Nyt on CNC-foorumin tukeminen helppoa!
Maksu onnistuu PayPalin kautta myös kortilla
Konemies kiittää

Marsun sähköistys - pitkän kaavan mukaan

Aloittaja Kremmen, 28.01.12 - klo:22:44

« edellinen - seuraava »

0 Jäsenet ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

Kremmen

Laitanpa minäkin ajankuluksi pari kuvaa Matsuuran sähköjen uusintaprojektista.
Jonnelta saatuja Yaskawan Sigma II:sia olen tässä herätellyt henkiin, niissä oli apujännitehakkurin ohjainhybridi kypsynyt molemmissa purkeissa. Ei jaksanut oskillaattori päristä täydellä kuormalla vaan ohjain heitti pillit pussiin. Yaskawan Euroopan huoltokeskus lupasi ystävällisesti korjata purkit edulli$een tonnin kappalehintaan. Jostain syystä kauppoja ei tullut. Sitkeä sissi ei kuitenkaan luovuta; tilalle suunniteltiin ja toteutettiin itse ihan omat hybridit joilla rivahtaneet korvattiin. Muutama kuva sen tiimoilta:

Tässä ensimmäinen prototyyppi aitoon insinöörityyliin ilmassa johtojen varassa. Iloinen asia tässä kuvassa on, että näyttö hälyyttää enkooderin puutteesta juuri kuten pitääkin, eli prosessori on hengissä ja tajuissaan.


Flyback-hakun tehofetin drainijännitteen verhokäyrä. Näkyy piikkaavan jossain 113 V päällä, mikä ei ole huono ollenkaan 24 V syötetylle hakulle ilman vapaakiertodiodia. Pientä väreilyä näkyy johtavaan tilaan siirtymässä, sitä voidaan labrata vielä vähän pois jos jaksetaan. Nopea diodi toisiossa kyllä ottaa tuostakin ilon irti joten ehkei maksa vaivaa kun ei fettikään juuri lämpene.


Piirilevy edestä-takaa-istuu-makaa. Kiinanpojat tekee näitä muutamalla taalalla 10 kpl erissä. Ainoa että vähän joutuu odottelemaan. Tässäkin meni kolmisen viikkoa ennenkuin kama tuli kotimaahan asti.




Validointitestiä kyhäämässä. Tässä tuo muuntaja on joku mikälie sotasaalis/purkuosa. Muuta väliä ei ole kuin että saadaan yhdestä toisiosta jokseenkin järkevä takaisinkytkentäjännite jotta nähdään reguloinnin toiminta. Kuormankestoa voi sitten testata latomalla vastuskuormaa muihin toisioihin. Muuntajan sydänmateriaali tuskin sattuu olemaan optimoitu juuri tämän hakun taajuudelle (50 kHz) mutta sillä ei ole mitään väliä testin kannalta.


Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

jyrki.j.koivisto

No nyt ollaan jännän äärellä...  :) Mielenkiinnolla seurailen tätä, voisitko näpsiä lisää kuvia tuosta Yaskawasta näitä kun on aina niin mukava pällistellä ja kattella miten mikin on tehty.

Kremmen

No mikäs siinä. Menen kohta taas verstaalle niin voin ottaa jokusen kuvan.
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

viilari

Komea muistiskooppi Kremmenillä,mulla on vaan 465.

Kremmen

Tässä vielä pari kuvaa "betatestauksesta".

Hakku ajamassa "nollakuormaa", eli kuormana vain toisiopuolen takaisinkytkentäkäämi ja siinä reilu kiloinen keinokuorma. Jaksonaika on vähän pitkä 23 us kun sihti oli 20 us. Pitää ehkä pikkasen sitä säätää vielä. Tärkeämpää kuitenkin, että takaisinkytkentä osui nappiin ja stabiloi toision 5,0 V:iin




Tämän risukytkennän drainijännite  piikkaa 143 V joka on vähän epämukavan iso 200 V fetille. Johtunee kumminkin lähinnä noista mitensattuu vedetyistä koelevyn karvoista. Katsotaan mitä sanoo kun laitetaan oikealle paikalle seuraavaksi. Fetti myös soi aika komeasti poiskytkennässä, hilapiirin komponenttiarvoja tarttee myös vähän katsella vielä jollei tuosta ala hiljenemään.


