Цитата:

Журнал РАДИОЛОЦМАН, ноябрь 2018 Михаил Шустов, г. Томск Рассмотрены схемы цифровых формирователей трехфазного напряжения регулируемой частоты с возможностью плавного управления шириной заполняющих выходной импульс высокочастотных сигналов в пределах от 1 до 99%.

Подробнее: Цифровые формирователи трехфазного напряжения с ШИМ-управлением

Мне кажется, что эти схемы не дают полноценного трехфазного сигнала, так как фазы не накладываются друг на друга. Для трехфазных двигателей такие управляющие сигналы не подойдут. Это похоже на схему управления "бегущим огнём" с регулировкой яркости с помощью ШИМ. Каково назначение этих схем?

Цитата:

Сообщение от Alex6800

Мне кажется, что эти схемы не дают полноценного трехфазного сигнала, так как фазы не накладываются друг на друга.

Цитата:

Сообщение от lllll

убожество
выдернули не функциональные схемы дабы "пометить место" (как это делают собаки)

Парни, Вы слишком категоричны в оценке данной схемы.
А от Вас, lllll, неожиданно слышать отсылку к животному миру.

Меня тоже насторожило, что на простом счётчике CD4017 (К561ИЕ8) автор сумел получить правильную последовательность трёхфазных импульсов со сдвигом фаз на 120 градусов. И ответ вроде очевидный – схема не верна. Но давайте устроим детективный квест «по следам изобретателя», ответив на вопрос: почему так получилось и в какой степени схема ошибочна.

Михаил Шустов – это, скорее всего, тот самый Шустов М.А., окончивший Томский политех, к.т.н., д.т.н, профессор, автор следующих книг:
- Шустов М.А. Цифровая схемотехника. Практика применения. - М.: Наука и техника, 2018;
- Шустов М.А. Практическая схемотехника. - М.: Altex. - 2001 - 2007. - Кн. 1-5;
- Шустов М.А. Основы силовой электроники. - СПб.: Наука и Техника, 2017;
- Шустов М.А. Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. - СПб.: Наука и Техника. - 2013;
- Шустов М.А. Методические основы инженерно-технического творчества. - М.: НИЦИНФРА-М. - 2015;
и наверняка многих других.

И тут закрадываются сомнения в его некомпетентности. Поэтому обратимся к первоисточникам – списку литературы, приведённому в статье.

Нарыжный В. Источник питания трехфазного электродвигателя от однофазной сети с регулировкой частоты вращения // Радио. – 2003. Здесь мы также видим счётчик, а именно 561ИЕ8, но он используется по-другому, к тому же после него стоит серия инверторов (трёхвходовые ИЛИ-НЕ). А значит, эта схема не могла стать прототипом. Она, кстати, тоже порождает несколько вопросов, но сейчас это не важно.

Дальше Герасимов Е. Задающий генератор регулятора частоты для трехфазного асинхронного двигателя // Радио. – 2017. Тут мы видим нечто похожее. Задающий генератор немного сложнее, чем у Нарыжного, но также присутствует счетчик 561ИЕ8, выходы которого аналогично обвешаны трёхвходовыми ИЛИ-НЕ, разбавленными 74HCT14 (элементы НЕ с триггерами на входе). Эта схема тоже не вполне тянет на прототип.

Поэтому смотрим Шустов М.А. Основы силовой электроники. – СПб.: Наука и Техника, 2017. При этом стараемся не нарушать авторские права.

На странице 172 есть схема из Воронежа Калашник В., Черемысинова Я. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное // Радио. - 2009. Тут узел формирователя управляющих импульсов более замудрён, но по-прежнему есть счетчик 561ИЕ8, 561ЛЕ10, добавились 561ТМ3 (счетверённый D-триггер) и множество 2И-НЕ неуказанных типов. Задающий генератор на 555-том таймере. Схема сложнее, но тоже не прототип.

