liyo2012 发表于 2024-2-25 10:56:47

求马达功率补偿思路

一种风筒有多个档位风速,通过PWM调档设置风量输出。
在入风口有物体遮挡时,风量会减少,同时电机电流会减小。
现要在有遮挡时把功率增加,保证风量,在遮挡物移开后,风量回到未遮挡时的水平;
可提供的条件数据是电流,与马达转速。
求马达自动功率补偿程序思路。

ztxfhl 发表于 2024-2-25 10:56:48

liyo2012 发表于 2024-3-6 08:56
原设计是一个持续增加功率的过程,要是一步补偿到位就可以。


(引用自26楼)

前面讲了一堆理论也没有明白,直接给你说结果,实际操作也很简单。
准备一风速仪,做风速为n的一组数据:在不阻挡的情况下调整PWM,使风速达到n,记下这时的风机转速和PWM值,将风口进行一定的堵塞,调整PWM值,使风速达到n,再记下此时的风机转速和PWM值,以此类推,测出风口不同堵塞下的风机转速和PWM值,这样得到一组风机转速和PWM值,将这组数据绘制成一平面曲线(风机转速为横坐标,PWM值为竖坐标),这就是风速为n的风机控制曲线。不管风口是否堵塞,或堵塞多少,测量风机转速,按照曲线找到对应的PWM值,按照这个PWM值输出PWM,风机的风速就一定是n。

lhj200304 发表于 2024-2-25 11:41:08

把对应的电流和转速关系测试出来,这个应该是可以做的。这个跟水泵的恒流量做法是一致的,这个可以做。以前在水泵上做过。要做到可用,那就不是100汤圆能搞定的

lhj200304 发表于 2024-2-25 11:46:21

这个就是恒风量控制,与水泵的恒流量控制是一个道理。

XIE2099 发表于 2024-2-25 16:54:22

你要搞清楚风量和风速,进风口都没有了,出风量怎么增加?
若要风速,可以通过出改变风口结构,
风筒电机小,功率大,只能靠进风口来给电机和PCB散热

WUWEWU 发表于 2024-2-25 19:35:17

检测电流或恒流控制

lixin91985 发表于 2024-2-25 19:43:47

WUWEWU 发表于 2024-2-25 19:35
检测电流或恒流控制
(引用自5楼)

换个说法恒功率 就行。

liyo2012 发表于 2024-2-25 20:13:47

lhj200304 发表于 2024-2-25 11:41
把对应的电流和转速关系测试出来,这个应该是可以做的。这个跟水泵的恒流量做法是一致的,这个可以做。以前 ...
(引用自2楼)

100汤元,只是一个引子,100汤元当然不够的。

liyo2012 发表于 2024-2-25 20:20:46

lhj200304 发表于 2024-2-25 11:41
把对应的电流和转速关系测试出来,这个应该是可以做的。这个跟水泵的恒流量做法是一致的,这个可以做。以前 ...
(引用自2楼)

因为流量是无法直接得到,只能通过外部部件检测得到。因为流量减少时,加功率去调节,功率加到之前的水平也未必得到接近的流量。

ztxfhl 发表于 2024-2-26 07:54:08

先做一测试,用一流量计(或风速仪,如果风筒较短或风筒内不光滑,还应在进口或出口接一直管,以增加测量精度)测量某一档位的风速下,通过阻挡封口及对应风机功率((调节功率,保持风速恒定),得到风机的功率与转速的对应数据(可以绘制一曲)线),这就是正常使用时(没有测速仪时)保持该风速时的控制曲线。
同理,测出其它档位的控制曲线。

天下乌鸦一般黑 发表于 2024-2-26 08:21:04

WUWEWU 发表于 2024-2-25 19:35
检测电流或恒流控制
(引用自5楼)

我记得拆过一个futaba的舵机,没找到单片机,用运放搭的位置环pid。

KuJJ 发表于 2024-2-26 08:26:41

楼上说得都对,有个细节得注意,电流与转矩是正比关系,但是风扇转速和风的推力是三次方关系,这个和桨叶有关。简单的话可以保证电流和转速的值是恒定值,就是恒电功率,做好的话得把转速到推力的非线性补偿下,做到恒机械功率。

