Оптимальное отношение V/f для электромотора

[Слесарь]

Здравствуйте!
Электромотор до 1 кВт, 1Ф, (конденсатор) (погружной водяной насос). Стоит задача автоматизировать подбор отношения напряжение/ток при частотном управлении электромотором.
На борту частотника есть датчик тока, 32 отсчета АЦП за период напряжения электромотора (желтый луч на картинке). Начало отсчетов АЦП датчика тока привязано к началу периода формируемого инвертором ЧП напряжения электромотора, 32 отсчета равномерно укладываются в весь период напряжения.
Когда ротор электромотора заклинен, электромотор в режиме близком к активной нагрузке, начало фазы тока электромотора (синий луч) близко на началу отсчетов АЦП (желтый луч), можно сказать что фаза тока электромотора равна фазе напряжения формируемого ЧП.



Когда отпускаем ротор электромотора, он начинает вращаться, фаза тока электромотора смещается относительно фазы формируемого напряжения, это так же видно на второй картинке.



Вопрос, реально ли таким способом контролируя ток и фазу тока, программно определить оптимально ли отношение напряжения/частота? Это необходимо для повышения КПД электромотора.

[As]

У однофазного движка с конденсаторным сдвигом фазы нормальный КПД будет только в одной точке нагрузочной характеристики, там, где сдвиг фаз тока в обмотках максимально близок к 90 градусов... Само собой, при изменении частоты изменится и нагрузка, при которой КПД будет максимальным... Т.е. для повышения КПД - надо бы убрать фазосдвигающий конденсатор и формировать напряжение для второй фазы в инверторе частотного преобразователя...

[Слесарь]

В данном случае используется электромотор с конденсатором, однофазный инвертор ЧП (два полюса подключения электромотора выход ЧП), необходимо по данным датчика тока электромотора программно определить оптимально ли формируемое напряжение ЧП для данной частоты и нагрузки электромотора?
36 отсчетов АЦП датчика тока за один период формируемого ЧП выходного напряжения, все отсчеты АЦП равномерно уложены в один период формируемого напряжения, это позволяет контролировать не только действующий ток электромотора но и фазу тока электромотора относительно формируемого напряжения.
Как по данным о токе электромотора и фазе тока определить оптимально ли напряжение подаваемое на электромотор для данной частоты и нагрузки мотора?

[As]

Я слабоват в теории двигателей, но могу предположить, что нужны некие нагрузочные характеристики двигателя и вряд ли закон их изменения идентичен для двигателей разных систем - т.е., вероятно, придётся сделать "лабораторную работу" и получить нужные параметры путем реальных измерений...

[Муркиз]

По моему, в работах Сандлера мне попадался график семейства механических характеристик двигателя в зависимости от частоты и напряжения для однофазника. Помню я сейчас это уже смутно, но если для трехфазника это действительно даёт огромный выигрыш и есть смысл этим заниматься, что, кстати, и реализуется сейчас во всех регуляторах, то для двухфазника в однофазной цепи речь шла максимум о десятке процентов.

[Слесарь]

Полагаю, при постоянной нагрузке на электромотор и постоянной частоте тока, можно найти оптимальное напряжение электромотора при котором та же работа будет выполняться с наименьшим потреблением эл. энергии?

[КРАМ]

[uquote="Слесарь",url="/forum/viewtopic.php?p=4457230#p4457230"]близко на началу отсчетов АЦП[/uquote]
Ты что нибудь про цифровую обработку сигналов слышал? Ну там про полосу пропускания цифровых фильтров или про ДПФ?
Для нахождения сдвига фазы между двумя сигналами нет никакой необходимости в столь высокой частоте дискретизации. Более чем достаточно восьмикратной по отношению к сигналу, а чаще всего и четырехкратной. В таком случае порядок антиалиасинга будет легко реализуем.