На странице 179 есть схема Михаила Мухина из города Клин (завоевал этот город Иван III – дедушка Ивана Грозного Мухин М. Трехфазный ток - это очень просто // Радио. - 1999.. Вот тут уже что-то похожее на схему Шустова. Видим счётчик К155ИЕ4, три выхода которого обвешаны исключающими ИЛИ микросхемы 155ЛП5. Счётчик 155ИЕ4 – это хитрый делитель на 2 и 3, и 6. Наверное, именно эта микросхема была использована потому, что была. Таблица состояний её выходов соответствует импортному аналогу 7492, вот PDFка NTE7492. По этому поводу внизу под статьёй Мухина разгорелся жаркий спор. От чего мнения разделились и уверенно сказать, рабочая ли схема Мухина нельзя. Настораживает больше всего силовая часть. Во всяком случае, её всё же можно считать прототипом с некоторым натягом.

Дальше, на странице 180 есть схема Костицын В. Преобразователь однофазного сетевого напряжения в трехфазное частотой 50-400 Гц // Радио. - 2009 в которой повторяется узел формирования трёхфазной импульсной последовательности из статьи Мухина. И если статья Мухина выглядит неубедительно, но её доработка Костициным для управления полноценным мостом (с формирователем треугольного напряжения, верхним и нижним IGBT) смотрится профессионально.

Теперь вроде всё ясно и можно предположить, что в обсуждаемой статье Михаила Шустова не хватает после счетчика-делителя цепочки исключающих ИЛИ микросхем 155ЛП5. Но скорее всего Шустов, не разобравшись до конца, заменил К155ИЕ4 (7492) на К561ИЕ8 (CD4017), ошибочно посчитав, что схема Мухина заработает с другим счётчиком, причем без ЛП5. Но это категорически не так, поскольку К155ИЕ4 счетчик особенный, содержащий несколько делителей, что позволяет снимать с его выходов тактовую частоту, деленную на 2 (выход Q0), и деленную на 3 (выходы Q1, Q2). Попробуем промоделировать в Proteus.

Сначала симуляцию выполним для набора микросхем Мухина (счетчик 7492 + 74HC86), модель (1) в пристёжке. Генератор виртуальный, чтобы не тратить времени. Результат – формирователь работает, три последовательности сдвинутых на 120. Единственное – в симуляторе появляются иголки во время отрисовки, но думаю в железе такого быть не должно (в реальности есть паразитные ёмкости по входам, ограниченное быстродействие микросхем).



Теперь заменим 7492 на CD4017. По идее заработать не должно. Так и есть, не работает. Чтобы со счётчика 561ИЕ8 получить в итоге три последовательности, сдвинутые на 120 градусов, нужно поменять обвеску, ведь это принципиально другая микросхема. И исключающие ИЛИ 74HC86 уже не прокатят (иначе нужно добавить ещё одну 561ИЕ8 в качестве делителя на 2). Используем вместо них любые триггеры. Например, JK-триггеры 4027 (561ТВ1) или D-триггеры 4013 (561ТМ2). Модель (2) в пристёжке. На картинках виртуальные осциллографы. Как видно, с такими изменениями схема Шустова рабочая. Но все зависит от того, кто, где и с какой фантазией будет использовать данный узел.



Если Шустов не предполагал какой-то «довесок» на выходе счётчика 561ИЕ8 или после выходных каскадов на транзисторах, тогда его схема в таком виде действительно ошибочна. И скорее всего он необдуманно произвёл подмену счетчиков. Так он всего лишь получает три последовательности импульсов одинаковой частоты с коэффициентом заполнения 1/3, сдвинутых друг относительно друга на треть периода (не считая высокочастотного ШИМ заполнения). Но если на выходе довесок и не предполагался (исходя из проанализированных выше схем), попробуем исправить схему. На схеме Шустова бросаются в глаза диоды. Попробуем использовать диодную логику для завершения схемы, модель (3).



Как видно, со счетчика 561ИЕ8 без триггеров и сохранив выходные каскады на транзисторах схемы Шустова (для ШИМ) так или иначе можно синтезировать три фазы.

Смущает ещё то, что автор не привел в статье временные диаграммы, как это принято. А значит статью можно считать фрагментом чего-то большего, недоработанного или неудачно на мой взгляд урезанного для журнала РЛ. И куда только смотрит редакция :-)

В общем, статью в таком виде стоило бы назвать «Генератор предварительной последовательности узла формирователя трехфазного напряжения с ШИМ-управлением». Как-то так. Поскольку неизвестно, что же стоит у Шустова после «выходных каскадов». Поэтому фундаментальных ошибок в таком виде в ней может и нет, ведь автор получил три последовательности импульсов, хоть и неправильно сфазированных :-)

На самом же деле сформировать полноценный трёхфазный ШИМ такими схемами на жёсткой логике затруднительно. Простота, к которой стремятся авторы, всегда грозит ведром сгоревших транзисторов в лучшем случае, в худшем – сгоревшим двигателем. По моему мнению использовать такие схемы не стоит для двигателей мощностью больше 500Вт.

