PWM para Motor Trifasico con PIC

[Lobo_Azul]

    Hola a todos en el foro, estoy aquí para realizar una consulta esperando que me puedan orientar para resolver mi situación. Quiero variar la velocidad de un motor trifásico, y se me ha ocurrido la idea de hacerlo con el módulo PWM que traen los PIC's (16F877 o 18F4550), sin embargo mi problema es la etapa de potencia, pues el módulo PWM lo he manejado antes con CCS, pero quisiera saber si alguien por acá tiene algún diagrama para poder conectar mis salidas PWM del PIC a la etapa del motor, he revisado algunos temas aquí en el foro donde proponen usar TRIACS, pero son temas de ya hace algunos años y al final no veo que se concrete algo, ojalá alguien pudiera postear un diagrama que sea seguro para poder implementar sin fallo.

También encontré un PDF donde usan el circuito integrado IR2130 o 3IR2110 (adjunto el archivo mencionado), donde proponen en la página 14 un esquema para el control por PWM mediante el PIC, sin embargo, quisiera saber experiencias de alguien que haya trabajado con estos integrados y saber si son fiables para dicho control.

Esperando como siempre algún tipo de ayuda agradezco su atención, gracias.

[alvaro2043]

    Hola a todos en el foro, estoy aquí para realizar una consulta esperando que me puedan orientar para resolver mi situación. Quiero variar la velocidad de un motor trifásico, y se me ha ocurrido la idea de hacerlo con el módulo PWM que traen los PIC's (16F877 o 18F4550)

Buenos dias Lobo_Azul asumo qe es un motor de induccion trifasico para estas aplicacion necesitas hacer algunas técnicas de control debido que para controlar la velocidad de dichos motores se necesita variar tanto el voltaje como la frecuencia del mismo y k=v/f donde k es la constante, con un simple PWM no es posible. Una cosita el sistema lo piensa hacer en lazo abierto o lazo cerrado. Si es lazo abierto puede utilizar control Escalar que es una técnica de control para dicha aplicacion tienes que trabajar con SPWM es la forma mas facil. si es en lazo cerrado implementa ya sea por Espacio vectorial o otras tecnicas mas avanzadas. Yo hace un tiempo implemente un variador de frecuencia que manejaba frecuencias entre 10Hz hasta 180Hz trabajaba SPWM control escalar, bueno era un integrado que ya venia para esa aplicación un integrado de Freescale el MC3PHAC. Con respecto a los IR2110 son driver que IR son para esta aplicacion, son de medio puente o el IR2130 que ya viene para manejar sistemas trifasico, En mi proyecto no implemente estos drives yo utilice los HCP3120 de Avago

[Lobo_Azul]

Muchas gracias por tu respuesta alvaro2043, creo que mi sistema será en lazo abierto, pues no necesito retroalimentación, lo único que deseo es colocar un pedal como el acelerador que traen los automóviles y mientras más se pise más aumente la velocidad de dicho motor, ¿crees que el control escalar que me mencionas y el integrado MC3PHAC de Freescale que me comentas me funcione para lo que yo deseo hacer?, gracias de antemano.

[alvaro2043]

si te sirve. este integrador trae para variar la rampa de aceleración por medio de un potenciometro y trae para variar la frecuencia hasta 128Hz es muy facil de implementar el circuito y te ahorras la programacion.

Con respecto al pedal toca mirar como se adecua esa señal ya que el MC3PHAC tiene 4 entrdas ADC ya de propósito especifico 1 para la rampa de aceleracion(0-5v), otra para la velocidad (0-5v) una de fallas y otra del BUS_DC

Para que es tu aplicación ya que me causa curiosidad el hecho de que quieras estar variando con un pedal

[Lobo_Azul]

Gracias por responder alvaro2043, quiero variar la frecuencia de este motor porque el motor va sobre una superficie metálica que vibra cuando el motor gira, si gira poco la vibración de la superficie es menor y si el motor gira más rápido la base metálica vibra más. Con respecto al integrado que me dices (el MC3PHAC) estoy mirando la hoja de datos y como bien me mencionas tiene 4 canales analógicos,  ¿mi pregunta es si este dispositivo se programa de alguna forma como los PIC's? ¿o cómo se habilitan los canales ADC? y si es así con que  Software, ya que yo tenía pensado hacer la conversión ADC con el PIC, y más o menos cuanto vale este integrado si me pudieras informar, gracias.

