Что такое ацп двигателя

Какой аналого-цифровой преобразователь подходит для конкретного приложения?

Стив Логан (Maxim Integrated)

Обилие современных аналого-цифровых преобразователей (АЦП) ставит разработчика перед непростым выбором.

Интегральные АЦП имеют разрешением 8…24 бит и даже есть несколько 32-битных. Существуют АЦП встроенные в микроконтроллеры, ПЛИСы, микропроцессоры, системы-на-кристалле, АЦП последовательного приближения (SAR) и сигма-дельта-версии. Конвейерные АЦП используются в тех приложениях где требуется высочайшая скорость выборок. Диапазон скоростей выборок АЦП лежит в пределах от 10 выб/с до свыше 10 Гвыб/с. А разброс цен – от менее $1 до $265 долларов и выше.

Чтобы выбрать наилучший АЦП для вашего приложения, рассмотрим различные типы этих изделий и оптимальные условия применения для их основных типов.

Указания по технике безопасности и примечания

Приведенная в следующих таблицах информация была собрана, в частности, на основании данных производителей автомобилей и распространяется только на кондиционеры в оригинальном исполнении. Все работы с кондиционерами должен выполнять только имеющий соответствующее образование персонал, соблюдая указания по технике безопасности и законодательные требования, действующие в вашей стране.

Все права, включая права на перевод оригинала, сохраняются за нами. Без нашего письменного согласия запрещается копировать и распространять приведенную в таблицах информацию, равно как и ее части, в какой-либо форме (механической, электронной, с помощью фотокопирования, путем записи на микрофильм или иным способом). Все приведенные данные были собраны с особой тщательностью. Учитывая большой объем материала, мы не можем гарантировать отсутствие пропусков и ошибок. После выпуска данного информационного материала все прежние версии теряют свою силу.

Измерения параметров каждой фазы 3-фазной системы

При лабораторных испытаниях измерения показателей качества электроэнергии используются для понимания того, как оборудование потребляет энергию, поступающую из трёхфазной сети переменного тока.

При измерениях показателей качества электроэнергии для каждой фазы обычно определяют следующие параметры:

• Среднеквадратичное значение и амплитуда напряжения и тока
• Активная, реактивная, кажущаяся мощность, угол сдвига фаз и коэффициент мощности
• Частота

Числовые показания среднеквадратичных значений напряжения и тока дополняются векторными диаграммами (см. слева), которые быстро и наглядно дают представление о связи между напряжением и током. На них хорошо видны дисбаланс и сдвиги фаз, влияющие на коэффициент мощности.

Коэффициент мощности является одной из ключевых характеристик любого промышленного оборудования, поскольку он напрямую влияет на счета за электроэнергию конечных потребителей. В некоторые приводы встраивается активная схема для управления коэффициентом мощности.

Гармоники также могут оказывать влияние на общий КПД и даже надёжность систем конечных потребителей. Поэтому коэффициент гармонических искажений часто регламентируется. Столбчатая диаграмма гармоник с предельными значениями, указанными в IEEE-519, приводится слева. При тестировании запаса возможно применение пользовательских предельных значений.

• Шасси
• Бортовые автомобили
• Седельные тягачи
• Вахтовые автобусы
• Самосвалы
• Автоцистерны и топливозаправщики
• Пожарная автотехника
• Передвижные авторемонтные мастерские
• Автогидроподъемники, автокраны
• Лесовозы, трубовозы
• УРАЛ NEXT
• Спецтехника для добычи нефти и газа
• Вахтовые автобусы NEXT
• Бортовые автомобили NEXT
• Седельные тягачи NEXT
• Самосвалы NEXT
• Автоцистерны и топливозаправщики NEXT
• Пожарная автотехника NEXT
• Передвижные авторемонтные мастерские NEXT
• Автогидроподъемники и автокраны NEXT
• Лесовозы и трубоплетевозы NEXT

официальный дилер МАЗ
официальный представитель IVECO-AMT
официальный субдилер УРАЛ
официальный субдилер КАМАЗ

официальный дилер ОАО «ТЗА»
официальный дилер ОАО «Кургандормаш»
официальный партнер «Амкодор»

г. Миасс Челябинской области, ул. Лихачева, 22
тел.: (3513) 255 — 650, 55-63-72, 55-76-57
факс: (3513) 57-98-07 (круглосуточно)
e-mail: infoural-sib@mail.ru

г. Тюмень, ул. Авторемонтная, 12
тел./факс: (3452) 603-308, 615-444, 615-777

Copyright © 2005—2021 ООО «СИБПРОМАВТО» сделано в neoinform

Два независимых АЦП.