Также хочу сказать, что аналогичные задачи я, к примеру, давно решаю с помощью STM32, их богатейшей периферией продвинутых таймеров. Словом, формирование трёхфазных ШИМ сигналов сегодня – это не проблема. Всё равно ни один современный частотник без микроконтроллера не обходится. Проблемы чаще возникают в неправильно сконструированной силовой части. Только не выгодно это сегодня. Стоимость комплектующих и время на разработку не окупаются при единичных поделках. Дешевле и надёжнее пойти и купить частотник на рынке.

Ребята, помогите пжста..
Собрал каскад из DD1. 1 DD1. 2 этой статьи рис. 2
Возлагались болшие надежды на его работу, но увы((
В чем ошибка??
Паяю хорошо) и, вроде даже, понимаю как должна работать. Теоретически все должно, нооо((

Цитата:

Сообщение от romeo_zhiw

Собрал каскад из DD1. 1 DD1. 2 этой статьи рис. 2 ... В чем ошибка??

Визуально я не вижу проблем с этим узлом, генерить должен. В железе проверить сейчас нет возможности, но в симуляторе работает.

Попробуйте увеличить сопротивление R3 до 1-10 кОм, а также убрать R1 и R2. Ну т.е. попробовать сперва без R1, R2. Как заработает, навесьте их обратно. Но опять же, номиналы.

А также проверить номинал С1 (вдруг ошиблись, и там пикофарады), ну и рабочая ли сама м/с 4093.

Спасибо большое за помощь
На выходных проверю отпишусь
Но с генерацией всё нормально было
Проблема в диапазоне изменения скважности((
Там меняется но очень мало. Не как на рисунке практически от нуля до ста..

покажте Шустову ето:

https://www.electronics-lab.com/proj...or-controller/

Цитата:

Сообщение от romeo_zhiw

Проблема в диапазоне изменения скважности((
Там меняется но очень мало. Не как на рисунке практически от нуля до ста..

Возьмите лучше копеечный ШИМ-контроллер, и на нём сделайте генератор.

Цитата:

Сообщение от antonydublin

Но давайте устроим детективный квест «по следам изобретателя», ответив на вопрос: почему так получилось и в какой степени схема ошибочна.

"...детективный квест..." возможен, но для чего это нужно? Для моральной поддержки автора откровенно слабой статьи?

Цитата:

Сообщение от antonydublin

STM32, их богатейшей периферией

Сгенерировать трёхфазную последовательность доступно любому контроллеру из современных МК. А вот схемотехника формирования токов при заданном минимальном уровне гармоник и является главным секретом фирменных частотников. Интересно, что сам частотник и фильтры к нему продаются отдельно, что часто создаёт проблемы для потребителя уже в процессе эксплуатации частотника.
Применение ШИМ создаст множество проблем из-за гармоник, попадающих в резонансные частоты обмоток двигателя.
Статья слаба по уровню новизны относительно современного развития частотных преобразователей. В перечне литературы имеются ссылки на специалистов этого же ВУЗ-а, а поиск по международным информационным ресурсам не проводился вообще.
antonydublin, Ваши картинки и "ласковая критика" похожа на саморекламу Вашего собственного уровня знаний схемотехники и методов работы с Proteus. Неприлично низкий уровень статьи Шустова можно назвать невежеством в области электроники. Без анализа алгоритмов управления и генерации токов в частотниках, которые описаны в патентах, всё сказанное в статье Шустова похоже на сказки для ленивых студентов.

Цитата:

Сообщение от SVNKz

antonydublin, Ваши картинки и "ласковая критика" похожа на саморекламу Вашего собственного уровня знаний схемотехники и методов работы с Proteus. Неприлично низкий уровень статьи Шустова можно назвать невежеством в области электроники.

