Comments 95
в нашем случае при работе двух двигателей с мощностью 320кВт из сети потребляется только 80кВт.
То есть получается: 80/320 = 1/4 = 25% энергии тратится впустую. Что-то, как-то много…
Если вам кто-то обещает, что вот сейчас возьмут и сделают за одну итерацию рабочий образец сложного электротехнического устройства – не верьте, это не показатель у исполнителя опыта, а, наоборот, показатель его отсутствия.В рамочку, и на стол.
В своё время, читая новости про ё-мобиль (тоже ведь с электромотором), всё думал: «может я чего не знаю?», «может научились уже делать за одну итерацию? смоделировали, посчитали… сделают и автомобиль и завод за три года». Оказалось нет, меня учили правильно. За одну итерацию нельзя.
Я не призываю никого менять подходы к разработке, они в конце концов определяются экономической составляющей проекта. Однако в условиях, скажем так, доступности софта на отечественном рынке, моделирование однозначно может сократить количество итераций.
крупномасштабного превентивного моделирования.
Хоть умоделируйся, все в модель не запихнешь.
Извиняйте за занудство, но хочется уточнить(любопытно). Синусами питали обмотки 3 фазной модели или 9 фазной?
PS. Мне почему-то кажется, что такие связи удобно проверять в режиме, когда 3 фазы мотор крутят, а остальные в режиме ХХ — смотреть выбросы на них.
Но с повышением сложности изделий моделирование начинает всё более явно стучаться в дверь.
Тут, соглашусь, в сложных вещах без моделей никуда.
Только итеративность процесса от этого никуда не денется, на модели все может прекрасно работать, а в реальности… и тогда те же самые итерации:
лаб.испытания->правим модель->дорабатываем «изделия»->лаб.испытания…
Не забывайте, что модели тоже требуют проверки с точки зрения соответствия реальности.
И нередко (и особенно для нестандартных решений, как в рассматриваемом случае) гораздо продуктивнее будет быстро сделать первые прототипы — чтобы сразу проверять и первые итерации моделей, ибо реальный мир — он очень интересный и бурный. :)
Плюс, не забывайте, что подготовка моделей тоже требует временных и человеческих ресурсов — и это очень часто весьма критический пункт.
В массовом автомобилестроении только со стороны автопроизводителя предусматриваются от 3 до 5 итераций поставок электроники от поставщика — соответственно, поставщики в любом случае делают не меньшее (а то и гораздо большее ;) количество своих внутренних итераций.
1) Моделирование самой машины методом конечных элементов, с упрощением системы питания (питание синусоидальным током машин) для исключения конструктивных прощетов в электрической машине.
2) Моделирование системы управления электроприводом, с упрощением устройства железа машины и приведения ее к одному из типов (асинхронная, БДПТ, ДПТ, синхронная и т.д.) и описанием в целом системы линейными дифурами, для моделирования динамики привода, точности поддержания скорости, мат. реализации алгоритмов в контроллере.
3) Моделирование схемотехники железа
4) Также при реализации мощных проектов (1-2 МВт) — тепловые расчеты, проработка конструкции, прикидочные ЭМС расчеты для исключения влияния силовой части на датчики.
Т.к. эти все типы моделирования очень много имеют собственных нюансов — одна большая модель, которая включит это все — просто утопия.
А сколько бы вы моделей и ситуации не моделировали — все равно между моделями останутся те самые нюансы, о которых говорит автор. И самое что смешное — чем больше у вас будет моделей — тем больше будет вероятность запутаться в организации этого процесса.
Везде нужна золотая середина — моделирование должно иметь цель не полностью описать поведение системы, тем более еще раз повторюсь, это утопия, а оно должно помочь в реализации проекта в виде железа.
Поэтому вы можете исключить 99% проблем при помощи моделирования, сократить количество опытных образцов до 2-3 — и позвольте, это будет эталонный проект.
Что касается организации процесса, то это отдельный и большой разговор, не имеющий к моделированию никакого отношения. Мультидисциплинарная разработка всегда крайне сложна, особенно на стыках, но зато и профит от такого продукта серьезный.
