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Duda sobre pwm

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_jm_
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 JM
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(@_jm_)
Prominent Member
Registrado: hace 20 años

Hola, intentando variar la velocidad de un motor por pwm, me ha surgido la duda de cuales son las mínimas r.p.m que se pueden alcanzar con este método.

Si conectamos un motor de cc a una fuente de alimentación regulable, y vamos subiendo la tensión desde cero poco a poco, con unos pocos voltios o centenas de voltios el motor inicia su movimiento muy lento.

Sin embargo mediante pwm el motor empieza a moverse (en mi caso) cuando el duty es del 40%, que se corresponde con una tensión mucho mayor que en el caso anterior, y por lo tanto se mueve a una velocidad mayor.

Por lo que se pierde esa baja velocidad que se puede usar en el caso de darle una señal continua de tensión.

No sé si es un fallo en mi esquema o que no se puede hacer, ya que al ser una inductancia el caso será distinto al de la señal dc?

Estoy usando este esquema, no sé si es correcto

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Cual es la velocidad mínima a la que se puede controlar motor dc mediante pwm? Gracias y feliz 2008.


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_jm_
Respuestas: 961
 JM
Topic starter
(@_jm_)
Prominent Member
Registrado: hace 20 años

Cachis, dije rendimiento en vez de eficiencia... rendimiento se usa en economia, en ingenieria hay que usar "eficiencia"... nunca me acuerdo... 8)

Por desgracia para nuestros bolsillos la conclusion sigue siendo que los motores mas caros son mas eficaces... y ahora sabemos por que...

furri.

Podrías explicarme el por qué? porque yo sigo sin ver en que se diferencia un motor de 5 dolares de uno de 20, o que es lo que tengo que buscar que mejora ese rendimiento o eficiencia. Quizás todo los motores que tenga aquí sean malos y necesite motores de 200 euros para comparar.

A todos los motores buenos y malos se les puede hacer una realimentación.

Si seguimos con el ejemplo de los coches seguro que puedes nombrarme 100 cosas que lleva el mercedes y no el 600, pero en esto almenos yo sigo sin saber verlo.

Creo que este no es un tema para ser zanjado con "compra unos motores más caros" (aunque esto sea cierto), en principio puede ser un tema complejo de analizar (almenos para mi) y que requiere una base de matemáticas que a muchos no les resultará atractiva y por tanto lo mejor es probar distintos valores.

Se pueda resolver probando 4 valores de duty y ver con cual va mejor, pero lo que me interesa a mí además de eso, es comprender el por que.

Me vendría bien una explicación de ese por qué que ya sabes. Gracias. S2


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juanjo
Respuestas: 451
(@juanjo)
Ardero
Registrado: hace 19 años

Buenos días JM,

Me alegro por tu interés en el tema y por el esfuerzo que estas realizando, tu trabajo sobre el papel lo demuestra. Intentaré mostrarte mi punto de vista y que es lo que yo haría en tu caso. No se si voy a poder contestar todas tus preguntas, ya que el post tiene mucha información (redundante e inecesaría, ya que previamente hay que definir que es lo que se quiere).

a) H(s) es la función de transferencia del sistema, esto es cuando a la entrada aplicas una delta de dirac, delta(t) entonces tienes que su salida y(t) = h(t). Los pulsos PWM que estas usando si lo acotas a un ciclo, tienes una u(t) esto es la función escalon. No te preocupes que pasar de una a otra en el plano S es simplemente multiplicar o dividir por "s". En resumidas cuentas que podemos hayar H(s) aplicando una señal escalón en la entrada.
b) Tu systema sin realimentación cumple que Y(s) = H(s) * X(s), siendo Y(s) la salida del sistema, H(s) la F.T. del sistema, y X(s) la entrada del sistema. En tu caso quieres hayar H(s) del motor. Mi pregunta es: ¿Cúal es tu salida? Antes de comenzar a tomar medidas debes resolver esta cuestión.

c) Creo que es mejor ir paso a paso y no saltar al final del problema. Con respecto al punto b) entiendo que tu salida es la velocidad ángular del motor que es lo que quieres controlar. Partiendo de lo que acabo de decir, hasta ahora solo has realizado medidas de la entrada a tu sistema (el motor). Actualmente se te presenta un problema y es poder tener una tensión de referencia que sea proporcional (lineal) a la velocidad ángular.

d)Debes colocar un sensor en el eje del motor que te proporcione dicha tensión. En este caso si colocas el osciloscopio a la salida podrás medir los parámetros que necesitas para calcular H(s). Esto es lo primero que debes hacer, y olvidate de las ecuaciones complejas del principio. Con esto tendremos Y(s), H(s) y X(s). A partir de aquí puedes comenzar con la realización del diseño para controlar tu motor como te de la gana.

e) Sobre lo que has escrito sobre el papel, G(s) para mi es la F.T. de control, están intercambiadas. Te sugiero que por ahora solo pintes la rama en lazo abierto y te olvides del sumador y de la F.T de control, ya tendrás tiempo para complicarlo más.

