Řízení 3-fázových AC motorů - MC3PHAC

Blog: 

Výroba obvodu MC3PHAC byla firmou Freescale ukončena. Ekvivalentní náhradu jsem nenašel.

Obvod MC3PHAC má všechny potřebné funkce pro skalární řízení (metodou U/f) otáček 3-fázového AC motoru v otevřené smyčce. Obvod MC3PHAC je unikátní tím, že se nemusí nijak programovat. Veškeré parametry lze nastavit pomocí externích rezistorů. Snadné použití pro nenáročné aplikace.

Obvod MC3PHAC umožňuje:

  • Řídit otáčky motoru v otevřené smyčce metodou U/f
  • Nastavit zrychlení motoru
  • Přepínat směr otáčení motoru
  • Spustit/zastavit motor

Obvod MC3PHAC generuje šest signálů se sinusovou pulsně šířkovou modulací (PWM). Pomocí sinusové PWM modulace je řízena frekvence a napětí na motoru. Se snižujícím se kmitočtem se snižuje (podle určité křivky) i napětí na motoru, aby nedošlo k přesycení magnetického obvodu motoru a tím ke ztrátě momentu motoru.

Více o elektrických pohonech např. KadaWeb.

Pomocí externích rezistorů lze nastavit:

  • Frekvenci PWM
  • Mrtvý čas přepínání PWM kanálů
  • Polaritu PWM signálů
  • Profilovou U/f křivku (v obvodu MC3PHAC je lineární resp. proporční závislost U/f, nastavuje se minimální napětí na motoru tzv. voltage boost - posun počátku křivky na napěťové ose a s tím související sklon viz manuál obvodu)
  • Čas obnovení PWM po chybě.

Obvod MC3PHAC sleduje napájecí napětí pro motor. Pokud napájecí napětí překročí povolenou mez, je aktivován digitální výstup (signál), kterým lze ovládat brzdu motoru (připojit odporovou zátěž paralelně k motoru).

Obvod MC3PHAC vyhodnocuje vlastní chybové stavy (ztráta signálu z oscilátoru, nízké napájecí napětí obvodu apod.) a také informaci na digitálním chybovém vstupu, ke kterému lze připojit libovolný externí hlídací obvod.

Obvod MC3PHAC může pracovat v režimu Standalone Operation (konfigurace pomocí externích rezistorů) nebo PC Master Software Operation (komunikace po sériovém portu). Způsob použití je určen zapojením (konfigurací) obvodu při startu, režimy nelze za provozu kombinovat.

Obvod MC3PHAC může nahradit ARM

Kouzlo MC3PHAC je v tom, že se nemusí nic programovat, veškerá konfigurace se provede pomocí odporů. Obdobnou funkci lze naprogramovat do vhodného MCU s dostatečným výpočetním výkonem a alespoň šesti kanály PWM.

Např. rodina ARM® Cortex®-M4 KV3x je určena pro řízení:

  • bezkartáčových stejnosměrných motorů (BLDC),
  • synchronních motorů s permanentními magnety (PMSM) a
  • střídavých indukčních motorů (ACIM).

Tento ARM disponuje instrukcemi signálového procesoru (DSP), jednotkou pro matematické výpočty s plovoucí čárkou (FPU) a taktovací frekvencí 100/120 MHz. K dispozici jsou dva rychlé 16-bitové A/D převodníky a mnoho dalších běžných periferí.

Pro účely skalárního řízení otáček 3-fázového AC motoru metodou U/f v otevřené smyčce (nejjednodušší způsob řízení) je výkon tohoto ARM jako náhrady za MC3PHAC více než dostačující.

Řídící jednotka ve stylu MC3PHAC

Uvažuji o vývoji jednoduché řídící jednotky, která by nahradila stávající řešení s obvody MC3PHAC. Při zachování původní jednoduchosti tzn. bez zbytečných displejů, digitálních tlačítek apod. Na desce se pomocí rezistorů a jumperů nastaví požadované vastnosti, připojí se přepínače START/STOP, LEFT/RIGHT, potenciometry pro uživatelské nastavení otáček a zrychlení, výkonový můstek a napájecí zdroj.

Zajímá mě Váš názor!

  • Máte o takovu řídící desku zájem?
  • Jaká cena za řídící desku by byla pro Vás přijatelná?
  • Jaké byste doplnili vlastnosti (uvažujeme řízení metodou U/f v otevřené smyčce)?
  • Znáte někdo ekvivalentní náhradu za MC3PHAC (způsob použití)?
  • Má smysl tomu věnovat čas (dostupnost komerčních výrobků)?

Přidat komentář

Filtered HTML

  • Webové a e-mailové adresy jsou automaticky převedeny na odkazy.
  • Povolené HTML značky: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd>
  • Řádky a odstavce se zalomí automaticky.

Plain text

  • Nejsou povoleny HTML značky.
  • Webové a e-mailové adresy jsou automaticky převedeny na odkazy.
  • Řádky a odstavce se zalomí automaticky.