Velocidade X Torque

[Hermecildes]

Alguem tem alguma sugestao de como controlar o torque de um micromotor cc de imã permanente com o pwm do pic, independente de sua rpm? É claro que teria que ter o controle da rpm tembem, mas como conciliar os dois.

[MOR_AL]

Olá Hermecildes.

Se bem ainda me lembro dos livros de física, Torque x distância = Força.
Se você tem uma carga para o seu motor e aplicar um torque constante, a velocidade angular (2 x pi x rpm / 60) deve aumentar até que se estabiliza em um valor. Acho que você não pode controlar o torque e a velocidade angular ao mesmo tempo. Você pode controlar ou um ou outro.
Para isso você deverá ter um sistema de controle realimentado negativamente. O sistema monitora a RPM existente, acha a diferênça da RPM desejada, e caso a RPM monitorada esteja maior que a desejada, reduza o torque, caso contrário aumente o torque. Não é tão simples assim. O sistema tem que ser ESTÁVEL, caso contrário será difícil controlar.
Este controle pode ser tentado no PIC, mas dificilmente será baseado em equações, terá que tentar e corrigir com a experiência ( a rapidez da correção).

Espero estar correto. Se estiver errado certamente alguém do forum corrigirá. Este é apenas um pontapé inicial.

MOR_AL

[fabim]

Hermecildes
Concordo com o MOR_AL

De uma procurada na net sobre.

"PID"

Vc irá entender melhor o que le disse.

Abraços

Fabim

[Hermecildes]

É, acho que tentar resolver esse problema com equaçoes no pic seria perda de tempo, muito complicado, talves um DSP daria conta. Acho que vou tentar tabelar os resultados, e quanto ao torque vou usar um sensor de corrente como referencia, tudo na base da experiencia como voces dissram. Obrigado pela dica.

[MOR_AL]

Olá Hermecildes.

Não possuo maiores informações sobre o seu sistema. Por facilidade eu tentaria fazer o seguinte:

1 - Acione o seu motor (com a carga) a uma RPMmáx / 3.

2 - Sempre monitorando a RPM, passe para 2 / 3 de RPMmáx.

3 - Faça um gráfico da velocidade do motor (RPM x Tempo).

a) Verifique no gráfico, se houve uma subida suave de RMPmáx / 3 até 2/3 de RPMmáx, sem ultrapassar 2/3 de RPMmáx. Caso afirmativo, seu sistema é estável e correto. Para um aumento de x% na rotação, aplique diretamente este aumento.

b) Caso houve um crescimento entre RPMmáx / 3 e 2/3 de RPMmáx, com ultrapassagem de 2/3 de RMPmáx e oscilando em torno de 2/3 de RPMmáx até estabilizar em 2/3 de RPMmáx, o seu sistema é estável porém apresenta overshoot. O que significa que será mais difícil controlar a rotação do motor. Neste caso você deve tentar, antes de aplicar 2/3 de RPMmáx, aplicar 1,5/3 de RPMmáx durante algum tempo. A idéia é não criar overshoot. Procure achar a composição boa.

Uma vez conseguido isso (sem overshoot), você montará uma regrinha. Para um aumento da RPM de x%, aplicar y% durante t segundos (ou milisegundos) e depois aumente até o valor final (x%). passe para a realimentação mencionada na minha primeira resposta.

Dá trabalho, mas deve funcionar.

Tente fazer isso e me dê um retorno ok?

MOR_AL

[Hermecildes]

Vou tentar isso sim, mas estou dando um descanso nesse protótipo, primeiro tenho que acabar um temporizador com a progamaçao do tempo entre 0 e 100% do pwm. Obrigado, e assim que eu retornar para ele te informo dos resultados

[Hermecildes]

Olá Hermecildes.

Não possuo maiores informações sobre o seu sistema. Por facilidade eu tentaria fazer o seguinte:

1 - Acione o seu motor (com a carga) a uma RPMmáx / 3.

2 - Sempre monitorando a RPM, passe para 2 / 3 de RPMmáx.

3 - Faça um gráfico da velocidade do motor (RPM x Tempo).

a) Verifique no gráfico, se houve uma subida suave de RMPmáx / 3 até 2/3 de RPMmáx, sem ultrapassar 2/3 de RPMmáx. Caso afirmativo, seu sistema é estável e correto. Para um aumento de x% na rotação, aplique diretamente este aumento.

b) Caso houve um crescimento entre RPMmáx / 3 e 2/3 de RPMmáx, com ultrapassagem de 2/3 de RMPmáx e oscilando em torno de 2/3 de RPMmáx até estabilizar em 2/3 de RPMmáx, o seu sistema é estável porém apresenta overshoot. O que significa que será mais difícil controlar a rotação do motor. Neste caso você deve tentar, antes de aplicar 2/3 de RPMmáx, aplicar 1,5/3 de RPMmáx durante algum tempo. A idéia é não criar overshoot. Procure achar a composição boa.

