Уважаемые камрады! Товарищи! Несколько лет я с удовольствием вижу ваше внимание к моим обзорам по электротехнике и мыслишкам касательно нашей промышленности! Спасибо!
Второе. Есть идея, воплощение которой сулит изменения на рынке электроприводного оборудования. И то, что я могу сейчас об этой идее рассказать – представлено ниже. Что бы зря Вам туда не ходить, кратко суть идеи: разработана технология определения мгновенной механической мощности развиваемой электродвигателем по результатам замеров исключительно токов и напряжений в питающей цепи. Скрипач не нужен Датчики скорости и силового момента на выходном валу электродвигателя – теряют свой глубинный смысл, а также, для нас без разницы какой принцип действия у машины и количество ее фаз.
Мы получили финансирование от Фонда Поддержки Инноваций и сейчас ищем выходы на администрацию заводов-производителей электродвигателей для объединения усилий при поддержке ГК Ростех. Если вы измучены вопросом как же поднять долю гражданской продукции до 50% к 2030 году и рентабельность в 87…98 коп. с рубля при производстве электродвигателей вас не устраивает – не проходите мимо!
Современный электропривод – это, прежде всего результат его работы. Обладание электрической машиной не несет само по себе никакого эстетического наслаждения или морального удовлетворения – если эта машина пылится на складе или в кладовке. Но если она работает и качественно выполняет свою работу – даже ее звук перестает быть неприятным! Мы хотим создать комфортную среду управления электроприводом самого различного предназначения. В которой будет объединен весь эксплуатируемый Вами парк электроприводов. Вне зависимости от мощности, принципа действия, технологического предназначения и других особенностей используемых электрических двигателей.
Говорят, что когда то, греческий ученый и инженер Архимед произнес: "Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!" Вслед за ним мы хотим воскликнуть: "Дайте нам доступ к питающим цепям электродвигателя, и мы будем знать о нем всё и всем управлять!"
Дело в том, что сейчас сложилась такая инженерная практика (специалисты в электроприводе – не дадут соврать) что электродвигатель воспринимается как очень нелинейное звено внутри замкнутого контура управления. И в этом контуре обязательно должен присутствовать датчик или скорости или силового момента, установленный на валу электродвигателя. Все это делает наиболее дорогим в электроприводе труд программистов по написанию алгоритма управления электрическим напряжением, подаваемым на обмотки электродвигателя. А также делает дорогими датчики обратной связи (координаты и скорости) точность которых становится "узким" местом в электроприводе.
Но суть описанной проблемы лежит совсем в другой плоскости! Обратите внимание, что до сих пор мы не умели однозначно выделить мгновенную величину механической мощности, развиваемой двигателем на основании замеров только мгновенных величин токов и напряжений в обмотках электродвигателя. Использование коэффициента полезного действия или коэффициента "активной" мощности – всего лишь математические "костыли" с помощью которых мы доходим до цели – заставляем электропривод работать. В высокодинамичных режимах, когда реакция на внешние воздействия должна быть меньше чем период обращения магнитного поля между парами полюсов электродвигателя, эти костыли приходится бросать и наращивать вычислительную мощность контроллеров управления, смиряясь с их высокой стоимостью и технологичностью…
Нами разработана технология определения мгновенной величины механической мощности по результатам замеров мгновенных значений токов и напряжений на обмотках электрических двигателей. Технология апробирована математическими моделями, а также на физических моделях реактивных двигателей. В общем виде, аналитически доказано, что каждой отдельной обмотке электродвигателя можно сопоставить величину механической мощности развиваемой с ее помощью. Это позволяет использовать алгоритм расчета на электродвигатели произвольного принципа действия и количества фаз.
Представьте что электродвигатель, как дополнительная опция, можно будет оснастить системой определения мгновенной механической мощности, развиваемой электродвигателем в данное мгновение времени. Это упростит системы электропривода: замкнутые контуры управления разомкнутся, а электродвигатель станет завершающим их элементом.
