Настройка драйвера двигателя U2010B

Схему берём прямо из даташита. Я только добавил предохранитель, выключатель и варистор. В известном месте свербит поставить снабберную цепочку для защиты симистора, но пока не буду – в даташите она не нарисована, а таких симисторов у меня много :slight_smile:


.
Вместо R14 пока ставим перемычку, вместо R7 - что-нибудь между 5кΩ и 30кΩ (мне первым попался под руку 7,5кΩ). Эти резисторы будут подобраны позже. Резистор R2 я поставил на 5 Ватт. Шунт R6 следует рассчитать так, чтобы среднее значение напряжения на нём было 0,25В при максимально допустимом токе двигателя.

Все подстроечные резисторы (лучше многооборотные) изначально выставляем в среднее положение.

Резистор R6, если не найдётся подходящего (что, скорее всего), можно сделать из нихромовой проволоки. Сопротивление считается по формуле:
image003
где P – мощность двигателя в ваттах.

Выделяемую на резисторе мощность, зная сопротивление, можно оценить по формуле:
image005

Настройка

Настраиваем по частям. Для настройки понадобится тахометр, чтобы видеть обороты двигателя и вольтметр переменного тока на клеммах двигателя. Также не помешает какая-нибудь «тормозилка» для подтормаживания двигателя (так мы будем имитировать нагрузку).

Перед настройкой полезно включить двигатель прямо от розетки и на холостом ходу замерить максимальные обороты (Nmax), это значение нам потом пригодится.

Минимальные обороты и контроль оборотов

На этом этапе отключаем контроль перегрузки (соединяем пины 8 и 9), чтобы мозг не выносило (потом настроим).

Потенциометр P1 ставим на минимальные обороты (по схеме ползунок в самый верх к резистору R14);

Включаем питание. Если мотор не крутится, значит R8 надо уменьшать, если крутится слишком сильно – увеличивать. Вращая R8, выставляем минимальные обороты, при которых двигатель стабильно вращается и надёжно начинает вращаться при включении питания. Это будут наши минимальные обороты Nmin – именно с них будет начинаться плавный старт и вообще – это минимальные обороты, которые будут возможны.

Начинаем притормаживать двигатель (нашей «тормозилкой» или просто рукой, но лучше через перчатку). При этом следим за оборотами и напряжением на клеммах двигателя.

Если при торможении обороты падают, и напряжение, не увеличивается, необходимо увеличить R10, при этом скорость вращения без нагрузки уменьшится, и ее необходимо восстановить до Nmin , слегка увеличив R8.

Если при торможении вала обороты, наоборот, резко увеличиваются, и напряжение тоже подлетает, необходимо уменьшить значение R10, что приведет к увеличению скорости без нагрузки, и её опять необходимо привести к Nmin , уменьшив значение R8.

Так, путем последовательных приближений добиваемся, чтобы при торможении (и отпускании) двигатель сохранял постоянные обороты Nmin не замедляясь, но и не ускоряясь рывками. Напоминаю, всё это пока делается при вывернутом на минималку потенциометре P1.

Когда такое поведение достигнуто, потенциометром P1 устанавливаем обороты примерно посередине между Nmin и Nmax . И снова, по приведённой выше схеме подкручиваем R8 и R10 пока не добьёмся, что двигатель спокойно держит обороты, никуда не дёргаясь. На этот раз подстройки будут минимальными – гораздо меньше крутить подстрочники.

Таким образом, результат этого этапа настройки – двигатель вращается с постоянными оборотами, не замедляясь (и не дёргаясь резко вперёд) ни при торможении, ни при отпускании тормоза на самых минимальных и средних оборотах.

Ошибка здесь (на моём опыте) - пытаться установить слишком маленькие обороты Nmin (я даже пытался сделать так, чтобы на минималке он не вращался вовсе). При таком подходе, двигатель будет резко дёргаться при вращении потенциометра и никак от этого не отстроиться. Нужно делать Nmin – разумными оборотами, чтобы двигатель уже уверенно вращался и уверенно включался.

