Контроллер для щёточного двигателя

Автор Stan, 11 Янв. 2015 в 20:25

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Stan

Что доработать,  изменить в этой схеме, чтобы она работала на 60 -72 Вольт 5о Ампер,  в пике 1оо Ампер?
Мосфеты помощнее?
Схема 1

Схема 2

zap

#1
Ключи нужны 100-вольтовые, и чтобы по номинальному току хотя бы в полтора раза превышали максимальный ток.
Два IRFP4468 будет в самый раз (каждый долговременно тянет до 90А).

Далее, нужен преобразователь напряжения для низковольтной части схемы. На нижней схеме стоит КРЕНка, но её не хватит - у неё максимальное входное напряжение 40В. Вам понадобится преобразователь напряжения 100В -> 12В, например преобразователи на LM5009 хорошо себя зарекомендовали и в моих схемах, и у знакомых.

Ещё диод который параллельно с мотором надо умощнить и поднять рабочее напряжение. Что-нибудь типа MBR20100. Может два, не знаю, хотя мне кажется что одного хватит с головой.

Сопротивления в затворах ключей уменьшить с 10 до 4.7 ом.

В общем-то, это всё.
С уважением,
Андрей

Поражаю масштабностью некопмпетентность (ц) из лички

Stan

#2
Zap,  Спасибо огромное, Вам, как, я понял схема номер 2 больше по нраву..
Почему КРЕНка не выдержит? Коль она на сто вольт,  ведь,  у меня не больше сотни..
Нужна ли батарея конденсаторов,  в случае, если Li-po?
Как мосфеты будут греться предположительно?  Сильно?
Какой площадью,  кв. см. под них лучше радиатор?

zap

Описался - КРЕНка (и буржуйский аналог LM7812) на входе держит не более 40 вольт.
Мысли скачут впереди паровоза, миль пардон.
Первая схема от второй практически не отличается, но первая вообще не будет работать от напряжения выше 20В - пробьёт затворы силовых ключей, поэтому для управляющей части нужно делать понижайку до 12-15 вольт. И эти страшные батареи конденсаторов - фтопку, достаточно двух, один где-то на 10мкф в управляющей (малопотребляющей) части и одного (микрофарад на 1000) параллельно силовым ключам. Можно ещё в параллель каждому электролиту поставить по керамическому конденсатору с малым внутренним сопротивлением на 0.1-0.22 мкф, чтобы он гасил импульсы пока электролит раскочегаривается (у электролитов относительно высокая индуктивность, поэтому они не могут отдавать токи совсем уж сразу).
Мосфеты греться будут умеренно, если их посадить на радиатор. Радиатор можно сделать хоть из ненужного компьютерного, а то даже из куска люминевого профиля из хозмага. Размер, ну на глаз сделайте какой-нибудь... обдув важнее площади радиатора, если набегающий поток воздуха будет его обдувать то вообще отлично будет. Ну и как минимум не засовывать его в герметичную коробку, там он перегреется даже если всего доля ватта тепла выделяться будет.
С уважением,
Андрей

Поражаю масштабностью некопмпетентность (ц) из лички

Tygra

Я думаю кренка не сможет рассеять столько тепла. 100ма * 90в , 9вт , думаю будет жарить картошку.

sykt

Цитата: zap от 12 Янв. 2015 в 19:01

Первая схема от второй практически не отличается, но первая вообще не будет работать от напряжения выше 20В - пробьёт затворы силовых ключей, поэтому для управляющей части нужно делать понижайку до 12-15 вольт. И эти страшные батареи конденсаторов - фтопку, достаточно двух, один где-то на 10мкф в управляющей (малопотребляющей) части и одного (микрофарад на 1000) параллельно силовым ключам. Можно ещё в параллель каждому электролиту поставить по керамическому конденсатору с малым внутренним сопротивлением на 0.1-0.22 мкф, чтобы он гасил импульсы пока электролит раскочегаривается (у электролитов относительно высокая индуктивность, поэтому они не могут отдавать токи совсем уж сразу).
Мосфеты греться будут умеренно, если их посадить на радиатор. Радиатор можно сделать хоть из ненужного компьютерного, а то даже из куска люминевого профиля из хозмага. Размер, ну на глаз сделайте какой-нибудь... обдув важнее площади радиатора, если набегающий поток воздуха будет его обдувать то вообще отлично будет. Ну и как минимум не засовывать его в герметичную коробку, там он перегреется даже если всего доля ватта тепла выделяться будет.
1. Конденсаторы выбрасывать не надо. Их должно быть 10 000 мкф на каждый киловатт мощности.
    Чем меньше емкость одного конденсатора тем лучше. Керамических конденсаторов в параллель надо
    ставить сколько сможешь. Тут кашу маслом не испортишь.
2. Вторая схема моя. Мне не нравится. Не используйте её. Двухтактный усилитель на двух транзисторах
    не хорош. Лучше напрямую от драйвера работать. Она годится для малых мощностей.
3. Еще раз пересмотрите у меня схемы http://samodelkin.komi.ru/electron.html
   подберите что-нибудь другое. Может быть коллеги просмотрят и что критическое напишут.
Сайт популяризации технического творчества: http://samodelkin.komi.ru/index1.html

sykt

Цитата: zap от 11 Янв. 2015 в 23:10
Далее, нужен преобразователь напряжения для низковольтной части схемы. На нижней схеме стоит КРЕНка, но её не хватит - у неё максимальное входное напряжение 40В. Вам понадобится преобразователь напряжения 100В -> 12В, например преобразователи на LM5009 хорошо себя зарекомендовали и в моих схемах, и у знакомых.

