Servoverstärker für Gleichstrommotoren

Ich habe einen Harmonic Drive und möchte einen PLL-Regler (Phasenregelkreis) zur Geschwindigkeitsregelung entwickeln. Hier ist ein Blockdiagramm eines Motordrehzahlregelsystems basierend auf PLL-Techniken:

Pll-Motordrehzahlregelung

Meine Frage bezieht sich auf Leistungsverstärker (Servoverstärker) (siehe Bild oben).

  • Was ist die beste Schaltung für Servoverstärker von Gleichstrommotoren?

Der gewünschte Stromkreis muss Pole mit viel höheren Frequenzen haben als die Pole des Motors. Irgendwelche Ideen würden geschätzt.

Warum müssen die Pole des Verstärkers viel höhere Frequenzen haben als die Pole des Motors?
Welche Leistung muss der Verstärker liefern? Welche Spannungs- und Stromstärken sind erforderlich? Welche Verstärkung muss der Verstärker haben? Was ist die niedrigste geforderte Geschwindigkeit und wie viele Kerben gibt es in der Optoscheibe?
@VasiliyZukanov In Anbetracht dessen können die Pole des entworfenen Verstärkers vernachlässigt werden.
Ich weiß nicht, was Harmonic Drive ist, aber Sie haben geschrieben, dass es eine Art Gleichstrommotor ist. Die Funktion dieses Verstärkers besteht darin, den Motor mit (relativ) langsam variierender Gleichspannung zu versorgen, richtig? Zwei Fragen: 1. Wenn die Spannung DC ist, warum kümmern Sie sich dann um die Pole des Verstärkers? 2. Wenn der Motor ein Gleichstrommotor ist und der einzige Eingang zum Verstärker ein Spannungssignal vom Filter ist, warum ziehen Sie dann die Verwendung von Servoverstärkern in Betracht?
@Andyaka Betrachten Sie diese; Nenneingangsdrehzahl: 2000 (U/min) max. Eingangsdrehzahl: 4000 (U/min) max. Eingangsspannung: 27 V / Max. Strom: 6 A Ausgangsleistung: 100 ~ 150 W Das Hauptproblem ist der Servoverstärker und die Anzahl der Kerben ist nicht wichtig (berücksichtigen Sie die Motordrehzahl, die mit einem Tachometer gemessen und bekannt ist - Kz = 1). Die Ausgangsstufe von Verstärkerantrieben der Motor.
@VasiliyZukanov Du hast recht. Harmonic Drive ist ein Gleichstrommotor mit Nichtlinearitätseffekten auf sein Modell. Aber wenn Ihre Fragen angemessen sind; Wir haben einige Konflikte: Denken Sie an das Modell des Gleichstrommotors; Wir haben einen Induktor! (jedoch ist die Eingangsspannung DC)
Ich scheine ein wenig Verständnis dafür zu haben, was Sie tun. Wenn 1. Ihr Motor einem gebürsteten Gleichstrommotor entspricht; 2. das Treibersignal ist DC (nicht PWM); 3. die Änderungsrate der Motordrehzahl ist gering; Dann verstehe ich nicht, wie wichtig der Frequenzgang des Verstärkers ist. Außerdem, wenn Sie kein direktes Feedback vom Motor zum Verstärker haben, warum brauchen Sie dann einen Servoverstärker? Sind diese Verstärker nicht so konzipiert, dass sie verschiedene Rückmeldungen von Servomotoren nutzen?
@VasiliyZukanov Das Antriebssignal ist PWM. Mit dieser Annahme, was ist Ihr Vorschlag?
Dann möchten Sie den Ausgang des Schleifenfilters nehmen und in PWM umwandeln? Warum?
@VasiliyZukanov Ich denke, Sie werden sich durch Ihre Fragen täuschen. Wenn Sie irgendwelche Ideen haben, bin ich Ihnen dankbar, dass Sie diese teilen.
@VasiliyZukanov Aus dem obigen Bild ist ersichtlich, dass das Antriebssignal PWM ist (Sollwert, Wellendrehzahl mit w1 und tetha1). Wenn Sie mit "Phasenfrequenzdetektor" vertraut sind, stellen Sie fest, dass es eine Rückkopplung von der Motordrehzahl zum Servoverstärker gibt.
Ich kenne die Theorie der PLLs. Das Fehlersignal vom PSD (das als PWM vorliegen kann) sollte jedoch vom Filter gemittelt werden, um ein Gleichstromsignal für den VCO (in Ihrem Fall einen Motor) zu erzeugen. Wenn Sie sagen, dass Ihr Motor durch ein PWM-Signal gesteuert wird, verstehe ich, dass der Ausgang des Filters (der Gleichstrom ist) von dem Gerät, das Sie im Diagramm als "Leistungsverstärker" gekennzeichnet haben, in PWM umgewandelt wird. Diese ganze Konstellation ergibt für mich einfach keinen Sinn. Entweder habe ich etwas falsch verstanden, oder Sie sind mit den Konzepten von PLL nicht vertraut genug.
Ich fange an, das ausgeprägte " In-over-your-Tiefe " -Gefühl in Bezug auf diese Frage und das Fachwissen von OP zu bekommen. Abwertung als "unklar" auf dieser Grundlage.
@AnindoGhosh Oh! danke für dein downvoting. Ich hoffe, ich kann zurückzahlen.