В микроконтроллеры линейки STM32 встроено два независимых АЦП, которые могут быть синхронизованы для выполнения одновременных преобразований. Алгоритмы управления с ориентацией по полю требуют измерения тока в трех фазах: на практике нужно измерить значения в двух фазах, третье вычислить, отталкиваясь от того факта, что суммарный ток должен быть равен нулю. Это соотношение выполняется тогда и только тогда, когда значения тока в двух фазах измеряются одновременно. Это позволяет быть уверенным, что никаких неточностей в измерениях, которые могут быть похожи на поведение разбалансированной трехфазной системы, не будет.

Вольтовый режим управления шаговыми двигателями

Микрошаговый режим работы шагового двигателя

Микрошаговый режим управления шаговым двигателем основан на следующем принципе: Подавая на две фазы шагового двигателя синусоидальный ток со сдвигом 90° (синус и косинус), можно добиться выравнивания магнитного поля статора в любом положении.

Вольтовый режим управления шаговым двигателем позволяет это сделать с максимальной эффективностью.

Основы вольтового режима управления

Вольтовый режим управления основан на линейной модели шаговых двигателей. Если синусоида напряжения приложена к фазе шагового двигателя, результирующий ток тоже синусоидальный.

Токовый режим управления

Резкие изменения тока вызывают сильные механические колебания. В токовом режиме управление (квантирование и дискретизация) неидеальное. В результате при работе двигателя образуется шум, движение осуществляется рывками.

Контролируется пиковый ток. Среднее текущее значение тока отличается от целевого. Как результат – неточное позиционирование.

Частота переключения непостоянная. Пульсацию крутящего момента трудно контролировать.

Вольтовый режим управления

Плавный токовый переходной процесс уменьшает механические колебания и вибрации. Движение двигателя мягкое и бесшумное.

Среднее текущее значение тока контролируется. Как результат — точное позиционирование.

Частота переключения постоянная. Пульсацию крутящего момента под контролем.

Основы вольтового режима управления

Когда синусоида напряжения с амплитудой VPH подается на двигатель, амплитуда результирующего тока (IPH) зависит от:

• электрических параметров шагового двигателя
• обратной ЭДС двигателя (BEMF)
• частоты синусоидальной волны (то есть от скорости двигателя)
• фазового соотношения между магнитным полем ротора и статора (т.е. от крутящего момента)

Уравнение, связывающее фазное напряжение и фазу:

1. Скорость двигателя низкая (соразмерно с fel)
2. Скорость двигателя высокая (соразмерно с fel)

Алгоритм управления может быть определен через 4 параметра:

Назад

Параметр	Значение	Формула	Единица измерения
KVAL	Напряжение на нулевой скорости	Rm·|IPH|	В
IntSpeed	Скорость двигателя, определяющая медленную и быструю области	4·Rm/2πLm	Шаги/сек
StSlp	Коэффициент компенсации (угол наклона), применяемый в медленной области		В/(шаги/сек)
FnSlp	Коэффициент компенсации (угол наклона), применяемый в быстрой области		В/(шаги/сек)

Вперед

Начальная амплитуда:
Амплитуда «нулевой скорости» выходной синусоиды

Начальный уклон компенсации:
Наклон кривой компенсации, когда скорость ниже скорости IntSpeed

Конечный уклон компенсации:
Наклон кривой компенсации, когда скорость больше скорости пересечения

Cкорость IntSpeed:
Скорость, при достижении которой наклон кривой компенсации переключается с начального на конечное значение

Компенсация напряжения питания

Синусоиды напряжения генерируются с помощью ШИМ-модуляции. Как следствие, фактическое фазное напряжение зависит от напряжения блока питания.