Надо понимать, что при торможении обороты могут корректироваться только до достижения максимального («розеточного») напряжения на клеммах двигателя. Если продолжать подтормаживать после достижения максимального напряжения, то обороты, конечно, будут падать – чудес не бывает, ему уже нечем компенсировать нагрузку.

Максимальные обороты

На этом этапе, двигатель на холостом ходу – без торможения. Выкручиваем потенциометр P1 на максимум и смотрим на обороты двигателя. Они должны быть примерно равны Nmax . Если обороты меньше, следует уменьшить резистор R7 (можно «типа вдвое», точнее мы его позже подберём).

Результат этого этапа: когда потенциометр в крайних положениях, обороты двигателя равны: Nmin и Nmax . Обороты растут (уменьшаются) плавно (не рывками), но при этом могут остаться «мёртвые зоны», когда в начале вращения потенциометра обороты не меняются, а в конце вращения, максимальные обороты достигаются несколько раньше полного хода потенциометр и при дальнейшем его ходе, опять же, не меняются.

Убираем «мёртвые зоны» – резисторы R7 и R14

Устанавливаем потенциометр на минимум и, медленно поворачивая его, ловим момент, когда обороты пока ещё равны Nmin , но при малейшем дальнейшем вращении, начинают расти. Замеряем сопротивление потенциометра между средним выводом и выводом, обращённым к R14, и ставим именно такой резистор на место R14 (у нас там пока перемычка стояла). Скорее всего, точно такого резистора у нас не будет, ставим чуть меньше. При этом останется минимальная «мёртвая зона», а если бы мы поставили чуть больше, то минимальные обороты были бы больше Nmin . Конечно, эстеты могут воткнуть сюда подстроечник и выставить его точно, но я не выпендривался.

Точно также, крутим потенциометр в район максимума и ловим момент, когда обороты только что достигли Nmax (и дальнейшее вращение потенциометра уже ни на что не влияет). Замеряем суммарное сопротивление от среднего вывода потенциометра до дальнего от потенциометра вывода установленного резистора R7 и ставим такой резистор вместо R7 . Опять же, если поставить чуть больше, то останется минимальная «мёртвая зона», а вот, если чуть меньше, то обороты Nmax не будут достигаться никогда.

Результат этого этапа: сохранилось всё, как в предыдущем, но «мёртвые зоны» ушли или стали совсем маленькими. С резисторами R7 и R14 мы определились.

Настройка защиты от перегрузки

Здесь нам потребуется амперметр переменного тока, которым можно измерять ток двигателя.

Последовательность такова:

  • включаем амперметр в цепь двигателя;
  • снимаем перемычку с пинов 8 и 9, пин 9 оставляем ни к чему не подключенным;
  • запускаем двигатель;
  • нашей «тормозилкой» имитируем нагрузку и добиваемся, чтобы ток через двигатель был равен 70% от максимально допустимого (не от номинального!!!);
  • крутим резистор R11 и ищем место, где включается светодиод D3;
  • оставляем R11 в положении «светодиод только-только не включился»;
  • убеждаемся, что всё нормально. Для этого начинаем поджимать «тормозилку», увеличивая нагрузку. Светодиод должен немедленно загореться, а по достижении максимально допустимого тока, двигатель должен выключиться. Теперь убираем «тормозилку», двигатель должен плавно запуститься.

Собственно, всё. Так оно и работает.

Настройка времени плавного старта

Здесь просто играемся с ёмкостью конденсатора С2.

Следует иметь в виду, что для того, чтобы плавный старт сработал, С2 должен быть изначально не заряжен (собственно «плавный старт» – это его зарядка). При обесточивании схемы – он разрядится. При остановке двигателя из-за перегрузки, микросхема сама его разряжает, поэтому после того, как заклинивание устранено, двигатель стартует плавно. А вот если схему постоянно держать запитанной, а двигатель просто отключить от фазового провода, то при повторном включении никакого плавного старта не будет, т.к. конденсатор C2 уже заряжен.

2 лайка

Что то уж слишком мудрёно.
Привода реверсивные из СССР проще настраиваются

Так, ото ж :frowning:

С другой стороны, удивляет, что она вообще работает и реально держит обороты без обратной связи по этим самым оборотам (без энкодера и “без ни хрена”).