PS. Заметьте, что я тут ни кем не спорю :) А придерживаюсь той же самой позиции. Просто в данном случае изначальный комментарий утверждал, что за одну итерацию никак нельзя. И вот с этим я не согласен. Можно, благо примеры есть. Вопрос в целесообразности стремления к такому подходу, который обеспечит такую результативность. И это уже решает каждый коллектив для себя индивидуально.
Знаете, в современной микроэлектронике процесс разработки сроком 1-2 года с выходом по итогу образца, который полностью соответствует описанию — не редкость. Количество операций тестирования/верификации/моделирования зачастую по времени превышает срок самой разработки. Просто там цена ошибки астрономическая, в данном случае — поменьше, хотя если б на кону висел контракт на 5 лет поставок, то можно было бы пообсуждать и этот момент.
В этом и кроется самый главный момент — экономическая целесообразность. Плюс к тому — разработка системы на кристалле (если вы имеете в виду разработка процессоров и ASIC) довольно выгодное дело, в плане однотипности технологии, поэтому мы и имеем за последние 50 лет такой взрыв в развитии вычислительной техники.
Создание же цифровых электромеханических систем (я уж не говорю про современное автомобилестроение с ДВС и навороченных мехатронных коробок) соединяет в себе электродинамику, механику, достаточно нетривиальную математику, силовую электронику и микропроцессорную технику.
Вы правильно отметили, что мультидисциплинарная разработка крайне сложна, но весь смысл как раз в том — где она сложна. И сложна она как раз возможностью за адекватные сроки и деньги проработать большинство косяков, без изготовления макета.
Просто в данном случае изначальный комментарий утверждал, что за одну итерацию никак нельзя. И вот с этим я не согласен. Можно, благо примеры есть. Вопрос в целесообразности стремления к такому подходу, который обеспечит такую результативность.
1) Команда, которая ставит перед собой задачу сделать образец, который удовлетворял бы полностью поставленному ТЗ с первого раза и работал бы достаточно стабильно — обречена на срыв сроков и выход за смету проекта. Для меня это синоним «никак нельзя».
2) Можно почитать про примеры? Очень интересно.
3) А вот про целесообразность — на 100% согласен. Если мы имеем дело с НИР, которая ставит целью именно разработки такого подхода: разработки рабочего макета с первого раза — тогда на 100% с вами согласен. Но в статье было рассказано на выпуск конкретной продукции.
Практика показывает, что намного проще заложиться функционалом/прочностью/упростить структуру взаимодействия по максимуму в системе, быстрее выпустить физический образец, и уделить больше внимания методикам тестирования и исследования получившегося образца. И далее уже скорректировать изделие.
Тест физического образца в реальных условиях эксплуатации — со всеми вытекающими нюансами — точности производства, квалификации сборщиков, микроклимата, и прочими нюансами.
Поверьте, я тоже не спорю, что моделирование бесполезно, и что не надо стремиться к принципу — изготовил, все с 1-го раза заработало. Просто проблема в целесообразности такого подхода, вы мне кажется совсем не хотите об этом говорить.
Дело в том, что ни одна разработка не может быть оторвана ни от вопросов экономических, ни от вопросов рациональности применения автоматизации процесса (в производстве, делопроизводстве), ни от вопросов квалификации персонала, ни от вопросов доступности комплектующих.
А так-то, если не брать в расчет такие незначительные «нюансы», с первого раза сделать конечно можно :)
Целесообразность тут проста — тот, кто сделает за одну итерацию, обычно тратит меньше времени и денег на разработку, чем тот, кто сделает за две-три.
И чтобы учесть все нюансы, о которых вы пишите, и все равно сделать за одну итерацию, не даром во всем мире применяется поэтапный подход к разработке таких систем, используя Gate Reviews.
Если лень по ссылке бегать: команда разработчиков из Индии из какого-то там университета выпустила свой первый RISC-V linux-совместимый процессор. Это их первый процессор и их первый запуск кремния на современной фабрике. И процессор работает. Мы, конечно, многих деталей можем не знать, но для проекта такого уровня загрузка линукса уже безусловно серьезный успех.