[Lobo_Azul]

Y oye, abusando de tu intelecto, me podrías decir cual es la diferencia entre el MC3PHAC y el HCP3120 de Avago que me comentaste de inicio, ¿o es que acaso son necesarios los dos para el control escalar que mencionas?, gracias.

[alvaro2043]

Hola lobo azul te voy a explicar lo que yo conozco sobre como variar la velocidad de un motor trifasico..
 
Todo el sistema lo podemos dividir en 3 etapas que para mi son las siguientes:
 
1- Una Etapa de control

2-Una etapa de adecuacion o aislamiento.

3-La Etapa de potencias

Voy a tratar de explicar cada una y vamos a ver que tan claro soy.

Etapa de control

Esta etapa es la que se encarga de realizar la conmutacion de los transistores del Inversor (Arreglo de 6 transistores ya sea MOSFET o IGBT) que conforman la etapa de potencia, al mismo tiempo esta etapa se encarga de las protecciones de sobre corriente o sobre tension, temperatura y tambien de la etapa de interfaz de usuario (LCD etcc) Pero lo principal es la conmutación de los transistores el cual se puede controlar por diversas técnicas de control, algunas la que te mencioné Escalar, Vectorial y entre otras. Todo esto si quieres lo puedes implementar en un Microcontrolador de cualquier fabricante llámese Microchip ,Fresscale,ATMEL etc.. Pero para eso debes de conocer bien el funcionamiento de la estrategia de control a implementar.
La otra es utilizando el circuito integrado que te nombré el MC3PHAC este integrado ya viene programado para esta aplicación (Control de motores trifasico) la estrategia de control es la Escalar con SPWM con inteyeccion de tercer armonico no tienes que programar nada en el data sheet de trae un esquema de como hacer el montaje. Como funciona conectas igual como esta en el esquema y listoo tienes tu etapa de control y sin tener que programar nada.. Ahora asi solo no vas a poder mover tu motor por eso se necesita las otras etapas que vamos  a ver como te la explico

Etapa de aislamiento o adecuacion

Debido a que el Microcontrolador (Ya sea el MC3PHAC o uno que tu programes) saca 6 señales PWM estas señales pasan a una etapa de adecuacion que la funcion es AISLAR la etapa de control con respecto a la de potencia y Aumentar el nivel te tension de 0-15v. ya que los integrados sacan tension de 0-5v Y un transistor para trabajar en este tipo de aplicacion necesita estar a un nivel entre 0-15v para que trabaje entre abierto y cerrado. en el mercado existen una variedad de dispositvo que hacen este proceso entre esos los IR21XX  de IR o los HCPL31XX de Avago, TLP250 de TOSHIBA y una cantidad de otros fabricantes. Estas señales ya con un nivel de 0-15V ingresan al inversor Trifasico el cual es la etapa de potencia.

Etapa de potencia

Esta etapa esta conformada por 6 transistores de potencias el cual tiene la funcion de convertir una señal continua la cual proviene de un convertidor AC-DC (Rectificador) en una señal cusi-senoidal o cuadrada +VCC -VCC que la frecuecnia de salida depende para el MC3PHAC se pueden lograr frecuencias de (10HZ hasta 180Hz)


Exitos

[Lobo_Azul]

Ok, gracias por tus respuestas alvaro2043, ya he comprendido lo que me explicas, voy a seguir verificando información para ver si lo que me propones me conviene, pues yo quería implementar el control trifásico con el PIC porque aparte quiero poner algunos pines de entrada y salida para programar indicadores y cosillas asi, gracias por tus respuestas.