Pískání ss regulátorů, resp. motorů obecně

[mirekj]

Chystám se do lodi vestavět zvukový modul Robbe. Jediné, čeho se obávám, že zvuk bude trochu (hodně) degradován jiným zdrojem hluku a to pískáním od regulátorů, resp. elektromotorů. Pro nováčky kvůli pochopení-nemluvím o pípání reglů při zapnutí, ale o spojitém "pískání" na frekvenci 3kHz nebo 4kHz (DSYS) nebo 1kHz (GM Graup). Samotný regulátor nepíská-ten je potichu. Zdrojem zvuku je elektromotor(vinutí), do kterého jde ta silová řídící frekvence a on pak poměrně výrazně piští....
A nyní dotaz na letité praktiky: jaký ze stejnosměrných reglů, co jsou nás na trhu pro komutátorové motory, je po této stránce nejtišší? Vím, že je to asi špatně položená otázka, protože zvuk jako takový generuje ve výsledku ten elektromotor...

[coro]

Zvuk vzniká spínaním prúdu a jeho prerušovaním, pričom ak kotva motoru neudrží magnetické pole tak rýchlo zmizne točivý moment, a zase po spustení prúdu sa pole dosť rýchlo obnoví a točivý moment vznikne.

Neviem správne termíny, prepáčte.. ale podľa mňa ide v podstate o indukčnosť vinutia, ak to chápem dobre tak čím vyššia, t.j. čím ťažčia kotva, tým by mohla reagovať pomalšie?? Aj keď to by skorej mala byť nejaká hysterézia..??

Ten samotný meniaci sa točvý moment, ešte zvuk nevydá, aj pohyb prenášaný na hriadeľ zrejme nebude nijak trhaný a hriadeľ nebude vytvárať zvuk (točí sa voľne až po šroub), len to podľa zákona akcia-reakcia pootáča samotné telo motora a teda jeho uchytenie o trup. TRASIE TO TRUPOM. A trup to pekne zosilní..

Mám s tým problém na ktorom som sa zasekol, ide teda v mojom prípade o strieďák motor s veľkým momentom kde to je fakt nechutné..
Snažil som sa uchytiť motorovú prepážku (t.j. motor) voči trupu pružne, predbežne na akési silentbloky zo silikonu.. Pri strieďáku je ďalší problém že keby to pružilo (kmitalo tam a späť) príliš, regulátor by nerozoznal polohu rotora a zblbol - musí tam byť nejaká hmota s dostatočnou zotrvačnosťou, uchytená pevne o motor..
Zatiaľ ale nepokračujem. tak toľko teória.

Jedna poznámka s SS reglom a motorom - ak bola priamo na motore LIETADLA(= točí sa len jedným smerom) naletovaná poriadna shottky dioda cez ktorú tiekol indukovaný prúd, chod motora sa výrazne zjemnil a to pískanie stíchlo. ALE pre obojsmerný regl to samozrejme nemôžme použiť..
- Išlo o to že prúd vinutím sa udržal nezmenený, tiekol cez tú diodu, bola tam malá strata napätia a teda "energeticky" to vydržalo na dlhší čas. (fakt neviem správne termíny!)
Ak tam je kábel k regulátoru, mostík z fetov a teda dve diody v ceste, káblik k baterke a baterka s vyšším vnútorným odporom, je tam veľká strata a energia naindukovaná do vinutia sa pri zachovaní prúdu vinutím (po prerušení spínaním reglu) spotrebuje rýchlo, prúd zmizne rýchlo, a s ním zmizne aj točivý moment motoru - trhne to, a po nabehnutí prúdu to trhne zas opačným smerom...
Takže čím kvalitnejšie káble, regl a baterka, teoreticky by to malo bežať hladšie, tichšie. Kondenzátor na vstupe regulátoru (od baterky) by tiež mohol čiastočne pomôcť. A vyššia frekvencia PWM..