Siento no poder entrar a comentar más sobre el tema, ya que la información que has incluido no ayuda a la resolución del sistema, las dos señales son Y(s) para mi, y son correctas, no se que elementos tienes por medio entre los dos puntos de medida pero con que la salida de ese minisistema que has representado sea similar a la entrada vale. En mi opinión no veo ningún problema de estabilidad en esas señales, simplemente intenta que la salida siga a la entrada lo mejor posible.

Espero no haberme dejado nada importante que necesitase respuesta, si es el caso recuerdamelo.

Saludos.
Juanjo.


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fusion
Respuestas: 391
(@fusion)
Ardero
Registrado: hace 18 años

Para incrementar el rendimiento habria que usar mosfet de baja resistencia serie, poner cables cortos y soldar bien para disminuir la resistencia serie.
También sería bueno un PWM resonante. Si alguien ha diseñado alguno lo podría simular en pspice.


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_jm_
Respuestas: 961
 JM
Topic starter
(@_jm_)
Prominent Member
Registrado: hace 20 años

Bueno el dibujo es confuso ya que el diagrama de bloques de arriba no corresponde con lo de abajo, tome notas según iba viendo y no lo corregí. G(s) es Y(s)/X(s) (lo que llamas H(s)) es decir la salida entre la entrada, y por tanto la función de transferencia del sistema.

X(s)----G(s)-----Y(s)

Me dices que G(s) se puede sacar analizando la respuesta al escalón de la onda senoidal, y yo creo que se hace de esa manera, con el ts,tr,tp y Mp puedo obtener la G(s), no sé si me dejo algo.

Las imagenes he puesto todas las que saque para ordenarlas y poder verlas desde aquí, queda muy largo, sólo es como ejemplo de sí se puede hacer así.

El objetivo final es la velocidad angular en función de la tensión de entrada, como en el primer diagrama de bloques, que era el correspondiente al motor.

Me dices que use un sensor en el eje del motor para poder medir la velocidad, pero según el primer diagrama de bloques que yo he dado es esto necesario?

Me explico, el motor tiene una realimentación interna con la fuerza contra electromotriz, no hay lazo abierto, a más velocidad la tensión entre sus bornes cambia, es decir se incrementa o siempre permanece fija?

Este es el problema y mi duda en si lo estoy haciendo bien, si se puede medir la velocidad del motor a partir de la f.c.e.m (esta es proporcional a la velocidad angular), es decir si la tensión entre los terminales del motor se corresponde con la velocidad de este, y por tanto puedo ver la onda de respuesta aquí.O si esto no es posible y tengo que colocar un encoder o sensor que me de una tensión en función de la velocidad, caso que complica demasiado este método, ya que este sensor tendría que ser lineal, y nos metemos en otro tema complejo.

El problema es que dudo si se puede hacer así, midiendo directamente en los terminales del motor, que cuanto más lo pienso creo que no.

En un poco confuso ya que pretendo medir la salida en la entrada aprovechando el incremento de la f.c.e.m con la velocidad, cosa que me da que no va a ser posible, ya que si la tensión del motor es siempre constante nada de esto vale. Por lo que puede que lo más simple sea buscar los parámetros del motor y medir experimentalmente la inercia y rozamiento (otro tema del que no tengo ni idea).

No entiendo cuál sería el lazo abierto que me dices, el modelo mínimo del motor según veo es ese, con una realimentación interna debida a la f.c.e.m, eb(t)=kb*wm(t).

Otro tema que me resulta interesante es el pico que se crea cuando baja el duty, se dispara un pico por la bobina que nunca llega a bajar, creo que los diodos no están funcionando lo suficientemente rápido, lo ideal sería que hiciese algo similar a la imagen ese del coche RC.

Gracias por las respuestas, yo seguire pensando en el tema que ando un poco pérdido. S2

Todo lo que digo puede estar mal, ya que no sé mucho del tema.


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furri
Respuestas: 2708
(@furri)
Ardero
Registrado: hace 20 años

...Todo lo que digo puede estar mal, ya que no sé mucho del tema.

¿?¿?¿?.... jajajaja, muy bueno... 8)


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