Particularización a Máquinas Optimum y Quantum
Particularización a Productos comerciales.
En este capítulo se van a modelizar los motores de 450 vatios y 850 vatios de las máquinas:
- Torno Optimum 180x300 Vario (450 Vatios)
- Fresadora Quantum BF16 (450 vatios)
- Fresadora Optimum BF 20 (850 vatios)
Aunque como referencia documental, solo se incluirá el caso del torno Optimum 180x300 Vario, ya que el proceso seguido es el mismo.
A continuación, estos parámetros se incluirán en el código fuente de los microprocesadores, y mediante compilación condicional, podremos configurar nuestra placa para trabajar con cualquiera de estas máquinas.
Ni que decir tiene, que estos valores se adaptarán bien a cualquier máquina semejante, ya que los motores de continua de potencias similares y construcción semejante, tienen el mismo rango de parámetros en su circuito equivalente. Y al final, los valores de control siempre convergen.
Primeras pruebas con un Torno Optimum.
Hoy he realizado las primeras pruebas con el motor del torno Optimum 180x300 vario, el proceso ha sido el siguiente:
1º modelizar matemáticamente su motor.
Para que se estime la velocidad con cierta precisión, y de esta forma los reguladores PI actúen correctamente.
2º Conexionado del motor del torno, a la placa.
Todo ello llevado a cabo con conectores, fusible, etc que eviten posibles accidentes, cortocircuitos, etc.
3º Conectar la alimentación.
El motor ha arrancado sin problemas, y sin hacer el conocido ruido que produce la vibración de las chapas, por la pobre alimentación que ofrece la placa original. Esto nos ahorrará el uso del filtro LC que diseñamos en el foro, hace ya algún tiempo.
Sin embargo, no todo ha sido bueno: Durante la vorágine de las pruebas, que estaba realizando para verificar el correcto funcionamiento del nuevo estimador de velocidad, cometí un error fatal:
Sin haber colocado uno de los chips micro-controladores en su zócalo, conecté la alimentación de la placa. Esto hizo que el motor arrancase a velocidad máxima, con 315v, sin que nadie activase el relé que puentea la R de carga del condensador electrolítico........ Cuando me di cuenta de que el micro-controlador estaba todavía encima de la mesa, ya era tarde: La intensidad por esa R había sido muy grande durante demasiado tiempo, y la R se había dañado..... En fin, así son las pruebas.... mañana la cambiaré.....
Estos detalles son las que quiero ir viendo/corrigiendo, antes de fabricar una placa nueva, con las pistas corregidas, y que hasta hora he modificado a base de cortar pistas o soldar algún cablecillo.
Por otro lado, ya solo como observación, he detectado que tengo que verificar si la capacidad del Condensador electrolítico de filtro es suficiente para un motor tan grande como éste. Se me ha ocurrido porque he visto que en algún momento oscilaba la velocidad de giro del plato de garras, y pudiera ser por esto.
Giro de la máquina Optimum, en condiciones desfavorables extremas.
Ya he cambiado la R que quemé ayer accidentalmente, y he seguido haciendo alguna prueba.
El control funciona correctamente, aunque tengo que ajustar la rampa de aceleración en arranque, y todos los ajustes de ese tipo, para adaptarlos a este motor. Lo que más intrigado me tiene es el hecho de que de vez en cuando, la velocidad sufre una pequeña perturbación. En fin, habrá que pensar en ello.
Este vídeo muestra cómo el plato de garras puede girar a velocidad extremadamente lenta, y aún así el regulador PI funciona, de forma que si lo intento trabar, comienza a hacer más y más fuerza, para mantener constante su velocidad (en realidad, el par).
Cuando termine de ajustar el regulador, este efecto será mayor: Ahora se ajusta más lentamente de lo normal, para evitar situaciones que puedan ser peligrosas, o al menos molestas, durante las pruebas.
Aproximación de la gráfica Tensión-Velocidad
Creo que en esa gráfica, la velocidad se puede aproximar por un solo tramo, si no se es muy exigente. Desde luego, si solo se va a emplear para el control PI, y no para visualizarlo, creo que valdría definirla mediante la ecuación de una recta que pasa por dos puntos.
Esos puntos los tendrías que poner en los extremos, de forma que a pesar de no ser valores que estén entre los reales, en conjunto se minimizase el error. Matemáticamente se obtiene esa ecuación de forma automática aplicando "mínimos cuadrados", o con un nombre más bonito, mediante una "regresión múltiple".
Revisando el Estimador matemático de velocidad del motor Optimum del torno vario 180*300, de la fresadora Quantum BF16, y de algunas BF20.
Para crear un par resistente al motor, puedes poner el torno a mecanizar algo, claro... pero es más fácil sujetar con la mano en plato de garras, por una zona que sea completamente lisa, y ejercer una fuerza constante. En ese momento, leer en los polímetros la velocidad y la corriente consumida.
Esto hay que hacerlo con varias velocidades de giro de la máquina, para verificar que efectivamente el comportamiento es lineal.
Finalmente, se mide la Resistencia del rotor, simplemente midiendo con el polímetro en bornes del motor (el cual ha de estar ya desconectado de todo).
Con estos datos, ya tengo todo lo necesario para revisar/redefinir el Estimador matemático de velocidad.
He pedido prestado otro polímetro Fluke para poder volver a hacer el ensayo del motor de forma más cómoda.
Con un solo polímetro es complicado, porque no solo hay que poner el motor a girar una velocidad media conocida, y medir la tensión y corriente consumida, sino que conviene hacerlo creando un par resistente que haga que el motor trabaje en carga, y así la corriente sea mayor. Esto nos permite obtener unos valores más precisos para los coeficientes.
Bien, revisados a fondo los cálculos para determinar los parámetros del Estimador, los cambios son insignificantes...
// Parámetros del Estimador de la Velocidad del motor Optimum.
//#define _D1M 30.53 // Valor antiguo.
//#define _D2M 265.6 // Valor antiguo.
#define _D1M 30.28 // Valor nuevo.
#define _D2M 257.38 // Valor nuevo.
Luego ya puedo dar por definitiva esta parte del software.