Фонд содействия инновациям (www.fasie.ru), рассмотрев заявку участника нашей команды, выделил средства на проведение НИР по теме: "Разработка универсального контроллера управления электродвигателем с функцией управления мгновенным значением механической мощности" (позиция №201 в протоколе результатов конкурса: http://fasie.ru/upload/docs/%D0%A3%D0%9C%D0%9D%D0%98%D0%9A-%D0%A6%D0%AD%20%D0%BD%D0%B0%20%D1%81%D0%B0%D0%B9%D1%82.docx). В составе нашей команды специалист, получивший статус "технологического лидера" ГК Ростех по результатам программы "Вектор" (https://www.rt-vector.ru) прошлого года, проводимого Академией ГК Ростех (https://www.rostec.academy.ru). Мы продолжаем работу и в настоящее время стремимся объединить производителей электродвигателей и систем электропривода в целях обсуждения разрабатываемой технологии.
Если Ваше предприятие производит электроприводную продукцию, если руководство ставит перед Вами задачу повышения доли выпуска гражданской продукции, и Вы готовы к совместной работе с ГК Ростех, мы готовы обсудить более детально наш проект и варианты возможного сотрудничества при его реализации.
Комментарии
Для чего нужно знать мощность? Например на моем самодельном наждаке из трехфазного асинхронника, работающем от однофазной сети на конденсаторах.
Вы на нем ножи точите? У меня вручную об брусок уходит минут по 5...10 на нож (пока там все кромки/заусенцы выпрямиш). А так: вжих по вашему наждаку - и за один два прохода: 30 секунд. И ножи не сточенные как сейчас.
Это навскидку например...
Нет, не точу. Остался от отца. Но в хозяйстве, помимо ножей, требуется и другая металлообработка. Пока обхожусь болгаркой, но и двигатель выбрасывать не стоит.
Электроточило для ножа не самый лучший вариант, слишком горячая кромка получается и теряется закалка.
Потому что передаваемая объекту труда мощность не контролируется
В данном случае важна плотность мощности.
Все более-менее сложные алгоритмы векторного управления двигателем этого требуют (и ещё много всего кроме этого).
Если, например, на самодельном наждаке начать работать и придавить к нему (работающему) железяку, с которой нужно спилить лишнее, то произойдёт следующее:
- обороты наждака упадут (причём, это сложный процесс, зависимый от времени),
- скольжение поля двигателя (n-nс)/n увеличится, фазы поплывут,
- и вслед за этим упадёт КПД.
Правильная система должна вслед за этим уменьшить частоту, приведя угол запаздывания поля к требуемому.
...
ЗЫ: Хотя, конечно, как бывший экспериментатор я очень скептически отношусь к идее замены реальных измерений моделированием. Любым моделированием. Даже очень хорошим. Потому что на практике всегда существуют нюансы, помехи, а косвенные измерения в цифровом мире - вообще принципиально прямых хотя бы из-за конечной точности вычислений.
То есть, кмк, всё сводится к включению в цепь ПЧ? Ведь революционных решений не озвучивали.
? Он там (на асинхроннике) нынче по определению. Но для толкового векторного управления нужно знать, что именно происходит с двигателем.
И не понимаю я этого "революционные решения" - что это вообще такое? какое решение революционно, какое нет?
Революционное решение - переход на качественно новый уровень. Пример: переход с пара на ДВС.
Просто я уже встречал в интернете "революционные решения", где предлагают использовать преобразователи частоты, "чтобы платить меньше". А на самом деле речь шла, в лучшем случае, о устранении переноса фаз. Что подразумевает расход энергии самим частотником.
Мне 6 лет назад впервые в руки попался частотник. Энергетик впарил ПЧ, которыми дилерствовал его сын. Широкого применения, поэтому схемы, как таковой не было и даже дилер не смог объяснить "что куда". Пришлось доводить до ума самостоятельно. Но с задачей я справился.