Antworten (1)

Was ist die beste Schaltung für Servoverstärker von Gleichstrommotoren?

Ich würde einen PWM-Wandler verwenden, der eine Gegentakt-MOSFET-Ausgangsstufe speist. Sie könnten wahrscheinlich eine Leistungs-Operationsverstärkerschaltung verwenden, aber Sie würden sie heiß laufen lassen, obwohl sie immer noch funktionieren würde. Ihr Netzteil sollte in Ordnung sein, wenn es 30 V bei 6 A liefern kann. Für eine Schaltung würde ich einen Blick auf das Datenblatt des LT1160 werfen. Es hat die folgende Schaltung für einen 200-W-Klasse-D-Verstärker.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es muss überprüft werden, welche anderen Komponenten als die von mir markierte umgangen werden müssen, um eine ordnungsgemäße DC-Steuerung zu ermöglichen, aber dies wäre meiner Meinung nach ein guter Ausgangspunkt.

Ein Hinweis zur Terminologie - ein Servoverstärker ist mehr als ein einfacher Verstärker, wie Sie ihn in Ihrem Diagramm haben. Ein Servoverstärker nimmt den Bedarfseingang und verarbeitet das Rückkopplungssignal, um sicherzustellen, dass der Motor in einem geschlossenen Regelkreis gehalten wird

Wiki hat einen Artikel.

Ich habe in meinem Kommentar auch nach der niedrigsten Geschwindigkeitsanforderung und der Anzahl der Kerben in der Scheibe gefragt. Ich habe darum gebeten, sicherzustellen, dass Sie das Laufen mit niedriger Geschwindigkeit im Schleifenfilter richtig berücksichtigen.

Danke, aber könnten Sie einen Schaltplan geben?
@Zia Das Datenblatt des LT1160 enthält eine anständige Schaltung, die meiner Meinung nach an Ihre Bedürfnisse angepasst werden kann. Fragen Sie nicht, wie man es umwandelt - das wäre zu viel verlangt - versuchen Sie auch, "Halbbrücken-Motorsteuerungen der Klasse D" zu googeln. Schaltung zur Antwort hinzugefügt. Auch ein Blick auf dieses Gerät lohnt sich, wenn man PWM direkt einspeisen kann www1.futureelectronics.com/doc/ANALOGICTECH%20-%20AATI/…
Einige Experten glauben, dass wir Klasse D für diesen Fall nicht verwenden können. Was ist Ihre Meinung dazu: Verwendung eines Trigger-basierten steuerbaren Geräts wie eines 6-Phasen- oder 12-Phasen-Gleichrichters (mit SCR oder IGBT)
@Zia zeige eine Schaltung von dem, was du meinst, aber ich bin kein Experte für IGBTs oder SCRs. Klasse D = PWM-Steuerung.
Servoverstärker für Gleichstrommotoren
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