Regulace DC motoru střídou

[Lubor Otta]

Vím že tu před časem běžel podobný námět, mě nyní začala tato regulace zajímat pro dynamo 12V 200W na místě motoru, třeba pro pohon autíčka pro dítě.

Rád bych předložil k diskuzi několik svých závěrů, případně sehnal zájemce pro společnou realizaci mnou navrhovaného řešení.

1)Čím je dynamo specifické, jaký rozdíl by byl u motoru s permanentními magnety?
Hlavní rozdíl vidím ve vířivých proudech ve statoru. 
-U motoru s permanentními magnety se v permanentním magnetu žádné vířivé proudy neuzavřou, něco málo v plechovém plášti motoru. Rotor je z principu složen z plechů, tedy vše je OK. Právě rotor asi limituje mezní frekvenci zdroje na cca 500Hz. Asi zde budou platit omezení od opalování kartáčů, zmíněná v minulé diskuzi. Takovýto motor lze považívat jako by mněl v sobě integrovanou tlumivku.
-U výše zmíněného dynama je stator z masívního železa, a frekvence vyšší než 1Hz v něm naindukuje vířivé proudy. Závěr, do série s dynamem musím zapojit kvalitní tlumivku na feritovém materiálu se vzduchovou mezerou. S ohledem na malé rozměry tlumivky bude vhodné vylézt s frekvencí kam spínací prvky dovolí, řekněme na 100KHz.
-U velkého DC stroje s kompenzačním vynutím nevzniknou vířivé proudy, ovšem parazitní indukčnost rotoru je velmi malá, takže zase použít vnější tlumivku.

2)K regulaci střídou obecně. 
Chci regulovat DC motor s cizím (permanentním magnetem) buzením.
Od regulace očekávám tvrdou charakteristiku, změnu otáček o cca 10% při zatížení motoru. Regulaci nechci doplňovat zpětnou vazbou od otáček!
Kdybych motor reguloval ze zdroje napětí, je to bez problémů. Co při regulaci střídou?
-Předpokládám nejprve jednokvadrantový měnič, tedy spínač řízený střídou, ochranou diodu ze země, tlumivku, kondík a motor. V tomto případě je jistý minimální proud, tedy i zatížení motoru, od kterého regulace chodí podle výše zmíněných pravidel. Při úplném odlehčení bude mít snahu rozbíhat se na plno.
-Řešením je dvoukvadrantový měnič. Ten dobře zareguluje i při nezatíženém motoru, a jako bonus mi bude i rekuperovat při jízdě s kopce.

3)Pro dětský elektromobil se zmíněným dynamem mi tedy vychází následující koncepce:
-Dynamo ze starého osobního vozu 200W, zpřevodované na rychlost jízdy při 12V řekněme 10Km/Hod.
-Dvoukvadrantový měnič, (2 spínací tranzistory, s výběrem si zatím nevím rady) 2 shotky diody vše na 100KHz, tlumivka na 20A...
-Napájení autobaterkou.
-Řízení picem od Jirky.


Problémy:
Zkoumané dynamo je 4pólové, se 4-mi uhlíky. Nevím dost dobře proč je to tak, mám pocit že pokud póly statoru nebudou prostřídané, ale vždy 2 za sebou stejně pólované a uhlíky jen 2 dostanu obdobný výsledek. Snad jen že těmi 4-mi může projít větší proud, ale totéž dosáhnu silnějšími uhlíky. Laický odhad že 4-pólový stroj poběží na nižších otáčkách je nesprávný, platí jen pro AC motory. Další vysvětlení proč 4 póly je  že  2 póly tvořily rotační zesilovač, ale to u tohoto dynama myslím neplatí.

Dík za nápady a polemiku
Lubor