Pinza amperometrica

[Paolo Gx]

Stasera ho fatto qualche prova sull'ESC.

Con l'oscilloscopio, su un canale misuro la caduta di tensione ai capi di una resistenza in serie al lato batteria dell'ESC, quindi misuro la corrente (traccia blu). La massa del probe e' sul negativo dell'ESC
Sull'altro canale (traccia rossa) misuro la tensione su una delle tre fasi che vanno al motore.
Sullo schermo, la traccia superiore e' la tensione della fase, si vedono gli spike del PWM. La fase e' alimentata per 120 gradi con la tensione PWM, e dalla forma d'onda si vede che i mosfet che commutano a frequenza PWM (8KHz) sono quelli verso il negativo. Sotto, piu' amplificata, la traccia che indica la corrente in ingresso all'ESC: a parte la sporcizia dovuta alla commutazione PWM, l'assorbimento e' costante, questo perche' la corrente modulata a 8KHz viene indirizzata ogni 120 gradi sulla fase successiva, senza discontinuita' e senza sovrapposizioni. Naturalmente i mosfet che stanno sul positivo, durante i 120 gradi in cui una fase e' alimentata dal PWM commutano sfasati di 60 gradi gli avvolgimenti su cui l'alimentazione si va a chiudere.
Nella figura che ho allegato, che ho preso da Brushless DC Motors--Part II: Control Principles | EDN , e' illustrata chiaramente la sequenza che ho cercato di descrivere (male, lo so!).

Con l'accroccatissima prova, vorrei convincere che il punto migliore per misurare l'assorbimento del motore e' l'ingresso dell'ESC, perche' e' il punto dove la corrente e' continua, costante, solo leggermente sporcata dal PWM, e soprattutto (per come e' costruito l'ESC) identica a quella che ruota in uscita sulle fasi.

[saxo8v]

scusate, mi sono ricordato stamattina che la forza dell' effetto hall è q*v^B, che è l'analogo di i*l^B che ho scritto ed è la base dei motori induttivi, solo che agisce sulle cariche e non sulla corrente, ma il resto era quello.
Ci dovrebbe funzionare il ciclotrone.

Per le prove a vuoto speravo che senza carico uscisse una tensione (esc sensorless), se no prendo la tensione con un motore, anche se non era quello che volevo

[saxo8v]

Originalmente inviato da Paolo Gx

Stasera ho fatto qualche prova sull'ESC.

Con l'oscilloscopio, su un canale misuro la caduta di tensione ai capi di una resistenza in serie al lato batteria dell'ESC, quindi misuro la corrente (traccia blu). La massa del probe e' sul negativo dell'ESC
Sull'altro canale (traccia rossa) misuro la tensione su una delle tre fasi che vanno al motore.
Sullo schermo, la traccia superiore e' la tensione della fase, si vedono gli spike del PWM. La fase e' alimentata per 120 gradi con la tensione PWM, e dalla forma d'onda si vede che i mosfet che commutano a frequenza PWM (8KHz) sono quelli verso il negativo. Sotto, piu' amplificata, la traccia che indica la corrente in ingresso all'ESC: a parte la sporcizia dovuta alla commutazione PWM, l'assorbimento e' costante, questo perche' la corrente modulata a 8KHz viene indirizzata ogni 120 gradi sulla fase successiva, senza discontinuita' e senza sovrapposizioni. Naturalmente i mosfet che stanno sul positivo, durante i 120 gradi in cui una fase e' alimentata dal PWM commutano sfasati di 60 gradi gli avvolgimenti su cui l'alimentazione si va a chiudere.
Nella figura che ho allegato, che ho preso da Brushless DC Motors--Part II: Control Principles | EDN , e' illustrata chiaramente la sequenza che ho cercato di descrivere (male, lo so!).

Con l'accroccatissima prova, vorrei convincere che il punto migliore per misurare l'assorbimento del motore e' l'ingresso dell'ESC, perche' e' il punto dove la corrente e' continua, costante, solo leggermente sporcata dal PWM, e soprattutto (per come e' costruito l'ESC) identica a quella che ruota in uscita sulle fasi.

ho visto dopo il post.

più o meno è la prova che volevo fare io.

domande: secondo te perché la parte di tensione negativa è più brutta di quella positiva?
che riferimento di tensione hai preso per la tensione in uscita dall'esc?
che serve modulare con una pwm a 8kHz se poi il risultato è un'onda quadra che sarà circa 1kHz al massimo?

ritengo anche io che il punto più comodo per tanti motivi per leggere la corrente sia a monte dell'esc, ma il punto è se sia sensato prenderla lì. se, ed è da dimostrare, la corrente nominale dell'esc è l'alternata, mi serve sapere la continua?

il mio obiettivo è mettere una sonda di corrente a monte dell'esc, 3 a valle e leggere le tensioni concatenate a valle, per vedere, oltre alle forme d'onda che hai trovato tu, anche la relazione tra il valore efficace in alternata e quello in continua.

il mio problema è che mi spiace portarmi in giro a vuoto 4 stipendi di analizzatore, se però sono costretto a portarlo a casa perché l'indomani devo partire da lì senza passare dall'ufficio allora ne approfitto!