Tuossa muuntajan vasemmalla puolella siis sellainen kyrvähtänyt hybridi jota nyt ollaan korvaamassa.
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

Kremmen

Lainaus käyttäjältä: viilari - 29.01.12 - klo:16:17
Komea muistiskooppi Kremmenillä,mulla on vaan 465.
In Tektronix we trust :)
Ei vanhan liiton mies enää 30 vuoden käpistelyn jälkeen vaihda merkkiä. Tek on kuin hyvin sisäänkävelty kenkä, istuu jalkaan eikä hierrä mistään.
Kaikki kunnia toki Rigoleille ja muille - varmaan semmoinen tulee hommattua seuraavaksi kun ei näitä putkivehkeitä enää tehdä.
Tekin hyvä puoli kumminkin on se, että analogimoodissa putkella näkyy just sitä mitä piirissä tapahtuu ilman että skooppi kyhää mitään keinotodellisuutta eteen. Mittausvirheet ja proben aiheutamat artifaktit toki on otettava huomioon siinäkin.
Kahta en silti vaihda ja toinen on toi 468 - ainakin niin kauan kuin se kestää (mutta on mulla sen huoltomanuaali, että se voi kestää aika kauan) :)
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

Kremmen

#6
Lainaus käyttäjältä: jyrki.j.koivisto - 29.01.12 - klo:15:28
No nyt ollaan jännän äärellä...  :) Mielenkiinnolla seurailen tätä, voisitko näpsiä lisää kuvia tuosta Yaskawasta näitä kun on aina niin mukava pällistellä ja kattella miten mikin on tehty.
No niin, nyt kun "betatestauksen" eka testitapaus on saatu läpi niin tässä olisi Yaskawan kuvia Jyrkille ja muillekin ketä kiinnostaa.
Laite on siis Yaskawan Sigma II -sarjan servopack tyyppiä SGDH-20DE-OY eli 2 kW 400 V 3-vaihe AC servon ohjain. (Ei pidä hämmentyä vaikka kuoressa sanotaan Omron. Yaskawa tekee Omronin servot, mikä näkyy jo Yaskawan logostakin siinä vieressä).

Tässä kuoret malliksi vähän sinnepäin jotta saa käsityksen miltä purkki näyttää kasattuna. Tyypilliseen tapaan pääpiiri kytketään ruuviliitoksin, samoin 24 VDC apujännite. Tasavirtavälipiiri ( +1 +2 - ) on myös tuotu ulos jolloin siihen voi kytkeä häiriönvaimennuskuristimen. Myös jotkin kehittyneemmät EMI-suotimet hyödyntävät tasavirtapiirin - napaa joten tässä on siihen mahdollisuus. Liittimet B1,2,3 ovat ulkoista jarruvastusta varten, joskin sisäinenkin löytyy.


Kuoret poistettuna rakenne näkyy selvästi: Alimpana runko ja sen päällä ensin pääpiirin piirilevy ja siihen satelliittina kytkeytyvä varsinainen servo-ohjain. Ohjainkortilla näkyy selvästi suojakannella varustettu lisäliitin, jolla voidaan kytkeä servopakin kylkeen ulkoinen lisälaite, esim liikkeenohjausmoduli tms.


Rungon pohjalevyn irroitus paljastaa ylhäällä tasajännitevälipiirin suotokonkat ja alempana jarruvastusmodulin. Keskellä olevat jäähdytysrivat siirtävät lämpöä IGBT-modulilta rungon toisella puolella.


Rungon sisäpuolella näkyy Fujin valmistama IGBT-siltamoduli (tyyppi 7MBP50RA120 - 1200V 50A). Piirikortti kytkee 3-vaihesyötön tasurisiltaan ja suotokonkkin kortin alla.


Pääpiirin piirilevyn vasemmassa laidassa näkyy sininen 24 V apujännitelähteen suotokonkka ja siitä ylöspäin apujännitelähde. Hajonnut hybridi on muuntajan alapuolella oleva tumma mötikkä. Oranssi ja harmaa liitin syöttävät tuulettimia. Muuntajasta oikealle isojen metalloitujen reikien rajaamalla alueella on IGBT-modulin ohjauselektroniikka. Hilaohjaukset kytkeytyvät muuntajan vieressä näkyvillä mustilla liitinrimoilla suoraan modulin piikkiliittimiin kun kortti on paikallaan.Harmaa korotusliitin on servo-ohjaimen satelliittikorttia varten.
Alareunassa näkyy pääpiirin liitokset ja niiden varistorisuojauksia sekä mustia tasajännitevälipiirin purkuvastuksia. Oikealla laidalla on sillan virranmittausta sekä tasajännitepiirin ja jarruvastuspiirin ohjausta ja mittausta. Yksinäinen oranssi liitin oikealla kytkee jarruvastusmötikän rungon toisella puolella.