智涅 发表于 2024-2-26 09:19:16

还有个简单粗暴的方法,自己做实验做个表格,后面查表即可。(表中数据也可以线性扩展)
前提:有测风量的设备,然后自己能量化一下遮挡(阻力)的水平。
例如:
档位1:无遮挡时,需要保证风量F1,此时需要调整到的占空比为PWM1,测量得到电流 i1
            遮挡等级为f1时,手动把占空比调大,使得风量接近F1,此时PWM2,电流i2
            遮挡等级为f2时,同理得PWM2,电流i2
            以此类推,阻力从小到大均匀覆盖一下。【得到该档位下驱动占空比PWMx,电流ix的一组表格】
档位2:以此类推。

-------------
最终,当驱动给定的PWMx值后,电流ix如果查表后偏差足够大,则进行调整,更换PWMx,继续匹配电流ix

可能会出现的问题:占空比PWMx,电流ix的关系如果不是单一正相关或者负相关,就要考虑上其他因素

智涅 发表于 2024-2-26 09:20:12

智涅 发表于 2024-2-26 09:19
还有个简单粗暴的方法,自己做实验做个表格,后面查表即可。(表中数据也可以线性扩展)
前提:有测风量的 ...
(引用自12楼)

应该是跟9楼方法类似了

lhj200304 发表于 2024-2-26 10:03:51

liyo2012 发表于 2024-2-25 20:20
因为流量是无法直接得到,只能通过外部部件检测得到。因为流量减少时,加功率去调节,功率加到之前的水平 ...
(引用自8楼)

我们有自己的方法和手段

liyo2012 发表于 2024-2-26 21:14:20

KuJJ 发表于 2024-2-26 08:26
楼上说得都对,有个细节得注意,电流与转矩是正比关系,但是风扇转速和风的推力是三次方关系,这个和桨叶有 ...
(引用自11楼)

你说得对了,这个在堵的时候,电流明显增加,流量输出不明显变化。
再有打个比方检测到堵塞后自动增加功率后,这个电流上去了,堵塞去掉了又如何如判断电流?

liyo2012 发表于 2024-3-3 14:45:27

智涅 发表于 2024-2-26 09:20
应该是跟9楼方法类似了
(引用自13楼)

这里有一个难点是:检测后堵塞后马上调整PWM调整功率,调整了之后电流不会马上有变化,然后要等一段时间,再去AD检检测电流,
然而,在这个段时间里,如果堵塞消失的话,就很难检测后了,至少是我认为不好检测。

流程是:检测到堵塞--调PWM--等一会,---AD检测,如果电流比调PWM后有加较大的变化,--判断为堵塞消失,--重新回到原来的档位PWM;

ztxfhl 发表于 2024-3-4 05:21:27

你的思维局限在风口的堵塞物上面了,你这个项目是一个有关流体力学的项目,需要流体力学方面的知识。
安装流体力学理论和实际经验,风机的叶轮转速、风压、风量成固定的关系,也就是这三个参数中两个确定后,另一个参数也相应确定,并且是唯一的。理论上有公式,实际也是这样的。
风量、风压、转速一确定,功率也相应确定(功率等于风量乘风压乘效率)。
综合以上两点,可以得出:风机的风量、风叶转速和风机功率具有一固定关系,即风量一定,风叶转速与功率存在一一对应关系。这就是9楼所说的控制原理。

ztxfhl 发表于 2024-3-4 05:33:08

你在测试时可能只需测量风量、叶轮转速和电流即可,功率等于电流乘电压,风机机械结构固定,风速一定,风机叶轮转速与电流可能存在(也就应该)一一对应关系。
同理,也可用电压(PWM)代替电流。
具体以实测为准。