Во-вторых, мы действительно не знаем множество нюансов:
1) Мы не знаем сколько было допущено ошибок проектирования — и запуск экземпляра — абсолютно не говорит о том что там на 100% все работает. Привод и система управления у автора в исходной статье тоже работала с первого раза, если так посудить тогда.
2) Мы не знаем сколько мелких доработок было сделано по ходу выпуска «первого» процессора. Итерации выпуска опытных образцов, о которых я говорил — не означает полную переработку устройства с нуля.
Я говорил что на 99.9% готовый продукт к дистрибуции/передаче заказчику не может быть сделан с первого раза! И теперь вопрос — можно ли отдавать потребителю такой процессор, на котором только смогли запустить линукс? Сомневаюсь.
Кроме всего прочего, я уже вижу мелкие доработки в печатной плате, которые пришлось сделать:
А это как минимум один перевыпуск печатной платы. И это только то что на поверхности лежит! То что на выложено в соцсети!
Я не говорю, что Индийцы выпустили говно — я говорю что это норма в процессе разработки.
И в междисциплинарных разработках — ситуация все больше и больше вынуждает это делать.
Кроме того, если так рассуждать как вы — тогда не имеет смысла в принципе иметь такое огромное количество отладочных инструментов на плате (высокочастотный выход c PLL), громадное количество отладочных портов, которые мониторят состояние процессора с точки зрения железа. Это опять же то что видно по фото.
Моделирование необходимо, и чем девайс сложнее, тем глубже оно должно производиться, но еще раз повторю — полностью отказаться от пусконаладки и опытного производства 2-3 образцов вы не сможете. С определенного этапа усложнения процесса моделирования и расчетов вы не будете получать от этого какой-бы то не было практический результат — везде должен быть рациональный баланс моделирования и опытного производства.
Не вижу дальше смысла продолжать дискуссию. Вы мне хотите доказать работоспособность подхода «выпустил конструкторскую документацию -> первый прототип работает на 100% -> можно отдавать заказчику/в массовое производство без пусконаладки и повторного изготовления» чисто умозрительно, не имея видимо ни собственного опыта, ни объективной безпристрастной оценки чужого.
Суть в том, что вы пытаетесь мне доказать то, что я уже успешно испытал на собственной шкуре, и с чем я не спорю(а вы почему то пытаетесь мне доказать то, с чем я давно согласился).
Если вы в курсе современных методик проектирования чипов, то должны понимать, что работающий кристалл != отдать заказчику. Это значит, например, что команда знакомится с тех. процессом и проверяет свои компетенции. Команда может заранее знать, что у нее тестами покрыто 75% кода, но эти 75% будут работать как положено.
Если говорить конкретно про сабж автора, то спустя 20 лет, когда такой шкаф станет для их компании типовым изделием, то да — они будут выпускать такие вещи с первого раза, если не продолбают по дороге спецов и компетенции. Просто не надо пытаться сузить поле обсуждения до одной ситуации типа «команда талантливых новичков собралась нагнуть отрасль». Давайте обсуждать и «команда умудренных опытом разработчиков выпускает очередное однотипное изделие».
PS. Сложные отладки мелкие команды делают не для чего, а почему. Потому что у них нету измерительного оборудования для корректной проверки кристаллов, а на заводе — излишне дорого для опытной партии. Потому и чекают годность кристаллов на «боевых отладках». Это просто шаг тех. процесса.
PPS. И уж тем более я не хочу никому ничего доказывать. Я просто делюсь своим видением ситуации, т.к. мне показалось, что вам оно интересно.
На видео, выход воздуха из блока тормозных резисторов направлен на улитку охлаждения правого двигателя. Не влияет на охлаждение?
А что у Вас на фото не понял. Можно пояснить, что там есть что и зачем?
Замечательная история приключилась. Гипсокартонная линия 2млн.м2/год — в течении очень короткого времени умерли все управляющие контроллеры, по очереди. Было мнение, что это шутка от производителя оборудования, так как договор на обслуживание не был заключен. Пришлось срочным образом городить пульт управления всеми частотниками и остальным хозяйством, вместо индикаторов — куча вольтметров и таблица пересчета на картонке, ручки для переменных резисторов — из первой попавшей доски. На фоне видно кусок гипсокартона на треноге — это вообще был индикатор количества гипсосмеси на выдаче — подача регулировалась по тени :)
Есть тестовая машина?