Уравнение также может быть записано в следующем виде:

Если коэффициент компенсации применить к рабочему циклу, ошибку можно исключить:

Поправочный коэффициент рассчитывается при помощи алгоритма компенсации

АЦП измеряет фактическое напряжение питания двигателя

Коэффициент компенсации применяется к амплитуде синусоиды

Максимальный выходной ток в зависимости от напряжения питания

Обнаружение останова без датчика

Управление двигателем в вольтовом режиме дает возможность обнаружения состояния остановки двигателя.

Измеряя ток фазы, можно определить состояние останова двигателя:

ОСТАНОВКА. Обратная ЭДС = 0 ток фазы резко повышается

Ограничения при обнаружении останова двигателя без датчика

Возможности обнаружения останова могут быть ограничены в следующих условиях:

• На низкой скорости (при малом значении обратной ЭДС);
• На высокой скорости (ток может быть низким из-за эффекта фильтрации нижних частот индуктора).

Явление резонанса в вольтовом режиме управления

Движение шагового двигателя является неравномерным, что вызывает появление резонанса в механике. При появлении резонанса ЭДС обратной связи перестает быть синусоидальной, что вызывает проблемы в алгоритме управления.

Следующие стратегии помогают снизить или избежать появления резонанса:

1. Применение механической нагрузки к двигателю. Нагрузка смещает точку резонансна системы.
2. Увеличение значения ускорения для более быстрого прохождения или пропуска резонансной частоты.

Если резонансная скорость ограничена диапазоном работы двигателя, ее можно пропустить, за счет инерции двигателя и более высоких значений ускорения.

Краткий обзор преимуществ режима напряжения

Основными преимуществами вольтового режима управления являются:

• Чрезвычайная гладкость движения
• Точное позиционирование (за счет контроль среднего значения тока)
• Пульсации тока контролируются
• Возможность определения состояния остановка (блокировки) двигателя

Основными недостатками являются:

• Алгоритм управления должен быть настроен в соответствии с характеристиками двигателя
• Режим чувствителен к резонансу двигателя.

Вольтовый режим управления шаговыми двигателями реализован в современных драйверах и контроллерах производства «Электропривод».

Подпишись на наши новости

Получайте первыми актуальную информацию ООО «Электропривод»

Сайт о внедорожниках УАЗ, ГАЗ, SUV, CUV, кроссоверах, вездеходах

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) на двигателе ЗМЗ-409 расположен между шлангом воздушного фильтра и шлангом впускной трубы и предназначен для преобразования расхода воздуха, поступающего в двигатель, в напряжение постоянного тока. Информация с датчика массового расхода воздуха позволяет блоку управления определить режим работы двигателя и рассчитать цикловое наполнение цилиндров воздухом на установившихся режимах работы двигателя, длительность которых превышает 0.1 секунды.

Принцип работы, общее устройство и аналоги датчика массового расхода воздуха Уаз с двигателем ЗМЗ-409.

В зависимости от комплектации и типа электронного блока управления на двигателях ЗМЗ-409 могут устанавливаться датчики массового расхода воздуха с чувствительным элементом выполненным в виде токопроводящей пленки нанесенной на керамическую основу, или в виде платиновой нити. Сигнал датчика представляет собой напряжение постоянного тока, значение которого зависит от количества и направления движения воздуха, проходящего через датчик.

Чувствительный элемент датчика построен на принципе терморезистивного анемометра. Он нагревается электрическим током и его рабочая температура поддерживается постоянной. Если поток воздуха через датчик увеличивается, то чувствительный элемент начинает охлаждаться, а схема управления ДМРВ увеличивает ток его нагрева до тех пор, пока его температура не восстанавливается до первоначального уровня.

Таким образом величина тока нагрева чувствительного элемента пропорциональна расходу воздуха. Одновременно вторичный преобразователь датчика массового расхода воздуха преобразует ток нагрева элемента в выходное напряжение постоянного тока.

