа через минимальное сопротивление и через минимальную паразитную индуктивность. Поэтому и говорила выше, что при подключении управляющих сигналов через разъёмы с проводами, необходимо либо отрицательное смещение, либо разрядная цепь из трёх деталей в непосредственной близости от каждого ключа. Ну и излишнее DV/DT в силовой части схемы тоже создаёт на паразитных индуктивностях немалые выбросы напряжения, что тоже может быть опасно для тех же ключей и диодов. Потому подключение выходов драйверов без доп. резисторов с одной стороны хорошо, т.к. уменьшает сопротивление в цепи затвор-эмиттер, но с другой стороны это увеличивает DV/DT, и подключение управляющих сигналов по проводам может иметь печальные последствия. Установка доп. резисторов на выход драйвера уменьшает DV/DT, но увеличивает сопротивление в цепи затвор-эмиттер запертого ключа. Получается замкнутый круг, выход - либо отрицательное смещение, либо доп. разрядная цепочка у каждого ключа, либо избавиться от проводов. Как-то так.

В процике 12 разр АЦП при 2 мегасемплах, численное интегрирование дает результат превосходной точности, ПИД регулятор не дает возможности возникать незатухающим колебаниям. Вообще быстродействие ядра позволяет иметь до 10 независимых контуров управления с ПИД регуляторами и, все умещается в один цикл ШИМ по времени.

Звучит просто замечательно, но точность даже при 12 разрядах всё же конечна и может приводить к накоплению ошибки. Правда, есть топологии, сами выравнивающие симметрию, если она уползает достаточно медленно. Полумост либо мост с разделённой первичкой к примеру.

Сообщение отредактировал ERika - 29.7.2016, 10:54

[astrahard]

Звучит просто замечательно, но точность даже при 12 разрядах всё же конечна и может приводить к накоплению ошибки. Правда, есть топологии, сами выравнивающие симметрию, если она уползает достаточно медленно. Полумост либо мост с разделённой первичкой к примеру.

Да, мнения консолидируются постепенно. За накопление ошибки не беспокоюсь так-как ПИД регулятор есть, его интегральная часть не дает накапливаться ошибке. Это не тот интегратор который рассчитывает площадь под током, еще один медленный в алгоритме ПИД.

Сообщение отредактировал astrahard - 29.7.2016, 10:59