[coro]

Ešte doplním jeden detail.
Ak sa pozriem na bežný motor čo má 3 póly na kotve, magnetické pole nepôsobí symetricky okolo jeho osy, ale len na jednej strane. AK by mal rotor čo len malú vôľu v ložiskách, triaslo by to ním nielen točivým momentom v ose otáčania, ale aj do strán. Nie som si celkom istý či tie čínske obežky strieďáky nepískajú tak silno práve kvoli tomu, že ich oska je o nejakú stotinu milimetra tenšia než vnútorný priemer ložisiek (dá sa vytiahnuť príliš ľahko!), a že veľká časť pískania je spôsobená práve "hádzaním" rotora voči statoru kolmo na os otáčania.
Trochu som sa s tým bavil a myslím že to je tak - no, žeby nejaký loctite mohol pomôcť?!?

[stelerp]

Za sebe si myslím, že pískání vzniká ve vinutí motoru (vinutí + plechy, ze kterých je rotor složen) a ne ve vůlích rotoru a podobně.

U střídavých motorů to bude zase kapku něco jiného. Ten se podobá spíše krokovému motoru, a tam ty vibrace už způsobuje výše popsaná mechanická záležitost. V oblasti nízkých otáček to bude asi značné.

[mirekj]

Takže ještě upřesním dotaz - existuje ss regl, který má spínací frekvenci nad 20kHz? Předpokládám, že asi ne a pokud ano, bude neskutečně drahý...

[micer]

Takže ještě upřesním dotaz - existuje ss regl, který má spínací frekvenci nad 20kHz? Předpokládám, že asi ne a pokud ano, bude neskutečně drahý...

Nejde ani tak o cenu, jako o to, že v regulátoru jsou jednak ztráty úměrné proudu motorem, ale taky ztráty úměrné počtu sepnutí/vypnutí. Takže takový régl by měl velké spínací ztráty.

Jaký je tam přesně motor a jaký přesně regulátor?

[oldik]

Třeba já mám 2s li-pol, DSYS 36A (zbytečně moc), Mig 600 12V Boat, Raboesch typ A, prům. 40. Při nejpoužívanějších otáčkách píská jako prase. V sekci DX6i je to v jedné části videa dost patrné. Dost mě to štve, ale přeřvu to zvukovým modulem.

[ladous]

Třeba já mám 2s li-pol, DSYS 36A (zbytečně moc), Mig 600 12V Boat, Raboesch typ A, prům. 40. Při nejpoužívanějších otáčkách píská jako prase. V sekci DX6i je to v jedné části videa dost patrné. Dost mě to štve, ale přeřvu to zvukovým modulem.

Jakmile se přímo do příspěvku nepřipojí odkaz, tak to nikdo pozítří nenajde:
http://www.youtube.com/watch?v=NMLXL5xacMk

[oldik]

Minuta 1:59, 3:37- opravdu jen okamžik, ale pro názornost postačí.

[Snek]

Takže ještě upřesním dotaz - existuje ss regl, který má spínací frekvenci nad 20kHz? Předpokládám, že asi ne a pokud ano, bude neskutečně drahý...

Nejde ani tak o cenu, jako o to, že v regulátoru jsou jednak ztráty úměrné proudu motorem, ale taky ztráty úměrné počtu sepnutí/vypnutí. Takže takový régl by měl velké spínací ztráty.

Jaký je tam přesně motor a jaký přesně regulátor?

No spinat i 40kHz neni problem, problem je pri te rychlosti spise velka kapacita "FETu".
Taky specilani spinaci obvody resici problem s kapacitou stoji majlant a nejsou nejmensi.
Ale to spise zde rozvedou odbornici nez ja laik

Snek

[SH]

Za sebe si myslím, že pískání vzniká ve vinutí motoru (vinutí + plechy, ze kterých je rotor složen) a ne ve vůlích rotoru a podobně.

ano, naprosto přesně napsáno....

U střídavých motorů to bude zase kapku něco jiného. Ten se podobá spíše krokovému motoru, a tam ty vibrace už způsobuje výše popsaná mechanická záležitost. V oblasti nízkých otáček to bude asi značné.

ne, i u BLDC motorů (stříďáky n modelech ještě nikdo nemá... ) jde o stejný problém. Proud jedním pólem je v průběhu jedné otáčky řízen pomocí PWM aby se simuloval průběh sinusovky.

[stelerp]

A co jít opačně, s frekvencí dolu? Staré, analogové regulátory, pracovaly na 50Hz. Ale takové se už asi dnes nedělají...