Поздравляю Вас и вашу Команду!
Надеюсь господдержка окажется реальной, а не бумажной помощью и, приведёт к получению ценных прикладных результатов, с последующим внедрением в производство.
PS: Я сам не занимаюсь никакими научными работами, но как радиовредитель со стажем(с1983года), нашедший для себя работу в промышленности, совпадающую с хобби(что сейчас, большая редкость), приблизительно понимаю о чём идёт речь. И хотя, я вряд-ли, когда нибудь воспользуюсь вашими достижениями(в ремонтируемом мной оборудовании, нет ни одной движущейся детали) тем не менее, очень рад за коллег по паяльнику.
Спасибо!
Стесняюсь спросить, а ваши алгоритмы – отличаются от тех, что нынче крутят силовые частотные преобразователи для электропривода ?
Если – да, то – в чём новация, хотя бы в самых общих чертах?
Не хочу вас нечаянно и незаслуженно обидеть, но "мотор-колесо Дуюнова"© первоначально тоже подавалось, как "супер-пупер новация".
На примере: вот лампочка накаливания - умножаем напряжение на ток и на конструктивный коэффициент - получаем ее полезную работу. В лампочке процесс преобразования линейный: из розетки в световую энергию.
При электромеханическом преобразовании все сложнее:
внутри у ней неонкатам накопитель магнитной энергии. Поэтому в общем случае нельзя просто умножить. Поэтому появились какие то реактивные энергии, коэффициенты мощности и т.д.Мы предлагаем от этих вещей избавиться. Ну и т.д.
В самом деле?
А, как же 3акон Стефана - Больцмана ?
Разогретая спираль лампочки, в первом приближении, вполне себе соответствует "абсолютно чёрному телу".
А, функция «игрек равен коэффициенту, умноженному на икс в степени "'эн"», при показателе степени "эн", отличном от единицы, ни разу не линейная, уверяю вас.
Кроме того, температура, яркость излучения пропорциональна, аж четвёртой степени (!) которой, для лампочки – тоже ни разу НЕ линейная функция.
Обратите внимание: мощность (активная), как вы упомянули – действительно равна произведению тока на напряжение: P = U x I. Однако, по закону дедушки Ома: I = U/R.
В результате мощность равна квадрату напряжения, делённому на сопротивление.
Напряжение у нас всеми силами поддерживается относительно постоянным, а, вот, с сопротивлением проблемы. Из всех металлов сопротивление более или менее линейно зависит от температуры только у платины. Именно поэтому из платины делают наиболее точные температурные датчики – так называемые "термометры сопротивления".
А, вот, у вольфрама, из которого делают лампочки, с линейностью плохо – обратите внимание:
Именно поэтому в стародавние времена, на заре электроники, нелинейность лампочек использовали для стабилизации силы тока. И даже выпускали для этого специальные лампочки, именуемые "барретерами"©.
То есть, по факту, в лампочке нелинейность преобразования электрической мощности в температуру умножается на нелинейность преобразования температуры в свет.
А вы говорите:
Поэтому, от вашего:
натурально повеяло уроженцем Житомирской области Украинской ССР, гражданином Петриком В.И.
Что значит "какие то реактивные энергии, коэффициенты мощности и т.д." ?
Они там ни разу не "какие то" (правописание "-то", "-либо", "-нибудь" освежите). Они там – в строгом соответствии с законами Природы вообще и, в частности, такой науки, как Физика.
Вы собрались эти законы... отменить? Интересно – как?
Миру известно только одно событие такой отмены законов Природы.
Обычно, для того, чтобы плавить металл, необходимо дополнительно к топливу в горелку подавать чистый кислород, да ещё под приличным давлением.
И только 9 сентября 2001 года в Нью-Йорке, для того чтобы расплавить рельсы, было достаточно просто полить их горящим керосином.
Прекрасные слова!
Не буду, пожалуй, опускаться до высказываний о том какой субстанцтей от них веет...