О, наконец-то, приятно услышать мнение понимающего человека. Нет никакой саморекламы, а есть ирония и пародия на статью Шустова. Столь длинным постом с "ласковой критикой и квестом" я хотел подчеркнуть, на сколько ужасно выглядит сегодня такой материал, и как легко сделать статью из ничего. Вы первый заметили.

Но я делаю скидку на то, что Шустов в каком-то смысле собиратель электронного фольклора из интернета, в т.ч. из журнала Радио (ничего не имею против Радио, но все же). Посмотрите на его книги или хотя бы материалы, опубликованные тут за последний год. Недавно тут была его статья о реверсивной логике, и статьи ей подобные. Но скидку всё же нужно сделать, поскольку материалу этому 30 лет в обед. Тогда, в "седую древность", о частотном приводе знали немного. Точнее немногие, поскольку если речь шла о производстве - то это были тиристорные привода и т.д. Ну и дальше в таком духе.

Цитата:

Сообщение от SVNKz

А вот схемотехника формирования токов при заданном минимальном уровне гармоник и является главным секретом фирменных частотников. ... Без анализа алгоритмов управления и генерации токов в частотных преобразователях, которые описаны в патентах, всё сказанное в статье Шустова похоже на сказки для ленивых студентов.

SVNKz, к сожалению, в статье Шустова нет слов "гармоника", "частотник", "алгоритм управления". Его статья называется Формирователи трехфазного напряжения. И, если честно, пускай схема неверна, но Шустов всё же выполнил то, что анонсировал в заголовке. Разве он говорил о частотном приводе и патентах? Где именно он проявил невежество, кроме того, о чём не сказал. Но ведь и не собирался говорить.

Я тоже, как начинающий электронщик, прошел стадии "а не спаять ли мне частотник", "а не спаять ли мне инвертор". Но в моём арсенале тогда были микроконтроллеры. Да и смысла большого не имеет, гораздо выгоднее купить. Разве что для учебной лаборатории, как диплом или курсовик.

И да, грамотно сконструировать силовую часть довольно проблематично. Как, впрочем, и контроль токов и т.д. Но это касается всей силовой электроники, а не только частотного управления. Например, мощные генераторы с ФАПЧ для комплексных нагрузок, индукционные установки ТВЧ, мощные ККМ, даже источники постоянного тока для различных нужд упрочнения/покрытия/плазмы/обработки металлов.

А вот по алгоритмам управления асинхронными двигателями вообще, векторном управлении и моделированию в Simulink всех этих прекрасных вещей мне было бы интересно с Вами поговорить, как впрочем и о фирменных частотниках. В нашем парке приблизительно следующий перечень преобразователей, которые я обслуживаю: ABB ACS300, ACS600, ACS800, Lenze SMVector, Lenze 8200, Schneider Altivar, Siemens MicroMaster, Hitachi SJ300, etc. Такой зверинец собрался. Их сильные и слабые стороны обсуждать бессмысленно, но можно поговорить, например, в каких режимах они работают и кто из них сильнее гадит в сеть, и почему. Но для этого нужно смотреть переходные процессы на двигателе, в комплексе с нагрузками. В общем делать стенд. Какому радиолюбителю по силам стенд для исследования частотных приводов? Это был риторический вопрос.

Давайте создадим отдельную тему, ну например "Частотный привод, как бы это делалось в Одессе". Обсуждение предлагаю начать с критики вот этой, на мой взгляд замечательной статьи, с Радиокота.

https://radiokot.ru/circuit/digital/security/31/

Давайте начнем с низов и раскритикуем применённые автором драйверы HCPL3120. Но, стоп! Они применяются и в фирменных частотниках. Или вообще, как Вы выразились, его "схемотехнику формирования токов".

Я надеюсь, Вы меня понимаете. Немного самоиронии не повредит, уж коли был упомянут гармонический состав токов где бы то ни было. А меряться багажем знаний и навыков на форуме - это бессмысленно. Мне вообще кажется, что на форум нужно приходить, чтобы поделиться чем-то, а не искать ошибки ради критики. Да, попадаются слабые материалы. Так напишите сильный! Я вот всё собираюсь что-нибудь изложить из своих приключений в области силовой электроники, но время есть только для анализа чужих статей. Чем я посильно и занимаюсь, не обессудьте. Удачи.