[SH]

Takže ještě upřesním dotaz - existuje ss regl, který má spínací frekvenci nad 20kHz? Předpokládám, že asi ne a pokud ano, bude neskutečně drahý...

není problém aby existoval.... jen při indukčnosti běžných plechovek by to bylo neefektivní a taky by narostly spínací ztráty na FETech v reglu - víc by hřál.

[stelerp]

Stříďáky - omlouvám se, použil jsem špatně zaběhnutý název.... Ale u těch bezkomutátorových mi ani tak nešlo o pískání, jako spíše o ty vibrace.

[SH]

.....
No spinat i 40kHz neni problem, problem je pri te rychlosti spise velka kapacita "FETu".
Taky specilani spinaci obvody resici problem s kapacitou stoji majlant a nejsou nejmensi.
Ale to spise zde rozvedou odbornici nez ja laik

Snek

kapacita gate FETu je daná konstrukcí a nezávisí na spínací rychlosti....

no majlant .... jestli 30-50Kč je majlant http://www.tme.eu/cz/katalog/#id_catego ... e%3D3%2C20 tak můžeš použít dva tranzistory NPN+PNP a jsi na ceně korun...

[SH]

A co jít opačně, s frekvencí dolu? Staré, analogové regulátory, pracovaly na 50Hz. Ale takové se už asi dnes nedělají...

šlo.... ale bylo by to nevhodné. Optimální kmitočet buzení PWM je dán indukčností motoru. Co je míň je špatně, co je víc je špatně... pro "plechovky" se uvádí optimální kmitočet tuším 2-6kHz.

[Snek]

.....
No spinat i 40kHz neni problem, problem je pri te rychlosti spise velka kapacita "FETu".
Taky specilani spinaci obvody resici problem s kapacitou stoji majlant a nejsou nejmensi.
Ale to spise zde rozvedou odbornici nez ja laik

Snek

kapacita gate FETu je daná konstrukcí a nezávisí na spínací rychlosti....

no majlant .... jestli 30-50Kč je majlant http://www.tme.eu/cz/katalog/#id_catego ... e%3D3%2C20 tak můžeš použít dva tranzistory NPN+PNP a jsi na ceně korun...

Ano a prave fety ktere se pouzivaji pro vetsi proudy maji oproti "klasickym" spinacim prvkum nesrovnatelne vyzsi kapacitu a pak je zapotrebi v dostatecne rychlosti nabit spinany prvek, coz problem se vzrustajicim spinacim kmitoctem. Receno lidove.

[stelerp]

A co jít opačně, s frekvencí dolu? Staré, analogové regulátory, pracovaly na 50Hz. Ale takové se už asi dnes nedělají...

šlo.... ale bylo by to nevhodné. Optimální kmitočet buzení PWM je dán indukčností motoru. Co je míň je špatně, co je víc je špatně... pro "plechovky" se uvádí optimální kmitočet tuším 2-6kHz.

Myslel jsem, že řešíme, jak se zbavit pískání. Jakákoliv frekvence PWM mimo ideální je nevhodná, to souhlasím, o tom není sporu. Ale pokud se chce člověk tohoto nešvaru zbavit, musí ustoupit. A ty regulátory s 50Hz se dělaly dost dlouho, vlastě do doby masovějšího nasazení mikroporcesorů s HW PWM. A za další, MOSFETy nebudou tolik trpět (hřát), než při vysokých PWM frekvencích. Doma ještě jeden HiTec mám. A stejná frekvence se používá v obyčejných analogových servech dodnes.

Ale je to asi debata celkem o ničem. Analogové regulátory se již nedělají a s vyšší spínací frekvencí asi taky nebude trh s RC regulátory zaplaven. Zřejmě nezbude, než se s pískáním smířit.

[mirekj]

Asi na to člověk bude muset jít "od lesa" a experimentovat. Pískání vinutí elektromotorů asi z principu řízení PWM nepůjde odstranit a tak to bude asi chtít v lodi akusticky zatlumit(odstínit). Uchycení mot.lože přes silentbloky, ale hlavně nějaký kryt přes celý elmotor polepený z vnitřní strany akusticky pohltivým materiálem. A samozřejmě vodní chlazení neboť tam bude obtížné proudění vzduchu.... Máte nějaký lepší nápad?