[Paolo Gx]

Originalmente inviato da saxo8v

domande: secondo te perché la parte di tensione negativa è più brutta di quella positiva?
che riferimento di tensione hai preso per la tensione in uscita dall'esc?
che serve modulare con una pwm a 8kHz se poi il risultato è un'onda quadra che sarà circa 1kHz al massimo?

Per il riferimento di tensione, ho usato il negativo in ingresso all'ESC, nella foto e' la clip di massa del probe di destra. Entrambe le tracce hanno lo zero al centro dello schermo. Il probe a destra (anellino celeste) misura la tensione negativa ai capi della resistenza in serie all'alimentazione (proporzionale alla corrente assorbita in ingresso), ed e' quella indicata dalla traccia inferiore. Il probe a sinistra (anellino rosso) misura la tensione in uscita su una fase ed e' la traccia superiore.

Se per "piu' brutta" intendi il fatto che la base della forma d'onda sta a Vcc e gli spike del PWM si allungano verso il basso, immagino sia dovuto a come lavora l'ESC (Un Fullpower da 45A). Sembrerebbe che i mosfet che gestiscono il PWM siano quelli verso massa (sink).

Per la sovrapposizione PWM-fasi, vanno distinte le due cose. Se con "1KHz" ti riferisci alla commutazione delle fasi, questa ci sarebbe anche se il motore girasse sempre al massimo senza regolazione PWM. Dopodiche' la modulazione PWM interviene a parzializzare la corrente erogata da ciascuna fase. Percio' non si puo' dire che il KHz delle fasi e' il risultato del PWM. Piuttosto, le fasi girano a 1Khz, e il PWM regola la "benzina" aprendo e chiudendo il rubinetto velocemente.

Devo riconoscere che la foto fa cagher e lo schermo si vede malissimo, pero' si vede che le forme d'onda sono quelle che ci si aspettava.

[saxo8v]

chiaro, fa anche da chopper.

Le foto sono chiare, tranquillo.

Sono curioso di vedere le concatenate.

[saxo8v]

Oggi pomeriggio sono riuscito a fare una velocissima prova.

Con l'esc a vuoto, come correttamente anticipato, non avevo una forma sull'oscilloscopio, c'era tensione ma era illeggibile la forma d'onda.

Allora ho collegato il solito motore che mi da problemi, 3 "coccodrilli" sulle 3 fasi dell'esc, 3 loop sullle stesse fasi e una sonda hall sul positivo della batteria.

a me le tensioni vengono sinusoidali!!!!

Foto 3. Hanno qualche picco, ma la sinusoide c'è. anche la corrente (foto 2) è così, ma quella l'avevo già vista. secondo me una ragione potrebbe essere che il negativo, per il sistema trifase a valle dell'esc, non è un riferimento, cioè, misurando la tensione fase-negativo si va a vedere solo la conduzione di un ramo dell'esc.
Dal punto di vista del motore, ha senso misurare la tensione concatenata perchè è quella alla quale sono soggetti gli avvolgimenti, quindi i casi sono 2: o il mio esc funziona diverso, o in uscita dai nostri esc c'è una terna sinusoidale.
se è vero il caso 2, allora ho la conferma che i nostri motori sono motori sincroni trifase, se è vera la prima mi arrendo!
probabilmente dal punto di vista elettronico fase-negativo ha senso come misura, ma sono troppo arrugginito per capirlo.

Confermo che la continua presenta qualche disturbo.

l'ultima foto mi lascia dubbioso. ho provato a vedere in parallelo le correnti alternate e continua, ma i numeri e le onde non mi hanno convinto e non sono più riuscito a ricostruire le condizioni della foto 2. ero di corsa e non ho potuto fare prove più approfondite, mi sa che devo fare una prova col motore buono!

Mi accontento delle forme d'onda che ho trovato finora.

[ElNonino]

Forse la vedi sinusoidale perchè il tipo di sonda o lo strumento fungono/hanno un filtro passa basso che elimina (integra) il pwm.

Se resta brutto tempo domani provo a mettere su un motorello un oscilloscopio a 4ch e metterò le schermate.

[saxo8v]

può darsi, ma sulla continua i disturbi di modulazione li vede

[ElNonino]

Originalmente inviato da saxo8v

può darsi, ma sulla continua i disturbi di modulazione li vede

Sulla continua usi una sonda diversa da quelle poste sulle tre fasi del motore.

[saxo8v]

vero!

Era un motore 4000 kv, girava a vuoto, supponiamo i 6v che ho misurato, fanno alla fine una frequenza di circa 400 Hz. Ok che un'onda quadra ha uno spettro armonico molto ampio, che di sicuro uno strumento nato per analizzare reti di alimentazione non arriva a cogliere (arriva alla 50esima armonica, quindi un paio di kHz li vede), ma a me la sinusoide sembrava abbastanza pulita, di sicuro non c'era la parte orizzontale nella semionda positiva.

Aspetto con ansia le tue misure con strumenti più ad hoc!