И да: спасибо, я не обиделсО
;)
Между прочим, установленный стандарт максимального отклонения напряжения в бытовых электрических сетях (220V +10% -15%) изначально появился именно в привязке к "лампочке Ильича".
Электропривод сносно "терпит" куда большие отклонения, это я вам авторитетно, как дипломированный электромеханик, заявляю.
А, вот, лампа накаливания, или, как вы её мило окрестили "лампочка", благодаря описанным выше нелинейностям, к напряжению питания крайне критична: при снижении она фатально смещается в ИК-диапазон, а то немногое, что остаётся от видимого света, становится уныло-красным. При повышении напряжения со спектром всё хорошо, да вот беда: срок жизни "лампочки" сокращается в разы и даже в десятки (!) раз.
Поэтому, когда где-то преподносят, как сенсацию, лампу накаливания, которая "светит сто лет" – в этом нет решительно ничего удивительного: "в пол-накала" ЛН может "светить" почти вечно. Кстати, "столетняя лампа" именно так и выглядит.
Судя по оборотам вашей речи вы – ни разу не специалист в электричестве и вообще гуманитарий. Тогда есть надежда, что вы порядочный человек, в отличии от тех... "петриков", которые вам явно "запудрили мозги" очередным красочным... "прожэектом".
В противном случае, ваш ответ о сути очередного "прорывного изобретения" был бы гораздо более... внятным.
Прикрываться тем, что, мол "враги узнают и украдут" – бессмысленно, потому, как на этот счёт имеется патентное право. Которое действует 25 лет. За это время (если ваше изобретение не очередная фикция очередного "петрика", жаждущего халявных бюджетных денег), всё и так станет всем известным. Конкуренты просто купят ваше изделие в общем порядке, как рядовой потребитель. Чтобы, потом – "разобрать по винтику" и всё выяснить.
А, вот, если ваше изобретение не запатентовано, то это наводит на очень грустные мысли. Ибо специально для "петриков" и прочих изобретателей "вечного двигателя" существует такая засада, как "патентная экспертиза".
"Петрики" прекрасно о ней знают и, поэтому, патентовать своё "гениальное изобретение" намеренно не спешат, предпочитая "гнать волну" в направлении "злонамеренных препятствий прорывным отечественным разработкам" со стороны "этого государства" и едва ли не лично Путина.
Поведайте нам здесь, в чём же "изюминка" вашего "прорыва" ? Только – грамотно, в технических терминах.
Или патента на ваше "изобретение", всё-таки, до сих пор нет ? Без экспертизы не может быть финансирования. Ну... если только чиновник, разрешивший выдачу государственных средств, сам... не "в доле".
Ждите ответа.
Напомнило, в СССР были коллекторные двигатели на магнитофонах, на бобинниках(да они были и батарейные) стоял центробежный регулятор и токовый усилитель на транзисторе, на касетниках стояли импортные (чешские или польские, не помню) движки без датчиков с регулятором на паре транзисторов, и наши, с магнитным ротором и статорной обмоткой, с датчиками положения на кольцевых ферритиках и схемы из пару десятков транзисторов.
Так вот, о чем это я?
Удачи вам. Вот.
Спасибо!
На магнитофонах кажется механическая корректировка скорости была - если память не изменяет.
Механика была на патефонах. На бобинниках высокого класса была механическая регулировка момента принимающей бобины, на еще более дорогих - подающей тоже, для обеспечения стабильного натяжения ленты. В кассетниках (кроме тех, которые на 220 с приводом от 220-вольтового мотора) ставился коллекторный микродвигатель производства СССР, Венгрии, Японии со встроенным или внешним РЧВ (регулятор частоты вращения), который обеспечивал постоянную частоту вращения вне зависимости от нагрузки. В кассетниках с приводом от 220 мощность двигателя была такая, что изменением нагрузки от кассеты и ЛПМ можно было пренебречь.