[Eats]

[uquote="Слесарь",url="/forum/viewtopic.php?p=4457230#p4457230"]Вопрос, реально ли таким способом контролируя ток и фазу тока, программно определить оптимально ли отношение напряжения/частота? Это необходимо для повышения КПД электромотора.[/uquote]Глупый вопрос, демонстрирующий чуть более чем полное непонимание работы асинхронной машины. А поскольку каков вопрос, таков и ответ, то и ответы в теме такие же бесполезные. Копать надо не в эту сторону, а сначала привести все исходные данные (из которых однофазный ЧП — тоже ошибка, ибо нужен двухфазный), затем спросить: ребята, а возможно ли в описанных условиях выполнить то-то и тото? А не бежать впереди паровоза. А теперь надо по всем ответам в теме давать опровержение...

[Слесарь]

[uquote="КРАМ",url="/forum/viewtopic.php?p=4457994#p4457994"]Для нахождения сдвига фазы между двумя сигналами нет никакой необходимости в столь высокой частоте дискретизации.[/uquote]

У меня на борту МК АЦП Up to 200K samples per second, при моем варианте использования 50 Гц х 36 отсчетов = 1.8K samples per second, то есть только 1% от возможностей АЦП МК. Останавливает меня только время програмного расчет среднеквадратичного от количества этих отсчетов этим МК, если бы не это, сделал бы количество отсчетов много больше.

Добавлено after 5 minutes 17 seconds:
[uquote="Eats",url="/forum/viewtopic.php?p=4458071#p4458071"]сначала привести все исходные данные[/uquote]

Данные о токе и фазе тока 1Ф электромотора, процент заполнения ШИМ при формировании напряжения на выходе ЧП, это еще не все исходные данные? Вы знаете еще какие-то данные которые определяются только средствами ЧП, без применения энкодера на валу электродвигателя?

[Муркиз]

Вы даже не представляете, сколько факторов учитывается при вычислениях обработки и управления аминхронником.
Правда, двухфазниками в этом отношении особых разработок не вели, поскольку это вспомогательная ниша малой мощности, но принципы схожи с трехфазниками.

рекомендую вот эти книги посмотреть:

https://www.studmed.ru/bernshteyn-aya-g ... ff65f.html

https://www.studmed.ru/sandler-as-sarba ... 01179.html

[КРАМ]

[uquote="Слесарь",url="/forum/viewtopic.php?p=4458078#p4458078"]У меня на борту МК АЦП Up to 200K samples per second, при моем варианте использования 50 Гц х 36 отсчетов = 1.8K samples per second, то есть только 1% от возможностей АЦП МК. Останавливает меня только время програмного расчет среднеквадратичного от количества этих отсчетов этим МК, если бы не это, сделал бы количество отсчетов много больше.[/uquote]
Бред сивой кобылы.
Какая разница какая скорость у АЦП... Измерения должны быть грамотными, чтобы не плодить всякую смешную хрень. И какое отношение к поставленной задаче имеет среднеквадратичный расчет? Его вообще можно делать в стробоскопическом режиме.
Для измерения сдвига фаз нужно дважды посчитать одноточечный комплЕксный ДПФ. Отдельно по базовому сигналу, отдельно по измеряемому. Ну и найти разность аргументов экспоненциальных форм векторов этих сигналов.
Но прежде нужно определить ДЛИНУ БУФЕРА накопления, патамушта, судя по приведенной осциллограмме, сигнал зашумлен и его нужно фильтровать.
А ты решил, что схватив один период на безумном суперсемплинге, ты поймал Бога за бороду...
Это безотносительно к общей задаче, о которой тебе уже все сказали. Я так - по частностям прошелся...

[Слесарь]

[uquote="Муркиз",url="/forum/viewtopic.php?p=4458086#p4458086"]Вы даже не представляете, сколько факторов учитывается при вычислениях обработки и управления аминхронником.[/uquote]

я всего-лищь банально по синусоиде изменяю заполнение ШИМ инвертора, этим формирую переменный ток 1Ф электромотора. Мне всего-лишь необходимо по датчику тока определить, в эффективном режиме работает электромотор или нет, для коррекции отношения формируемого выходного напряжения к текущей частоте тока электромотора.