Радует то, что настройка “устойчивая”, т.е. “чих туда - чих сюда” не особо влияет. Если один раз настроить, на конкретный двигатель то потом, при тиражировании, можно смело ставить 5%-резисторы и не париться.

1 лайк

Ну она не обороты держит, а ток, протекающий через шунт R6.
ОС по току.
Т.е. это регулятор мощности с обратной связью по току.

Схема практически типовая.
Если не изменяет память , то в советском приводе ЭТУ-2-1 , все реализовано на КР140УД.
Но там более универсальный вариант, т.к. на вход ОС можно подавать не только ток с шунта, но и напряжение с тахогенератора.
Т.е. опционально выбирать , ОС, либо по току, либо по оборотам.

Одна из обратных связей всё же есть. По току, и возможно, мгновенного изменению вектора тока относительно напряжения при изменения нагрузки на валу.

а резьбу как нарезать будешь? только по оборотам выходит, хотя может и комбинированная и обороты держать и момент…

Евгений! Поясните пожалуйсто, какой мощности Ваш двигатель? Или, R6=?

Ой не помню, я тогда с таким трудом нашёл на него хоть какой-то даташит, а сейчас что-то не могу найти куда я его засунул. Двигатель вот такой:

Всё понял, двигатель 350-450вт. У меня дрелька на 810вт. С трудом, настроил пл.пуск, а с настройкой по току- увы , проблема. Не получается настроить плавный пуск, после останова двигателя? Может ,чего подскажете? Вам спасибо и низкий поклон за Вашу статью по настройке U2010B. Много вариантов перепробывал, только Ваш завершился полу-успехом.

Вот такая проблема у меня точно была. Как именно решил – не помню, но помню направления копания. Я стал проверять осциллографом все подряд конденсаторы на предмет как они ведут себя после выключения и на те, которые долго не разряжаются ставил параллельно большие резисторы, чтобы им было куда разрядиться. В итоге, помогло. Какой именно конденсатор – не помню, но помню, что неожиданный.

А номинал резистора помните?

Жень! Старый стал, 72й пошёл,веду 5 плат: 300w,450w,810w,1200w, 1800w
пока с 810 управляюсь.Время у тя будет,отзовись.Не к кому обратится,все могущие, теперь- далеко.

И ещё вопрос. Подскажи или инфу подкинь,как с осцилографом на сети 220в. работать?

Осциллограф подключать через развязывающий трансформатор. У меня сделана коробка в которой два 40 ваттных 220 на 12 трансформатора друг на встречу другу.

А чё так сложно? У меня просто стоит трансформатор 220/220. Просто не было под рукой или есть какие-то соображения?

Вы ещё напомните мужику про делитель на щупе, а то “виноваты будете”.

1 лайк

220/220 не было. Зато разных ТПП было много. Никаких соображений кроме наличия нет. Уже позже как то потребовались независимые 9 вольт от средней обмотки запитал выпрямитель.

Ну это что измерять. в 1 к 1 до 100 вольт нормально измеряет, а вот больше 100 по любому 1 к 10 или сам дурак.

Мой – до 50.

А виноваты будете Вы! :slight_smile:

А я перестраховался, поставил 220/200.
Дело в том , что трансформатор 220/220 (60Вт , к примеру) выдаёт 220в только при номинальной нагрузке. На холостом ходу у него на выходе 240в.
При напряжении же в сети 230 - уже 250. При включении , ПО осцилла загружается постепенно, потребление не сразу выходит на заявленные 40Вт, а диапазон сетевого напряжения у моего RIGOLa 110-240V. В общем, зануда, он и в Африке зануда)))

У меня осциллограф из коробки среднеквадратичные 300В меряет с делителем 1:10, но на всякий случай есть делитель 1:100. Вот такой:

Им 5 вольтовым осликом смотрел 220.

Ps. На позапрошлой работе был флюк, так тот до 1000в мерял.
Переключателей на щупах не было.

с развязывающим трансом практически беспроигрышный вариант, а так от осцила и рук зависит