[micer]

Myslím, že se shodneme na tom, že příčinou pískání je spínání regulátoru, ale to, co přímo píská (tedy vibruje) je vinutí a kotva rotoru. Z toho mi vychází provokativní návrh, co takhle neřešit regulátor, ale rozebrat motor, ochránit komutátor, prosytit vinutí vhodnou hmotou (pružný kyanoakrylát, epoxid, gumoasfalt .... ?), vyvážit rotor a zase sestavit.

[SH]

Myslím, že se shodneme na tom, že příčinou pískání je spínání regulátoru, ale to, co přímo píská (tedy vibruje) je vinutí a kotva rotoru. Z toho mi vychází provokativní návrh, co takhle neřešit regulátor, ale rozebrat motor, ochránit komutátor, prosytit vinutí vhodnou hmotou (pružný kyanoakrylát, epoxid, gumoasfalt .... ?), vyvážit rotor a zase sestavit.

zrovna tak může pískat špatně upevněný magnet statoru případně "něco" v magnetickém obvodu.

[SH]

Myslím, že se shodneme na tom, že příčinou pískání je spínání regulátoru, ale to, co přímo píská (tedy vibruje) je vinutí a kotva rotoru. Z toho mi vychází provokativní návrh, co takhle neřešit regulátor, ale rozebrat motor, ochránit komutátor, prosytit vinutí vhodnou hmotou (pružný kyanoakrylát, epoxid, gumoasfalt .... ?), vyvážit rotor a zase sestavit.

já bych vyměnil motor za jiný....
V podstatě nechápu problém. Mi motor slyšitelně píská jen při velmi nízkých otáčkách při zajíždění do doku a to je příjemné, protože otáčky držím "podle ucha" .

Zkus jednu věc - dej do serie s motorem dvě tlumivky (pěkné byly ve starých elektronkových televizích ale to už asi neseženeš) - feritová tyčka a na ni aspoň 20-30 závitů drátu. Tím změníš indikčnost motoru. Je to sice elektricky prasárna ale mohla by to pomoct. V každém případě ty tlumivky zalít epoxidem nebo barvou aby nepískaly ony samy...

[SH]

A co jít opačně, s frekvencí dolu? Staré, analogové regulátory, pracovaly na 50Hz. Ale takové se už asi dnes nedělají...

šlo.... ale bylo by to nevhodné. Optimální kmitočet buzení PWM je dán indukčností motoru. Co je míň je špatně, co je víc je špatně... pro "plechovky" se uvádí optimální kmitočet tuším 2-6kHz.

Myslel jsem, že řešíme, jak se zbavit pískání. Jakákoliv frekvence PWM mimo ideální je nevhodná, to souhlasím, o tom není sporu. Ale pokud se chce člověk tohoto nešvaru zbavit, musí ustoupit. A ty regulátory s 50Hz se dělaly dost dlouho, vlastě do doby masovějšího nasazení mikroporcesorů s HW PWM. A za další, MOSFETy nebudou tolik trpět (hřát), než při vysokých PWM frekvencích. Doma ještě jeden HiTec mám. A stejná frekvence se používá v obyčejných analogových servech dodnes.

Ale je to asi debata celkem o ničem. Analogové regulátory se již nedělají a s vyšší spínací frekvencí asi taky nebude trh s RC regulátory zaplaven. Zřejmě nezbude, než se s pískáním smířit.

50Hz PWM byla z nouze ctnost, šířka pulsu se odvozovala přímo od pulsu z přijímače a ty pulsy mají těch 50Hz... u serv je to doteď.
Jinak při 50Hz nejde už o modulaci ale o periodické spínání proudu. Při 20ms periodě stihne proud motorem naprosto vyhasnout.

Pro solidně navržené zapojení FETu jsou kmitočty kolem 5kHz naprostá sranda... ve spínaných zdrojích jedou na stovkách kHz nebo na jednotkách MHz. Takže debata o kapacitě gate je sice potřebná (někteří jsou schopni budit FET přes odpor 1M) ale trochu mimo problém...

[drdol]

Prosím bylo by možné zopakovat o jaký motor se jedná a jakou je spínán frekvencí a také zda je použita převodovka nějak jsem to nenašel.

[petr hájek]

http://www.flajzar.cz/regulace/obousmer ... delare.htm
regly s nízkou frekvencí existují a vyrábějí se