Гарантия на узлы какая?
Ремонт как проходит — на месте эксплуатации или еще где?
Отличная подача информации, спасибо.
Продолжайте
А БелАЗ в космос отправить сможете? )
Шутка. Хотя если подумать...
По поводу микроконтроллера с 18-ю ШИМами — правильнее в этом случае ИМХО было бы поставить ПЛИС и управлять всеми ключами от нее. Мы так давно делаем — простенький Спартан-6 легко справляется и с опросом АЦП от датчиков тока и напряжения с частотой 200kSps и векторным управлением 3-х уровневым инвертором, и попутно всеми быстрыми защитами.
Алгоритмы управления моделируются в Simulink и с помощью автоматического генератора кода запихиваются в железо.
По поводу дополнительных испытаний — а на ЭМС что, не испытываете?
Тут дело не в курсе и цвете, а что больше подходит в рамках данного проекта. У вас серийные объемы небольшие, а вот этот первый проект — это вообще демонстратор, за который вам могут заплатить, а могут и нет. Поэтому стоимость железа — ваших плат и микроконтроллеров, минимальна, а стоимость инженерного времени и сроки — значительны.
В этом случае на ПЛИС было бы дороже по железу, но гораздо дешевле по срокам и общим вложениям в проект, а главное — вы бы получили запас по возможным концепциям, без необходимости итераций, о которых вы говорите.
Ну это только малая часть всех испытаний. Наносекундные, микросекундные помехи, по проводам, по воздуху, по сигналам питания и измерений…
Позволяет получить уверенность, что ваша система управления не засбоит сразу же на стенде с реальным двигателем.
Вы ошибаетесь. Любая сертификационная лаборатория обладает достаточным количеством тестового оборудования, которое может легко имитировать помехи хоть от в пяти метрах стоящей искрящей радиопередающей станции в мегаватты.
А ваша реальная установка "проще" только до того момента, как вы, благодаря своему збойнувшему по питанию контроллеру, спалите всю силовую электронику на 700кВт и 3-5 тысяч баксов (как у вас IGBT модуль на фотографии), а в худшем случае и весь двигатель. Дешевле? Не думаю.
Это как про разговор про численное моделирование, только здесь моделирование помех идет физическое. Но никто не знает, какие и где на самом деле рождаются помехи до того, как силовой блок включили, и такое исследование очень может затянуться.
Вот прострелять помехами блок целиком извне, чтобы сертифицировать его установку куда-то — это да, обязательно, но внутри блока имитировать помехи всего на всё… Вы таким занимаетесь? Было бы очень любопытно почитать про это, напишите статью, пожалуйста. Может быть у нас культура инженерного искусства в этом отношении не слишком развита, поучимся.
Кварцевые генераторы на разных контроллерах немного разные
А почему бы не тактировать все три контроллера одним внешним сигналом?
Шикарные пульсации — я даже знаю, как примерно это у вас звучало, т.к. доводилось в подобных измерениях на таких же мощностях участвовать. :)))
Встречались ли вы с такими вещами?
Например, руководитель у Вас спрашивает про сроки и про материалы необходимые для этого.
Вы ему говорите про
для рабочего первого образца нужно закладывать как минимум двоекратное, а лучше троекратное количество комплектующих – потому что часть оборудования взорвется, а часть придется выбросить как неудачное решение.«Руководитель смотрит на Вас с круглыми глазами»
И так же когда происходит
… Это сильно отбросило нас назад по срокам сдачи проекта.«Руководитель входит в агрессивное состояние с руганью»
И после каждого такого момента он у Вас спрашивает(задаёт риторический вопрос, не прямая речь) «ТЫЖ СПЕЦИАЛИСТ?»
Какая у Вас реакция? Бывает ли такое? Как удаётся такие моменты уладить? Или просто руководитель Ваш всё понимает и знает?
Спасибо за ответы)
А расскажите, пожалуйста, по какому принципу ведется управление 3 обмотками?