ibmx311 发表于 2024-3-4 05:58:29

参考一下别人的,越简单越好,千万别钻牛角尖

ztxfhl 发表于 2024-3-4 07:01:26

也就是说,当你在风口增加一堵塞物时,会引起风机的风压、风量、叶轮转速的变化,同样,当你减少风口的堵塞物时也会引起风机的风压、风量、叶轮转速的变化,无论是那个变化,或是变化多少,风机的风压、风量、叶轮转速都有一固定关系,也就是说只要控制好其中两个参数,就一定得到唯一的另一个参数。
当风量为某一定值(某一档位)时,风压与叶轮转速有一一对应关系,这两个参数的关系为一平面曲线,只要风压与叶轮转速的数据在这个曲线上,就一定是这个不变的风量值,只要风压和叶轮的的数据不在这个曲线上,风速就一定不是这个风量值。
当风口有堵塞物时,势必会引起风压、风量和叶轮转速的变化,如果不调节,风压和叶轮转速一定不在曲线上,风量也不是相应档位的风量,调整风机叶轮转速(通过调整功率),使风压与转速调到曲线上,风速就回到档位风速上了。同样,从风口中去除堵塞物,参数变化,调整原理同从风口增加堵塞物,变化方向和调整方向可能相反。
同理,上述关系拓展到风量、叶轮转速和电流的关系和控制原理。

ztxfhl 发表于 2024-3-4 07:24:27

在测试时需要3个参数:叶轮转速、电流(或电压)和风速,实际使用时只需监测两个参数,叶轮转速和电流(或电压),但仅监测电流(或电压)一个参数是不行的,3个变量,需要两个参数固定(已知),才能得到另一个参数。

Firman 发表于 2024-3-4 08:16:59

电流不好测试,精度要求高。转速要没得准也不容易。
最简单的方法是测输出的风压,ADC就行,不要求很准,风压不够就增大PWM。

liyo2012 发表于 2024-3-4 22:32:46

Firman 发表于 2024-3-4 08:16
电流不好测试,精度要求高。转速要没得准也不容易。
最简单的方法是测输出的风压,ADC就行,不要求很准,风 ...
(引用自22楼)

感谢以上各位热心朋友 ,现有的产品本身的硬件条件是可以测量出电流,也就是马达功率,马达也提供了FG转速信号;

在固定的负载下,电流与转速是成一定关系的。如果在入风口堵塞这些关系已经被打破。固定PWM情况下,电流变小,风流量变小,转还反而
是略有提高。

这个关键点不在硬件上了,应该是一个编程思的问题了;

堵塞,电流减少,要加功率,在加电流的时候,堵塞消失,这两个事件同时叠 加,AD无法识别出这两个事件(是我没有好的编程识别思路)

智涅 发表于 2024-3-4 22:47:55

liyo2012 发表于 2024-3-4 22:32
感谢以上各位热心朋友 ,现有的产品本身的硬件条件是可以测量出电流,也就是马达功率,马达也提供了FG转 ...
(引用自23楼)

“堵塞,电流减少,要加功率,在加电流的时候,堵塞消失,这两个事件同时叠 加,AD无法识别出这两个事件(是我没有好的编程识别思路)”
多虑了吧兄弟,不管多少个叠加,你PWM加大后,发现电流值远超目标值,下一步就操作降低PWM,不断趋向一个稳定目标值,这个就是简单的反馈控制。
就是你只关注,当前电流值跟当前PWM值是不是对应之前测得的表。如果不对应,就增加或者降低pwm就是了,不用管是什么原因导致

Firman 发表于 2024-3-5 13:34:57

liyo2012 发表于 2024-3-4 22:32
感谢以上各位热心朋友 ,现有的产品本身的硬件条件是可以测量出电流,也就是马达功率,马达也提供了FG转 ...
(引用自23楼)

这么说,被堵后是增加PWM还是减小PWM才能加大风量?

liyo2012 发表于 2024-3-6 08:56:11

智涅 发表于 2024-3-4 22:47
“堵塞,电流减少,要加功率,在加电流的时候,堵塞消失,这两个事件同时叠 加,AD无法识别出这两个事件 ...
(引用自24楼)

