CONSULTA controlar motor AC con PWM

[marckoe93]

hola colegas he estado investigando como es posible controlar la vel de un motor AC y solo he encontrado que controlando la senoidal  a traves de pulsos (PWM) realmente antes de empesar a programar tengo esa duda y dibuje 2 maneras o postulados y  quisiera saber a cual le van ustedes

circuitos hay un monton en web la mayoria ya sabemos que usando un moc3021 (algunos con paso por zero otros no) mas un triac etc.

no tengo manera de simular correctamente esto pues el proteus o se traba o corre muy lento.

sin mas les dejo mis dibujos

POSTULADO 1

en este es basicamente tener varia pulsos y para incrementar a vel de motor voy haciando mas entrechos los pulsos de manera simetrica a cuando la onda senoidal esta en la parte inferior.
asta el punto que se llene toda la onda , la idea es tener mas segmentacion en este dibujo solo puse 4 pero es la esencia dle pwm.

tengo entendido que el tiempo de overflow de ccp es de mas o menos 20 ms aprox se debe calcular no rondaria tanto asi que
me iria por el lado de timers

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POSTULADO 2

esta otra manera es simplemete ir aumentando el pulso en alto  asta que vaya gradualmete incrementando asta llegar a ocupar toda la onda en algo. esto tambien de manera simetrica a cuando la onda senoidal esta inferior

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Bueno es todo por el momento espero sus comentarios  gracias de antemano eso es para irme planteando antes de empezar a programar

[Chaly29]

Hola marckoe93, pues, ninguna de los dos opciones te será de utilidad, ya que en ambas, la frecuencia fundamental no deja de ser 60 Hz.

Para variar la velocidad de un motor AC la única manera eficiente de hacerlo es variando la frecuencia de la tensión que lo alimenta, o sea variar los 60Hz, pero eso no es todo, al variar la frecuencia también se debe de variar la tensión de la alimentación de dicho motor. O sea con 60 Hz se lo alimenta con 110 Vca pero con por ejemplo 30Hz se lo debe de alimentar con 55V.
De no hacer esto el motor se estropearía.

Con ambas de las opciones que tu presentaste, si bien la tensión aparente de alimentación al motor es variada, una por PWM y otra por control de fase, pues en ninguno de ambos casos le frecuencia variaría, por consiguiente, el motor reducirá sus RPM porque la tensión se reducirá, pero no es una buena manera del control de las RPM, aparte de la gran posibilidad de estropear el motor, por no estar funcionando de manera correcta.

Espero haber sido claro. Un saludo.

Atte. CARLOS.

[marckoe93]

Ok chaly29 te explicaste muy bien entonces prácticamente eso de variar la frecuencia ¿se puede realizar por pwm? O ya sería en circuito puro de potencia sin posibilidad de controlarlo con PIC. ???

Imaginadome yo le quitaría fases por pwm  dependiendo de la vel deseasda pero eso me crearía espacios huecos que no de si me perjudique

[KILLERJC]

Si.. pero estoy mas que seguro que no vas a usar el PWM exactamente como vos crees.

Lo que tenes que generar es una onda "senoidal" ( o lo que mas se aproxime a esta ) Con una frecuencia y tension en la cual se mantenga una relacion V/f constante. Esto es para que en todo el rango de velocidad, el motor pueda mantener un par constante. Si haces lo de recortar la fase, lo unico que estas haciendo es quitarle tension a lso bornes pero no variar su frecuencia. Por lo tanto terminaras con un par mucho menor y tal ves recalentando el motor, por eso dijo Chaly que cualquier otro metodo terminaria quemandolo. Este control no es un verdadero "control de velocidad" ( el de fase ), aunque se usa bastante en herramientas/electrodomesticos pequeños.

Aca algo sobre V/f
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00001660B.pdf
Aunque sea trifasico.
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00967A.pdf

Tal ves puedas conseguir algun codigo por ahi. ya que microchip suele dar los codigos y ahi poder verlo.

[lpossamay]

En primer lugar, por ejemplo los taladros comerciales regulan su velocidad con un dimmer que tienen en el gatillo, por lo cual me parece posible hacer lo que dices. No se hace usando un PWM, sino variando el ánglo de conducción de un Triac. Pero se me ocurre que hay, por lo menos, una forma de usar una señal PWM para controlar el ángulo de conducción de un triac:
Te comento a ver si te sirve, y se puede discutir una idea en la que estoy trabajando.
Quiero leer (usando un PIC 16F628A con el oscilador interno), una señal de PWM generada en un computador.
El programa usado en el computador me permite definir la frecuencia básica del PWM.
El valor alto del PWM, es el mismo porcentaje de la duración del semiciclo de AC que el triac enciende la alimentación para aplicar a la carga.
Una vez que conozco el porcentaje, lo traslado al TMR1 que se encarga de informar al programa cuando se debe encender el optoacoplador.