Varsinainen servo-ohjaus asuu satelliittikortilla joka myös saa syöttönsä samaiselta korjattavalta apujännitelähteeltä korotusliittimen kautta. Etureunan liittimet ovat vasemmalta CN2 - enkooderin sarjadatan liitin, CN1 - ohjaussignalointi ja CN3 - dataväyläkytkentä jonka kautta ohjain voidaan parametroida ja käskyttää. Segmenttinäyttö ja napit on paikalliskonfigurointia varten ja näyttävät toiminnan aikana statustietoja.
Äärimmäisenä oikealla segmenttinäyttöjen vieressä näkyy vielä enkooderin varmennuspatterin liitin CN4 sekä CN5 - analogimitta-arvolähtö. Sen voi ohjelmoida näyttämään jotain mittasuuretta analogisignaalina.
NEC:in piiri kortin keskellä on 32-bittinen RISC-prosessori joka tehnee varsinaisen servolaskennan, ja sen oikealla puolella Yaskawan oma ASIC-piiri. Se lienee jokin FPGA koska tällaiset kombinaatiot ovat hyvin yleisiä.




Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

jyrki.j.koivisto

#7
Kiitoksia!

Tuossa kun kattelin tuota jarruvastuksen kytkentää, niin tämäkö on laitettu moottorin vaiheiden puolelle, diodeilla ympättynä yhteen ja releen kautta vastukselle? Kuinka tavallista tämä on servoajureilla? Näissä taajuusmuuttajissa mitä olen penkonut niin jarruvastus on syöttöpuolella.

Välipiirin kondensaattoritko on 4x560uf(400v), ilmeisesti kytketty pareittain sarjaan ja rinnan?

On muuten harvinaisen veemäisiä nuo flyback muuntimet, ainakin jos ei niistä kovinkaan paljoa ymmärrä... Yhtenä monista projekteista oli/on koittaa ajaa 50w ultraäänilähetintä... rakentelin sitten muuntimen ja tarkoitus oli saada 24voltista 48volttia vaihtovirtana 40kHz taajuudella, lopputulos oli jotain aivan muuta, lähemmäs 300volttia...  :D

