Yay Baskılı Motorda Zorlanmış PWM Kontrolü

[AXI__]

Merhabalar.
Aşağıdaki görseldeki gibi DC Motor tahrikli bir mekanizmada yay + damper ile zorlanmış (desteklenmiş) bir mekanizmada DC motorun hız kontrolünü yapmak istiyorum. Bu uygulamada motor sürücü tasarımı kısmında önerilerinize ihtiyacım var.
Amaç:
1. fotoğraftaki gibi bir sistemde PWM ile sürülen motorun her iki yönde de aynı duty cycleda (pwm görev süresinde) eşit hızda hareketini garanti altına almak.
Problem:
Temelde 2. fotoğraftakine benzer bir sürücü ile motoru sürüldüğünde, yay kuvveti + sistem ataleti sebebiyle motor PWM kapalı anlarında, enerji üretme yönünde yani ileri yönde sistemi zorlamaya devam ediyor ve olması gerekenden (PWM duty sinin karşılığı) daha hızlı dönüyor. (Motorun ürettiği enerjinin koruma diyotları sayesinde VCC (24V)'a kadar enerji ile sınırlanmış derecede bir ek hız açımı)
Çözüm yöntemlerim;
1- PWM kapalı anlarında motor uçlarını kısa devre etmek. (Bunun analizini çok kafamda yapamıyorum. Bobinsel etkinin doğasına ters bir zorlama oluşacak gibi hissediyorum (ters emk))
2- PWM kapalı anlarında PWM sürücüyü open_drainde bırakmak ve motor uçlarını motor gücüne yakın kör yüke aktarmak. (Bu üsttekine nazaran daha esnek bir yapı olmasına rağmen ne denli kontrolü ele almış olabiliriz emin değilim. Yani ben %50 pwm ile sürdüğümde yukarı ve aşağı yönde aynı hızı garantileyebilmek istiyorum)
3- Encoder eklemek istenmiyor ama bu konuda da fikirlerinizi almak adına 3. bir seçenek olarak encoder ile motor hız ve konumun geri beslemesi ile 2. maddeki kontrolü kullanmak.






13 Kasım 2022, 23:20:01
Resimde yay ve kuvvet birbirini dengeliyor gibi görünüyor ama yük değişken yani yük sıfırda olabilir. İdeal yük 200 kg.

[AXI__]

Merak ediyorum konuyu görüpte yazmayan arkadaşlar çok uzun olduğu için mi? cevaplanmaya değer görmeyecek kadar kolay olduğunu düşündüğü için mi? yoksa bilmediği için mi cevaplamıyor acaba )

[Mr.Thinking]

Merak ediyorum konuyu görüpte yazmayan arkadaşlar çok uzun olduğu için mi? cevaplanmaya değer görmeyecek kadar kolay olduğunu düşündüğü için mi? yoksa bilmediği için mi cevaplamıyor acaba )

Bence anlaşılmadığından:
Yay damper kaldırırken motor ne iş yapıyor orada anlamak güç.

[AXI__]

Bence anlaşılmadığından:
Yay damper kaldırırken motor ne iş yapıyor orada anlamak güç.

Anlaşılsın diye uzun uzun yazınca bu ihtimali düşünmemiştim Hemen açıkliyim.
Motor tek yöne (yukarı yönde) güçlü bir yayla itiliyor. Ama biz çift yönde yukarı aşağı motoru kontrol etmek istiyoruz. Ve motor yukarı yönde yay kuvvetinden dolayı PWM görev süresinden bağımsız olarak çok hızlı kalkıyor. Aşağı inişte problem yok.

[yas]

İşin açıkçası konuyu yanlış anlamış olabilirim. Eğer öyleyse kusura bakmayın. Sorunun sebebi motor sürücü tarafından boşta iken yay etkisiyle mekanizmanın istem dışı hareket etmesi. Bu sebeple bir fren mekanizmasına ihtiyaç duyulmakta. Önerim eğer mümkünse motor tipi step olarak seçilirse fren yaptırmak çok kolay hale gelecektir.

[Mr.Thinking]

Anlaşılsın diye uzun uzun yazınca bu ihtimali düşünmemiştim Hemen açıkliyim.
Motor tek yöne (yukarı yönde) güçlü bir yayla itiliyor. Ama biz çift yönde yukarı aşağı motoru kontrol etmek istiyoruz. Ve motor yukarı yönde yay kuvvetinden dolayı PWM görev süresinden bağımsız olarak çok hızlı kalkıyor. Aşağı inişte problem yok.

Bence motordaki redüktör sistemi ile uğraşmalısın. Redüktörün serbest dönme kuvveti yayınkinden daha fazla olmalı. Başka türlü çözmek zor. Yani mekanik çözüm gerekli.

[AXI__]

Çok pardon yine yanlış anlaşıldım sanırım. Motorun hareket halinde iken ben PWM görev süresi ile %50 hızla sürmek isterken, motorun yay kuvvetinin etkisiyle %100 veya daha üstü hızda dönme sorunundan bahsetmeye çalışmıştım.
Motorumuzda elektrik kontrollü mekanik fren mevcut ve hareket durduğunda mekanik olarak frenleniyor sistem. Sorum hareken anındayken motorun yay kuvvetinin etkisiyle hızlanıp gitmesini engellemek.

[Mr.Thinking]

Çok pardon yine yanlış anlaşıldım sanırım. Motorun hareket halinde iken ben PWM görev süresi ile %50 hızla sürmek isterken, motorun yay kuvvetinin etkisiyle %100 veya daha üstü hızda dönme sorunundan bahsetmeye çalışmıştım.
Motorumuzda elektrik kontrollü mekanik fren mevcut ve hareket durduğunda mekanik olarak frenleniyor sistem. Sorum hareken anındayken motorun yay kuvvetinin etkisiyle hızlanıp gitmesini engellemek.

Mekanik freni pwm ile bırakıp çeksen sorun olur mu? Bir arabanın debriyaj balatası gibi kısmi baskı da olabilir. Yani yine makanik bir çözüm lazım

[yas]

Mekanik sistemdeki kat edilen mesafenin uzunluğu ne kadar?

[yas]

Yukarıdaki soruya gelecek cevaba göre hareket mesafesi montaj yeri olarak uygunsa, yaysız amortisör yada sistemdeki yayı iptal edip muadili güçte yaylı amortisör kullanılmasını önerecektim.

[bulut_01]

motor miline enkoder takıp hıza göre pwm veya motor uclarını bir birine pwm ile kısa devre yapıp frenlemek bu durum haricinde stabil lineer hız elde edemezsin.

[superconductor]

H köprüsünü sürüş tipi ile alakalı olabilir. Pwm sinyalin low kenarlarında motor uçlarını kısa devre edecek şekilde sür (rejeneratif). Dc bara gerilimine dikkat et gerekirse fren direnci ekle. Şuan açık devre oluyor anladığım kadarıyla.

[AXI__]

Mekanik sistemdeki kat edilen mesafenin uzunluğu ne kadar?

Yaklaşık 2 metre @yas

[yas]

Yaklaşık 2 metre @yas

Baya uzunmuş, bu durumda mekanik çözüm üretmek yerine enkoder yada devir pals sayacı kullanıp motor kontrolü ile çözmek daha ekonomik olur.

[AXI__]

Tavsiyeler için teşekkür ederim. Şimdilik pwm'in kapalı anlarında motor uçlarına seri bağlı yük direnci ile kısa devre yaparak ilk testleri yapmayı planlıyorum. Yaptığım kontrol sistemini ve elde ettiğim sonuçları burada paylaşacağım.