原设计是一个持续增加功率的过程,要是一步补偿到位就可以。


比如   设定电流200, 降到150, 要在加到160,170,180,190,200.这个过程持续判断,

liyo2012 发表于 2024-3-23 09:03:25

ztxfhl 发表于 2024-2-26 07:54
先做一测试,用一流量计(或风速仪,如果风筒较短或风筒内不光滑,还应在进口或出口接一直管,以增加测量精 ...
(引用自9楼)

数据已经测试出来,就是看不出这个其中的关系。
比如,无堵塞时,检测电流是一个数值A,然后第一轮堵塞程程度是20% 检测检到一个电流值B,通过B与与A比较是可以控到补偿量C;

待补偿到位后,又将堵塞程度由20%加到50%,这个时候就不知道当前检测量需要与谁做比较,然后做出补偿。

是不是这个方式里面,电流与转速还存在其他的一定逻辑关系。

lhj200304 发表于 2024-3-23 09:15:02

liyo2012 发表于 2024-3-23 09:03
数据已经测试出来,就是看不出这个其中的关系。
比如,无堵塞时,检测电流是一个数值A,然后第一轮堵塞程 ...
(引用自27楼)

着急呀。总不能手把手给你做呀

liyo2012 发表于 2024-3-23 09:27:35

lhj200304 发表于 2024-3-23 09:15
着急呀。总不能手把手给你做呀
(引用自28楼)

谢谢,可以私聊,可以给辛苦费!

liyo2012 发表于 2024-3-23 18:10:24

lhj200304 发表于 2024-3-23 09:15
着急呀。总不能手把手给你做呀
(引用自28楼)

已经加你好友,有空加一下VX

liyo2012 发表于 2024-3-25 20:10:16

智涅 发表于 2024-3-4 22:47
“堵塞,电流减少,要加功率,在加电流的时候,堵塞消失,这两个事件同时叠 加,AD无法识别出这两个事件 ...
(引用自24楼)

这里有个问题: 设定200L的流量,打个比方电流是0.5A,堵塞到流量只有170L,现在电流是0.4A, 要在这个基础上补回到200L,电流不再只是0.5A而是0.7安了。

可能大家都忽悠了这个问题;

智涅 发表于 2024-3-25 22:41:24

本帖最后由 智涅 于 2024-3-25 22:47 编辑

liyo2012 发表于 2024-3-25 20:10
这里有个问题: 设定200L的流量,打个比方电流是0.5A,堵塞到流量只有170L,现在电流是0.4A, 要在这个基 ...
(引用自31楼)

一组“转速”和“电流”的参数,应该是可以对应堵转程度的(或者说是风的转换效率),最后就是要根据这个补偿。当然最终补偿结果肯定有些偏差。
你的例子应该把转速这个参数加上,就发现有一定对应关系了。不堵的时候0.5A电流对应转速可能是300,堵的时候你同样0.5A电流,但是转速只有280,所以你需要上面讨论的换算关系(查表)继续增加电流,例如需要增加到0.7A,转速到达320,最终流量接近200

liyo2012 发表于 2024-3-26 18:21:58

智涅 发表于 2024-3-25 22:41
一组“转速”和“电流”的参数,应该是可以对应堵转程度的(或者说是风的转换效率),最后就是要根据这个 ...
(引用自32楼)

堵塞,转速增加,电流减小;补偿电流与转速都会增加,偏离正常状态很多。
现在是做查表。问题是连续改变堵塞时,参考量没有了。

lhj200304 发表于 2024-3-26 23:58:16

liyo2012 发表于 2024-3-23 18:10
已经加你好友,有空加一下VX
(引用自30楼)

怎么加wx?

liyo2012 发表于 2024-3-27 07:28:25

ztxfhl 发表于 2024-3-27 15:31:23

测得控制曲线后,用风速仪来验证,按照控制曲线输出PWM,风速是否为n。一定是!

以此类推,测得其它风速的控制曲线。
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