Kremmen

Lainaus käyttäjältä: jyrki.j.koivisto - 29.01.12 - klo:19:31
Tuossa kun kattelin tuota jarruvastuksen kytkentää, niin tämäkö on laitettu moottorin vaiheiden puolelle, diodeilla ympättynä yhteen ja releen kautta vastukselle? Kuinka tavallista tämä on servoajureilla? Näissä taajuusmuuttajissa mitä olen penkonut niin jarruvastus on syöttöpuolella.
Piirilevyt on nelikerroksisia joten niiden vetojen seuraaminen on silmällä aika huonosti palkitsevaa. Senpä takia ei ole helppoa nähdä miten kytkentä on tehty.
Tässä jarrutus tapahtuu ohjaamalla kone toimimaan pyörimissuunnasta riippuen II tai IV-kvadrantissa eli generaattorina. Tällöin tasajännitevälipiirin jännite alkaa tietty nousta ja IGBT-modulin 7. transistori alkaa pulssittamaan jarruvastusta joka on kytketty tasajännitteen + ja - kiskojen välille. Kytkentä menee siten, että tasajännitepiirin + kisko menee jarruvastukselle jonka toinen pää on tuotu liittimelle B3. Liittimessä B2 on jarru-IGBT:n kollektori ja sen emitteri on tasajännitepiirin - kiskossa. Eli kun normaalisti B2 ja B3 on yhdistetty oikosulkuraudalla niin tehoa hukataan sisäiseen jarruvastukseen. Jollei tämä riitä niin liitin B1 on suoraan tasajännitteen + kiskossa ja kytkemällä siitä ulkoinen vastus B2:een, saadaan mikä tahansa jarrumomentti aikaan kunhan vaan IGBT kestää.
Diodit D1-D3 kytkee kunkin moottorin vaiheen tehovastukseen R2 (7,8 ohm) ja vastuksen toisen pään releen RLY1 kautta tasajännitepiirin - kiskoon. Normaalisti RLY on vetäneenä jolloin se oikosulkee syöksyvirrantrajoitussvastuksen ja tällöin R2 on irti - kiskosta. Tuota piiriä voi kyllä käyttää tasavirtajarruna mutta sen soveltaminen ei ole ilmeistä pelkän piirikaavion perusteella. Pitäisi tietää miten rele ja tehosillan kivet tarkkaan ottaen toimivat jarrutustilanteessa.
Lainaa
Välipiirin kondensaattoritko on 4x560uf(400v), ilmeisesti kytketty pareittain sarjaan ja rinnan?
Joo juuri niin, ja sitten pääpiirilevyn toisella puolella olevat vastukset paitsi purkaa ne säällisessä ajassa, myös varmistaa riittävän tasaisen jännitejaon. Eli rinnan on aina 2 konkkaa ja vastus, ja näitä 2 sarjassa.
Lainaa
On muuten harvinaisen veemäisiä nuo flyback muuntimet, ainakin jos ei niistä kovinkaan paljoa ymmärrä... Yhtenä monista projekteista oli/on koittaa ajaa 50w ultraäänilähetintä... rakentelin sitten muuntimen ja tarkoitus oli saada 24voltista 48volttia vaihtovirtana 40kHz taajuudella, lopputulos oli jotain aivan muuta, lähemmäs 300volttia...  :D
Minkäslainen takaisinkytkentä sulla oli tuossa? Tuntuu siltä, että modulointi on päässyt vähän karkuun ja/tai sulla on ollut aika kovat muuntosuhteet muuntajassa...
Melko helppoja on sellaiset ohjainpiirit joihin pystyy tekemään takaisinkytkennän mittakäämillä, 431-säätözenerillä ja optolla. Sellaisen tein nyt tähänkin projektiin ja ohjaimena on FAN7554 joka on todella simppeli sovellettava. Ei tule montaa komponenttia. Itse asiassa kun tarkemmin ajattelen, niin tämä tekemäni ohjain sopisi suoraan tuohon käyttöön, vain muutamaa komponenttiarvoa pitäisi vähän säätää. Kerro jos kiinnostaa niin palataan asiaan. Mulla on  todennäköisesti jopa ylimääräisiä piirilevyjäkin nyt kun sain niitä kasan. Niistä joutanee sinullekin levy tai pari jos tarviit.
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

jyrki.j.koivisto

Lainaus käyttäjältä: Kremmen - 29.01.12 - klo:22:40
Minkäslainen takaisinkytkentä sulla oli tuossa? Tuntuu siltä, että modulointi on päässyt vähän karkuun ja/tai sulla on ollut aika kovat muuntosuhteet muuntajassa...
Melko helppoja on sellaiset ohjainpiirit joihin pystyy tekemään takaisinkytkennän mittakäämillä, 431-säätözenerillä ja optolla. Sellaisen tein nyt tähänkin projektiin ja ohjaimena on FAN7554 joka on todella simppeli sovellettava. Ei tule montaa komponenttia. Itse asiassa kun tarkemmin ajattelen, niin tämä tekemäni ohjain sopisi suoraan tuohon käyttöön, vain muutamaa komponenttiarvoa pitäisi vähän säätää. Kerro jos kiinnostaa niin palataan asiaan. Mulla on  todennäköisesti jopa ylimääräisiä piirilevyjäkin nyt kun sain niitä kasan. Niistä joutanee sinullekin levy tai pari jos tarviit.
Runkona oli EFD30 ja push-pull tyyppinen systeemi kahdella mosfetilla, toisio oli suoraan kiinni uä-lähettimessä. dsPIC:illä ajoin eikä ollut minkäänlaista takaisinkytkentää, tarkoituksena oli myöhemmin laittaa ensiölle virranmittaus millä ajetaan taajuus kohdalleen. Kieppimääriä en muista tarkkaan, mutta toisiolla taisi olla puolet siitä mitä ensiöllä. Kuormana uä-lähetin on melko haastava, taajuus piti asettaa 100Hz tarkkuudella että saisi sen siirtymään johtavaksi ja pärisemään (noin 10ohmia, kuorma on sekä induktiivinen että kapasitiivinen, jos oikein ymmärsin...). Ite en kuullut mitään mutta poika (3v) juoksi huoneesta korviaan pidellen, melko heikosti se kuitenkin pärisi kun vesilasissa uitti, kuplutti hieman kuitenkin.