Еще магнитные усилители использовались для регулирования частоты вращения. Чего только не придумали...
Можно пояснить на конкретном примере? Допустим имеется токарный станок, нужно нарезать резьбу на валу. Для этого необходимо согласовать вращение обрабатываемого вала с подачей резца. Сейчас это осуществляется с помощью шестерёночных передач. Возможно ли эту жёсткую согласованность, получить для двух независимых двигателей? Один из которых вращает заготовку, а второй подаёт резец.
Точность будет зависеть от скорости резания, в идеале: абсолютно точно при бесконечно медленной обработке. Надо найти оптимум.
Коснусля резец детали мы это увидим. Если срезали больше - преобразовали больше механической энергии - тоже знаем. Дальше игра с алгоритмами управления и точностью выставления детали в патроне. Думается, что если обеспечить идеальные начальные условия (заготовка одной формы, жесткости металла - без дефектов) можно сформировать требуемые динамику затрат мощности на ее обработку.
Вопрос несколько в другом. Заготовка может быть большой, а резьба мелкой. То есть нагрузки минимальны. Интересует возможность точного согласования работы двух двигателей, без внешних датчиков. Как пример, два шаговых двигателя с датчиками на валах, могут быть практически синхронны. Возможно ли такое для других двигателей, с использованием Вашего изобретения?
Если каждый из них должен выполнить определенную работу (в том числе известно на сколько при этом повернется вал двигателя) - да, это возможно. Мы можем реализовать произвольный, заданный наперед график выполнения механической работы. Не зная ничего о координате ротора (если ее косвенно не рассчитывать от начальной точки, кстати...)
Пытаюсь понять какова достижимая точность управления двигателями. Если просто обработка поверхности, с заданными параметрами, то это одно. А если возможен уровень контроля для вышеописанной задачи, то это совсем другая история.
Не хочу этим всем хвастаться. Пока только так могу все описать - концептуально ;)
А сельсины не подойдут?
Не понял, вы ваттметр изобрели?
Ну... да.
Электродвигатель, даже и вращаемый током из цепи питания, все равно генерирует от себя некоторую э.д.с., в одном лице двигатель и генератор.
В допроцессорные времена бытовали какие-то хитрые мостовые схемы, чтобы выделить этот сигнал. Стабильность слабовата - требовалась термокомпенсация и т.п.
Сейчас тема перспективная - откалибровал сам двигатель, а расчеты 100-рублевый процессор сделает.
классно, удачи вам
Спасибо!
Кажется мне , что традиционные датчики нельзя исключать . Которые с замером параметров механики . Потому что механика и не только подвержена изменениям . Например пыль попала в подшипники .
Я уже не очень помню теорию этого дела, но сдаётся мне, что даже при равномерном вращении двигатель потребляет неравномерно. То есть достаточно очень грубо знать с какой частотой двигатель крутится и дальше можно в измеряемые графики тока и напряжения подогнать модель, а уже с модели снимать угол поворота. Если совсем заморочиться, то можно замерить постоянную ошибку определения положения в каждом из режимов и запомнить таблицу поправок.
Но вообще как-то странно - разве этого еще никто не делал?
Вы о векторном управлении. Еще в Юном Технике была схема на ЛА155 про изменение скорости вращения дрели при увеличении усилия противодействия движению сверла...
Но ЭДС это еще не механическая мощность.
А я все равно за коллекторники))) Типа Баба Яга против)))
ЗЫ А если задача такова, как Вы ее описываете - бросайте асинхронники и переходите на синхронные машины))) Иначе математика Вас съест)))
Не съест - подавится ;)
Круто. Удачи, камрад, и успехов!
Спасибо!
Хмм....сижу сейчас жду решение комиссии этого самого фонда. До нового года надеюсь решат, давать мне денег на моих роботов или ну меня нафиг
А вам удачи!!!
Все у Вас получится!
Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.