[Муркиз]

Я скинул наиболее понятную из всего литературу по этому вопросу...
Погляди и почеши сначала...

[Слесарь]

[uquote="КРАМ",url="/forum/viewtopic.php?p=4458089#p4458089"]сигнал зашумлен и его нужно фильтровать.[/uquote]

Фильтровать не надо. Отсчеты происходят в промежутках между переключениями силовых ключей, по этому возникающие всплески от переключения силовых не попадают на моменты производимых отсчетов. Точность достигается за счет увеличения количества отсчетов, больше глубина усреднения результата. А так же равномерная укладка всех целевых отчетов в ширину изменяющегося периода тока.

[КРАМ]

[uquote="Слесарь",url="/forum/viewtopic.php?p=4458103#p4458103"]Точность достигается за счет увеличения количества отсчетов, больше глубина усреднения результата.[/uquote]
Безумный бред.


Добавлено after 1 minute 36 seconds:
[uquote="Слесарь",url="/forum/viewtopic.php?p=4458103#p4458103"]Фильтровать не надо......Точность достигается за счет увеличения количества отсчетов, больше глубина усреднения результата.[/uquote]
Ты хоть понимаешь, что первая и вторая фраза в цитате противоречат друг другу...?

[Слесарь]

Там нет противоречия, там просто работают оба метода, синхронизация отсчетов с измеряемым сигналом и умножение числа отсчетов для повышения точности измерения.

[КРАМ]

[uquote="Слесарь",url="/forum/viewtopic.php?p=4458116#p4458116"]Там нет противоречия[/uquote]
Есть.
1. Усреднение - это классический КИХ ФНЧ с прямоугольным окном.
2. Количество отсчетов вообще не влияет на полосу пропускания такого ФНЧ.
3. Полоса пропускания такого ФНЧ определяется ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО временем накопления сигнала (если не считать размывания спектра окном).
4. Частота дискретизации определяет ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО расположение зон Найквиста.
5. Точность не может быть повышена количеством отсчетов. Мало того, даже для суперсемплинга при ПОСТОЯННОМ сигнале количество отсчетов может повысить лишь РАЗРЕШЕНИЕ сигнала, никак не улучшая точность. Для переменного сигнала усреднение таким тупым методом вообще невозможно. Среднее значение синуса за период равно нулю.
Учи матчасть, а не пори ахинею.

[Слесарь]

Какое нафик окно, какой ФНЧ ? Я сейчас сигнал тупо 30 Гц измеряю...
Банально в масштабе одного периода 36 измерений сделал, тупо засуммировал квадраты результатов всех измерений, поделил на их количество и извлек квадратный корень, получил тупо среднеквадратичное значение.
Какое время накопления сигнала, я банально ногу МК цепляю к шунту, сопротивлению через которое течет ток, нет там никакого накопления сигнала в диапазоне 10 ... 50 Гц.
Точность всегда повышается с увеличением числа отсчетов, кажись это каждый первоклассник знает из поговорки, семь раз отмерь - один раз отрежь.

[Муркиз]

КРАМ, а кто тебе сказал, что там стационарные процессы ?

[КРАМ]

[uquote="Слесарь",url="/forum/viewtopic.php?p=4458130#p4458130"]Точность всегда повышается с увеличением числа отсчетов, кажись это каждый первоклассник знает из поговорки, семь раз отмерь - один раз отрежь.[/uquote]
Учебник по ЦОС открой и убей себя апстену.


Добавлено after 1 minute 9 seconds:
[uquote="Муркиз",url="/forum/viewtopic.php?p=4458140#p4458140"]КРАМ, а кто тебе сказал, что там стационарные процессы ?[/uquote]
Есть сомнения на этот счет? Приводим аргументированные доказательства. Простые двусмысленные намеки ни разу не катят.