Конструктивно ДМРВ состоит из пластикового корпуса выполненного в виде патрубка на концах которого установлены защитные решетки. В корпусе размещен чувствительный элемент, а в верхней части датчика размещены плата вторичного преобразователя закрытая герметичным пластмассовым корпусом, и контактная вилка соединителя, которая в зависимости от типа датчика имеет разную форму и количество выводов.

Совместно с блоком управления Микас 7.2 могли устанавливаться датчики массового расхода воздуха Bosch HFM5-4.7 0 280 218 037, Siemens HFM62C/11 или НПП АВТЭЛ 20.3855 с пленочным чувствительным элементом. С блоком Микас 11 — Siemens HFM62C/19 с пленочным или 20.3855-10 с нитевым чувствительным элементом. С блоком ME17.9.7 — Bosch HFM7-4.7 0 280 218 220.

Внешние проявления неисправности датчика массового расхода воздуха Уаз с двигателем ЗМЗ-409.

Неисправность ДМРВ на работающем двигателе ЗМЗ-409 характеризуется увеличением расхода топлива, значительным ухудшением динамики при разгоне и проблемами с запуском двигателя. При возникновении неисправностей в цепях соединений датчика или самого датчика, система бортовой самодиагностики зажигает сигнальную лампа Check Engine, которая горит постоянно при работающем двигателе, и выдает коды неисправности.

Микас 7.2

013 — низкий уровень сигнала датчика массового расхода воздуха (ДМРВ).

Возможные причины неисправности :

— датчик массового расхода воздуха не подключен к жгуту проводов.
— обрыв цепи электропитания датчика.
— обрыв провода массы датчика массового расхода воздуха.
— перепутаны или оборваны сигнальные провода к датчику.
— замыкание сигнальных проводов датчика.
— неисправность датчика массового расхода воздуха.

014 — высокий уровень сигнала датчика массового расхода воздуха (ДМРВ).

Возможные причины неисправности :

— замыкание на бортсеть сигнальных проводов датчика.
— неисправность датчика массового расхода воздуха.

Микас 11 и Bosch ME17.9.7

0101 — выход сигнала датчика массового расхода воздуха за допустимый диапазон
0102 — низкий уровень сигнала цепи датчика массового расхода воздуха
0103 — высокий уровень сигнала цепи датчика массового расхода воздуха

Проверка датчика массового расхода воздуха Уаз с двигателем ЗМЗ-409.

Прежде всего необходимо проверить наличие питания датчика. Для этого надо отсоединить колодку жгута проводов системы управления двигателем от датчика и при включенном зажигании вольтметром измерить напряжение на выводе (номер вывода ниже) колодки жгута проводов, при этом «минусовой» щуп вольтметра должен быть подсоединен к «массе» автомобиля :

— Вывод «2» для датчика HFM5-4.7 0 280 218 037, HFM62C/11 и 20.3855
— Вывод «4» для датчика HFM62C/19 и 20.3855-10
— Вывод «3» для датчика HFM7-4.7 0 280 218 220

На этом выводе должно быть напряжение +12 Вольт, в противном случае неисправность необходимо искать в цепи питания датчика. Если напряжение есть, то для окончательной проверки надо отсоединить датчик от жгута проводов, включить зажигание и сбросить все коды неисправностей, а затем запустить двигатель.

Если через некоторое время система самодиагностики выдает код неисправности — Низкий уровень сигнала датчика массового расхода воздуха, то значит неисправен сам датчик, а если код — Высокий уровень сигнала датчика, то неисправность в электронном блоке управления или жгуте проводов. Датчик массового расхода воздуха изделие не ремонтопригодное, поэтому при его неисправности он заменяется на новый.

Проверка пленочного датчика массового расхода воздуха 20.3855.

Общую исправность датчика массового расхода воздуха 20.3855 с пленочным чувствительным элементом, который устанавливается на двигатели ЗМЗ-409 Евро-2 с блоком управления Микас-7.2, можно проверить собрав схему показанную на рисунке ниже.

При подключении в цепь источника напряжения в 12 Вольт, вольтметр должен показывать 1.3-1.4 Вольта, а при кратковременном включении указанного на схеме выключателя, вольтметр должен показывать около 8 Вольт.