La principal limitación es: la frecuencia del PWM debe ser relativamente baja (en mi aplicación, la frecuencia pensada para el PWM es 1.25kHz), si quiero aumentar la frecuencia del PWM pueden aparecer dificultades, especialmente a bajos ángulos de conducción.
Lo primero que el programa debe hacer es verificar la frecuencia de la red, en función de ese valor tendremos temporzaciones diferentes para 50 o 60Hz, de hecho como el programa es corto son dos programas iguales, con valores diferentes en las tablas.
Por medio de interrupciones hago que el TMR2 (predivisor de por medio) cuente directamente el porcentaje de la señal alta del PWM. Una vez que tengo ese valor lo uso como base de desplazamiento de tablas, para cargar los valores correspondientes en el TMR1 que se encarga de decirme en que momento se debe encender el TRIAC.
Además el TMR0 me sirve para verificar si el PWM está siempre en alto (100%) o siempre en valor bajo (0%).
Lo sincronizo con la red, transfiero el valor de las tablas al TMR1 y habilito las interrupciones para que mida el valor del PWM.
Cuando ese proceso se completó, deshabilito las interrupciones hasta el nuevo cruce por cero.
Mientras tanto, el TMR1 está contando el tiempo hasta el encendido del Triac.
Durante cada semiciclo uso el valor del PWM medido en el semiciclo anterior.
El Pic controla un acoplador óptico sin detección de cruce por cero, el acoplador óptico controla al triac directamente.

[KILLERJC]

El tema pasa por que tipo de motor estas usando. Lo que vos estas hablando es de un motor universal, el cual se puede hacer funcionar con AC o DC, y posee escobillas.

Ahi SI se puede hacer lo que decis. Que basicamente seria lo mismo que un motor de DC y aplicando un PWM.

Pero si vamos a un motor de AC, como un jaula de ardilla la regulacion de velocidad que crees tener no es una "verdadera" regulacion de velocidad ya que si dejas al motor sin carga este va a girar a la misma velocidad que sin tu "regulador". Y con tu regulador vas a terminar bajando el torque del motor pudiendo llegar a quemarlo.

Quiero leer (usando un PIC 16F628A con el oscilador interno), una señal de PWM generada en un computador.

Para que un PWM ?, por que no directamente una comunicacion por UART/RS232 o USB ?

Por que tantos timers ? Si es monofasico y queres hacer un control por fase, solamente necesitas 1 timer que se ponga a 0 cuando se produzca el cruce por 0 de la red, y luego segun el valor llegado desde la computadora lo procesas y cuando coincida disparas el TRIAC. Podes usar el CCP para esto. Y ahi si quieres podes usar otro timer para poner a 0  la señal.
Siempre mantene un margen de unos cuantos grados.

[lpossamay]

Mi aplicación está pensada para ser usada con el programa LinuxCNC, donde sus salidas son por el puerto paralelo del computador, y tiene un pin especial para ese control, en este caso solo debo agregar un PIC16F628 y unos pocos componentes en la interfase de control. En cambio ese control no es tán fácil de implementar por RS232 o USB, donde debo agregar cables, enchufes, los posibles componentes, e investigar como se debería configurar el programa.
Respecto a los timers: El TMR0,  sirve para detectar si la señal del PWM está siempre en 0 o en 1. le pongo un período ligeramente superior al de la señal del PWM, si durante ese período no se produce el cambio de la señal del PWM es porque el PWM está siempre en 0, o siempre en 1, leyendo el valor del pin correspondiente ya lo sé.
Cuando se produce el cambio de la señal del PWM, el primer flanco de subida del PWM, activa el TMR2 que cuenta hasta que se produce el próximo cambio de flanco del PWM, uso el TMR2 con un preescaler de 4:1, para que el valor contado sea directamente el porcentaje (en realidad cuento de a 0.5%, es decir cada dos cuentas del TMR2 son 1%.
Esta tarea puede ser realizada a la vez que estoy usando el TMR1 para contabilizar los microsegundos que faltan para encender el triac, contados a partir del cruce por 0 de la señal AC.
Lo único que no he logrado resolver del todo, es que una vez que se activa la interrupción por cambio del PortB,4 no logro que se borre el bit RBIF del INTCON, pero me parece que es algún bug del MPLAB, aunque no he encontrado ninguna referencia a eso en internet.

[KILLERJC]

Lo único que no he logrado resolver del todo, es que una vez que se activa la interrupción por cambio del PortB,4 no logro que se borre el bit RBIF del INTCON, pero me parece que es algún bug del MPLAB, aunque no he encontrado ninguna referencia a eso en internet.

Esta en el datasheet, pero muchos lo pasamos de largo, Ese bit unicamente se puede borrar luego de que se leyo el puerto, si intentas borrar el bit antes de leer el puerto el bit sigue quedandose en 1.

Asi que el procedimiento es : Leer el puerto -> borrar el flag, Apenas lo leas por si es que cambia mientras estas en la interrupcion.

[lpossamay]

Muchas gracias, tu indicación me resulta muy útil. Creo que con eso podré terminar el programa.