Какой вы молодец! Поболе бы таких. А то был сейчас по своей части в командировке в Англии. Так в части "Гусударь-батюшка! Англичане ружья кирпичом не чистють" ничего с тех пор не изменилось. Отстаем в пищевом машиностроении лет на 30-40. И да, мощность и у них в у.е.)), по амперажу косвенно ориентируемся
Здравствуйте.
Много лет занимался приводной техникой со стороны эксплуатации, сервиса и производителей.
В вашем тексте "много воды", но мало конкретики, конечно конкретика возможно является производственной тайной.
Но тем не менее хотелось бы более детального описания. Вы ведь при продаже изделия должны дать технические характеристики, если оно у вас оформлено в виде готового изделия, через которое можно подключить двигатель.
Например габариты, диапазон напряжений и токов, применимость.
Ваша разработка способна работать с любыми типами двигателей - асинхронными. синхронными, постоянными? Реализовано в виде контроллера? Можно ли подключить через нее голый двигатель или трансформатор?
Какой момент покажет при заклинившем двигателе, при КЗ витках в обмотке или обрыве фазы?
Похоже речь о векторном управлении?
В настоящее время работаю на производителя с приводами на трубопроводную арматуру. Часть двигателей изготавливается у нас.
У нас датчик момента и датчик положения меряют не момент и положение вала двигателя, а соответственно момент и положение на выходном валу механизма. Измерение скорости чаще всего не нужно. Так как в случае привода трубопроводной арматуры кроме двигателя имеется еще ручной дублер и он расцепляется от двигателя с помощью обгонной муфты, то измерение момента только на двигателе по электрическим параметрам некорректно. Кроме того механический момент может присутствовать и при отключенном двигателе, например в силу механической инерции механизма, при этом электрический момент будет 0, а механический сломает арматуру. Таким образом применимость вашего способа измерения момента по току и напряжению ограничена и не всегда можно отказаться от датчиков.
Здравствуйте!
Конечно сейчас мы хотели описать только саму идею. Поэтому тут, скажем так: только вода.
1. Сейчас мы речь ведем об маломощных двигателях до 50 кВт/380 В.
2. Конструктивно: аппаратно-программный "комплекс" - небольшая коробка.
3. Определение развиваемой мощности по каждой фазе отдельно, не важно сколько их и какой принцип работы двигателя. Если подключим чисто реактивный трансформатор - датчик механической мощности покажет 0, соответственно.
4. Область применения: автоматизированный электропривод (например, формирование безударного захвата, активная компенсация внешних механических колебаний), управление мультиагентными сетями, контроль фактического состояния электродвигателя.
5. Если заклинит вал двигателя, этот факт мы можем отличить от кз в обмотках и от факта перегруза по механике. Также и если внешний момент начнет проворачивать вал - мы это зарегистрируем.
6. Показать образец сможем к следующему новому году примерно. Будут бюджетный и навороченный по точности и функционалу варианты. Плюс - программа для ЭВМ, носимых устройств для мониторинга и т.д.
Устройство кроме измерений также осуществляет защиту двигателя? Само может отключать или сигналами например на контактор или в АСУ?
У вас таки измеряется электрическая потребляемая мощность или механическая на валу?
Двигатели только переменники?
Пожалуй что то подобное есть уже в системах защиты распредустройств - трансформатор подобен двигателю в принципе.
Собственно пока нет устройства - обсуждать и нечего. Будем ждать релиза.
По функционалу защиты - попробуем все что можно выжать. Сейчас главное саму суть продемонстрировать.
Управлять электроприводом без обратной связи - сажать слепого за руль. В самой совершенной модели неизбежная погрешность будет накапливаться. Воздействия внешней среды предсказать невозможно. И, главное, непонятно зачем? Мы или стабилизируем или позиционируем. Для каждой операции разработаны и многократно опробованы тысячи конструкций датчиков, выпускаемые миллионами.
Представьте что ваш датчик обратной связи - спереди
Страницы