Допустим если регулируемая величина скорость, то один ведущий с регулятором скорости, а другие ведомые получающие задание от ведущего-какой ток обеспечить(выход регулятора скорости)… Тут я так понял мы стабилизируем момент, поэтому они могут работать независимо друг от друга?
Спасибо! А датчик Холловский общий для трех обмоток, который на 36 меток, или еще иногда делают, на каждую обмотку свой датчик с 3 выходами… И еще я обратил внимание у Вас есть датчики напряжения по выходам преобразователя, они для защиты нужны?
Я по вашим начальным статьям понял, что датчик Холла имеет 3 выхода, те 3 метки на оборот, а у Вас какой то специальный видимо стоит, с 36 метками?
А что касается измерения напряжения, как можно измерить напряжение на периоде шим и учесть мертвое время? Это нужны спец датчики, у нас в институте этим занимались на Плисине
Вы еще в статье писали, что меняете частоту шим, это нужно если резко меняется нагрузка?
Спасибо) Опубликуйте статью по управлению ВиДами. Тяговые характеристики лучше, чем у АД, стоимость ниже, пусть и преобразователь дороже… Очень мало информации, а двигатели весьма интересные, странно, что на западе о них ни слова, либо это секретная разработка там
Интересно узнать о формулах, описываемых двигатель… Допустим в диссертации http://motorcontrol.ru/wp-content/uploads/2015/11/Drozdov_diss.pdf везде фигурирует sqrt3 при переходе двузфазного к трехфазному обобщению, при вычислении момента, тогда как в pmsm вроде это делается через коэф. 3/2
Sqrt3 это сохранение мощности, а 3/2 с сохранением амплитуды? Тогда как правильно момент считать, везде пишут что 3/2, а в Диссертации sqrt3… Момент он же уже физическая величина...
Если используется sqrt3 значит до этого в преобразованиях координат тоже фигурировала эта величина, а если 3/2, то значит через 3/2 делали преобразования?
Здравствуйте! А как Вы заводите токи в систему управления? Есть три триады, а су одна, сдвиг на каждую в шим модуле…
Те Вы берете средний ток в трех триадах(суммируете и делите на число фаз)?
Спасибо, а не могли бы Вы рассказать про регуляторы, которые выравнивают перекосы… После регуляторов тока, у Вас формируется задание на напряжение, где каждая триада получает напряжение со своим сдвигом… А куда засунуть доп регулятор фаз? Его задача выравнивать токи? Те идет уменьшение напряжения на триаду, где расходуется больший ток?
А это п регуляторы или пи?
Мне нужно 3 пч управлять одним асинхронником в режиме v/f, подскажите, пожалуйста, как лучше организовать управление…
Извините, есть 3 преобразователя частоты с питанием от разных трансформаторов, и они должны работать в параллель на один двигатель в режиме v/f
А тогда сможете, пожалуйста, рассказать или дать ссылку про выравнивающие регуляторы… Основная задача выровнять токи. Я это вижу так(допустим две обмотки статора) сравниваем токи всех фаз по оси d и q, находим максимальный и минимальный(d и q), дальше из максимального вычитаем минимальный и эту разницу прибавляем к заданию напряжения по оси d(Id1max -Id1min) и q с каким-то коэффициентом
Я имею ввиду токи d,q одного статора и другого. Находим максимальный и минимальный, разницу заводим в напряжение...
Да вот мне и сказали на кафедре, надо делать выравнивание токов… Я думал ведущий задает напряжение, а два ведомых через pll подстраиваются под фазу. С этим ясно, но токи то будут разные и чтоб их выровнять нужны специальные выравнивающие регуляторы… Поэтому я и подумал, что Вы расскажите в общих чертах как работают Ваши параллельные регуляторы) Я думал снимать токи всех преобразователей( переходя в dq) и зная их величину выравнивать через задание напряжения в трех пч, по аналогии с Вашим проектом, Вам ведь тоже приходится выравнивать токи
Или идет суммирование токов по оси Q и D(3 триады)?
Как мы делали БелАЗ. Часть 2 – Лабораторные испытания