Uma vez conseguido isso (sem overshoot), você montará uma regrinha. Para um aumento da RPM de x%, aplicar y% durante t segundos (ou milisegundos) e depois aumente até o valor final (x%). passe para a realimentação mencionada na minha primeira resposta.

Dá trabalho, mas deve funcionar.

Tente fazer isso e me dê um retorno ok?

MOR_AL

O funcionamento dele seria o seguinte: No momento do seu acionamento ele estaria sem carga, o torque e a rotaçao já estariam programados, quando a carga começar a ser aplicada ele teria que manter a velocidade estável mesmo tendo que aumentar o pwm para manter o torque, quando o torque exceder (isso eu saberia pela corrente), ele para e soa um alarme, mas se a carga diminui antes de exceder o torque imediatamente ele voltaria ao pwm programado, o problema todo é que nesse caso ele nao teria um tacometro para saber a rpm, teria (me corrige se ue estiver errado) que fazer o controle diretamente através da corrente, a rotaçao seria medida indiretamente somente tendo como base o ciclo útil, ou seja, a necessidade principal estaria no torque. Vamos sugerir a seguinte situaçao: O motor está programado com a rpm mais baixa, ou seja ciclo útil baixo, e o torque mais alto, máximo da corrente, no momento de seu acionamento o pic deverá saber a corrente mínima para aquela rotaçao,
e monitora ela em milissegundos no momento em que ela começa a subir devido ao torque o pic vai tambem vai aumentar o pwm. Bom, se eu adaptar a tua dica para a monitoraçao da corrente pode funcionar, assim que eu conseguir um resultado, bom ou ruim dou o retorno para discutirmos novamente.
OBS.: O detalhe é que a rpm sempre estaria correndo atrás, sempre atrasada a sua estabilidade, eu só poderia diminuir o máximo esse atraso.

[anderson]

porque vc num monitora entao o RPM e trabalha cum sistema realimentado tipo um set point, onde vc controla o rpm e realimenta por pwm

[MOR_AL]

Hermecildes

• Se o motor for de ímã permanente, mas do tipo com escovas, provavelmente você não terá controle de torque e de RPM.
• Se o motor for de ímã permanente, por exemplo, no rotor (ou estator), e o estator (ou rotor) for bobinado, você poderá controlar a RPM mexendo na RPM e no torque. A RPM será determinada pelo período do teu ciclo aplicado ao motor. Por exemplo: você precisa acionar 3 conjuntos de bobinas na seqüência: conjunto 2 (C2), C1 e C3. O período do teu ciclo será o tempo empregado para acionar os 3 conjuntos, (exemplo T = 50 ms = 0,05 s). A sua RPM será 60 / 0,05 = 1200 RPM.

Vamos supor que você colocou 1200 RPM no motor sem carga. Para tal foram necessários apenas 10% de semi-ciclo acionando cada conjunto de bobinas (com corrente) e 90% sem corrente.
Agora foi aplicada uma carga no motor. O consumo de corrente aumenta, tentando manter as 1200 RPM, mas os 10% iniciais não são mais suficientes para manter as 1200 RPM, o motor vai “patinar” (ultrapassar um limite de defasagem mecânica a ponto de perder o sincronismo mecânico-elétrico). Para manter as 1200 RPM, você terá que aumentar o semi-ciclo com corrente para 15% (por exemplo). Aí você estará aumentando o torque sem aumentar a RPM.
Concluindo.
• Para variar a RPM varie o período T.
• Para variar o torque, varie o semi-ciclo com corrente.
• Para não perder o sincronismo mecânico-elétrico, atue no torque.
• A variação da carga mecânica produz variação na corrente.

O que eu escrevi pode não estar literalmente correto, já faz tempo que estudei o assunto. Procure literatura sobre acionamentos de motores, em particular para o seu tipo de motor.

Boa sorte.

MOR_AL

[elbrenon]

acredito que a solução mais adequada foi a apresentada por

anderson e fabim

realimentar o sistema com um medidor de velocidade qualquer (um encoder de mouse serve e talvez um conversor frequência tensão (LM311 ou LM2907 ou LM2917) (acredito q o conversor frequencia tensão iria simplificar o programa do pic)). E em seguida projete um controlador PID ou PI, e coloca um limitador de corrente, e morreu.

Já fiz isso uma vez utilizando DSP, e um motor de corrente contínua a ima permanente, só que colocamos um controlador de corrente e um controlador de velocidade em cascata. Ficou fino, a gente tentava segurar o motor e ele permanecia na mesma velocidade.

[microeletronica]

Sobrte controlador PID utilizando microcontroladores para controle via PWM e Cpture/Compare...

Algum dos senhores teria links pra me indicar pra que pudesse implementar um PID em um projeto novo que vou trabalhar?

[microeletronica]

Ooops...
http://asm51.eng.br/phpBB/viewtopic.php?t=533