Kremmen

Lainaus käyttäjältä: jyrki.j.koivisto - 30.01.12 - klo:09:15
Runkona oli EFD30 ja push-pull tyyppinen systeemi kahdella mosfetilla, toisio oli suoraan kiinni uä-lähettimessä. dsPIC:illä ajoin eikä ollut minkäänlaista takaisinkytkentää, tarkoituksena oli myöhemmin laittaa ensiölle virranmittaus millä ajetaan taajuus kohdalleen. Kieppimääriä en muista tarkkaan, mutta toisiolla taisi olla puolet siitä mitä ensiöllä. Kuormana uä-lähetin on melko haastava, taajuus piti asettaa 100Hz tarkkuudella että saisi sen siirtymään johtavaksi ja pärisemään (noin 10ohmia, kuorma on sekä induktiivinen että kapasitiivinen, jos oikein ymmärsin...). Ite en kuullut mitään mutta poika (3v) juoksi huoneesta korviaan pidellen, melko heikosti se kuitenkin pärisi kun vesilasissa uitti, kuplutti hieman kuitenkin.
Tavallaan toi sovellus siis olisi enemmänkin driveri kuin jännitelähde. Miksei siihen voisi push-pull topologiaa tosiaan soveltaa. Kuormana ultraäänielementti on RLC-sarjaresonanssipiiri. Semmoinenhan näkyy kapasitiivisena kuormana alle resonanssitaajuudella ja induktiivisena kun mennään resonanssin yli. Juuri resonanssissa impedanssi on reaalinen eli R.
Yksi haaste kuvauksesi perusteella hommaan on kyllä jäänyt: push-pull on altis muuntajan magneettivuon vaellukselle. Ensiössähän yksi kytkinelementti magnetoi sydäntä yhteen suuntaan ja toinen kytkin toiseen. Käämin yli vaikuttava jännite ja kytkimen johtavuusaika määräävät montako volttisekuntia magneettivuota sydämeen ajetaan. Push-kytkimen ja pull-kytkimen pitäisi keskimäärin tuottaa _täsmälleen_ sama vuo mutta vastakkaisiin suuntiin. Ellei näin tapahdu, muuntajasydän ajautuu saturaatioon kun magneettivuo kasvaa vähitellen jakso jaksolta toiseen suuntaan. Jollei sydäntä "resetoida" jollain nimenomaisella keinolla niin käytännössä homma kaatuu aina tähän. Jonkinlainen asianmukainen takaisinkytkentä siis olisi pakollinen. Joissain topologioissa käytetään erillistä resetointikäämiä joka palauttaa vuon nollaan aina jaksojen välissä, mutta se tuskin toimii push-pullissa ja muutenkaan yhtä yleiskäyttöistä ratkaisua ei taida olla. Ratkaisutapa riippuu ainakin myös siitä toimiiko hakku jatkuvalla vai epäjatkuvalla virralla, vai kuormasgta riippuen molemmilla. UÄ-kenno nyt edustaisi varmaan aika vakiokuormaa joten tuon pystyisi optimoimaan.
Tämänkertainen oma toteutus on topologialtaan siis flyback jonka toimintaperiaate on kovin erilainen joten ultraääniajuriksi siitä ei kyllä ole. Flybackin muuntajahan ei edes ole mikään oikea muuntaja vaan oikeammin monikääminen keskinäisinduktanssikela.
Tuossahan voisi ajatella jotain resonoivaa hakkua kun kuormana on RLC-piiri jossa resonanssin tunnistus voisi onnistua melko suoraviivaisesti.
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

Kremmen

Alkaa tämäkin harjoitus lähestyä valmista. Tässä ensimmäinen tuotantokappale asennettuna lopulliselle työpaikalleen. Nostin hilavastuksen 33 -> 100 ohm mikä näkyy hienoisena pyöristymisenä hilapulssin nousun lupussa, mutta eipä haittaa. Kytkin on ollut saturaatiossa jo hyvän aikaa joten sillä ei ole merkitystä.


Ja tuossa vielä lähikuva asennuspaikasta. Juuri mahtuu hyvin edellisen tilalle, mutta eipä ylimääräistä tilaa ole yhtään.
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

Kremmen

Hiljakseen etenee marsuprojektikin. Eilen saavutettiin pieni välivoitto kun korjattu servo-ohjain pyöritti moottoria ensimmäisen kerran.
Haluatteko nähdä sen videolla? Ei se mitään, linkkaan sen silti, eli tässä: http://youtu.be/mpMNnvZKVVA
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

mpr

HIENOA  :D
Jään mielenkiinnolla seuraamaan jatkoa.

Powered by EzPortal
SMF spam blocked by CleanTalk