Ещё диод который параллельно с мотором надо умощьнить и поднять рабочее напряжение. Что-нибудь типа MBR20100. Может два, не знаю, хотя мне кажется что одного хватит с головой.

Сопротивления в затворах ключей уменьшить с 10 до 4.7 ом.

1. Важно питание электроники. Я не успел разработать приличную схему для понижения с 72 до 15 вольт, хотя и начал.
Просьба выложить опробованную схему, если таковая есть.
2. Выяснил, что электронные трансформаторы для 12 вольтовых ламп освещения работают при понижении напряжения
до 55 вольт, но надо пересчитать трансформатор на пониженные напряжения. Можно поэспериментировать.
3. Диоды 150EВU02 подходят и достаточно дешевы. Можно запараллелить парочку. Я так делаю.
Сайт популяризации технического творчества: http://samodelkin.komi.ru/index1.html

zap

#7
Цитата: sykt от 12 Янв. 2015 в 21:33
1. Конденсаторы выбрасывать не надо. Их должно быть 10 000 мкф на каждый киловатт мощности.
Почему-то контроллеры для электровелосипедов обходятся по <1000 мкф на каждый киловатт мощности.

Цитата: sykt от 12 Янв. 2015 в 21:33
Чем меньше емкость одного конденсатора тем лучше.
10 конденсаторов по 100 мкф примерно эквивалентны 1 конденсатору по 1000 мкф во всём, включая внутреннее сопротивление.
Разве что суммарная толщина контактов побольше.
Для уменьшения внутреннего сопротивления надо, во-первых, брать конденсаторы с пониженным ESR (таких полно), во-вторых надо брать побольше номинал по напряжению, например вместо номинала 63В ставить номинал 100В и т.п.

10000 мкф на киловатт нужны только если очень низкая частота ШИМ (меньше килогерца).
На 100А/72В (7.2 кВт) при частоте 8кГц двух конденсаторов по 4700 мкф/100В хватит выше крыши.

Считаем. Энергия конденсатора E=C*U2/2. В конденсаторе на 4700 мкф, заряженном до 72В, запасено 0.0047 * 722 = 7.44 джоулей энергии. Если разряжать этот конденсатор не до нуля (естественно) а, скажем, до 68 вольт, то в интервале 68-72В из конденсатора выкачивается 0.0047 * (722 - 682) = 2.6 джоуля энергии. Если у нас частота 8 кГц (т.е. конденсатор заряжается и разряжается 8000 раз в секунду), то за секунду мы амплитудой в 4 вольта вытащим из конденсатора 2.6 * 8000 = 20800 джоулей; ватт это 1 джоуль в секунду, так что конденсатор на 4700 мкф разряжаясь от 72 до 68 вольт обеспечивает непрерывную мощность в 20.8 киловатт.

Понятно, что в реальности 20 киловатт мы не получим, тут вмешаются всякие неидеальности, внутреннее сопротивление конденсатора и батареи, сопротивления проводов и т.п. Тем не менее, 2 конденсатора (теоретических 40 кВт непрерывной мощности) хватит с многократным перекрытием.

Цитата: sykt от 12 Янв. 2015 в 21:33
3. Еще раз пересмотрите у меня схемы http://samodelkin.komi.ru/electron.html
   подберите что-нибудь другое. Может быть коллеги просмотрят и что критическое напишут.
А чем не нравится драйвер затворов из двух комплиментарных транзисторов?
Плохо работает или что? Мне самому такие использовать не приходилось - либо простейшие, состоящие из резистора и схемы быстрого разряда затворов на диоде либо PNP транзисторе (как здесь), либо уж сразу ставим отдельную микросхему драйвера затворов, благо не такие уж они и дорогие.

Маломощный преобразователь <100V -> низкое напряжение типовой, схема есть в даташите LM5009.
Вот мой преобразователь на 5 вольт из Геликона:

Чтобы на выходе получить 12-15В вместо 5, надо R25 увеличить килоом до 22х где-то.
Такой даёт до 150 мА (по даташиту), реально я использую не более 50.
Не греется абсолютно, работает как часы.
С уважением,
Андрей

Поражаю масштабностью некопмпетентность (ц) из лички

TRO

Мне вот интересно, что за детский электротранспорт с мощностью выше 3 киловат?
Может проще в ветку к взрослым дядям сходить, там на такие мощности, токи и напряжения давно уже разжовано пережовано?

Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором, и и МОНОКОЛЕСО

Stan

Накопал!..  Может у кого тоже необходимость имеется,  вот,  решение.. ЗА КОПЕЙКИ),  покупайте Друзья)..
http://ru.aliexpress.com/item/2014-New-Universal-DC6-90V-15A-PWM-HHO-RC-Motor-Speed-Controller-Module-Switch-To-Better/32226290233.html?recommendVersion=1
Что же такое!!!,  проще у Китайцев купить,  чем,  самому, печатку разводить,  паять..  Парадокс!).. 
Похоже она тоже на NE555, только мне все равно 15 Ампер мало(..
Подскажите,  возможно:
– надо в ней Мосфет(ов)..  добавить/поменять?..  На IRFP4468? IRFB4110? ..Или какой?
– диоды тоже нужны,  около двигателя,  поближе,  эти MBR20100 лучше заказать? или 150EВU02? Или какой?
– конденсаторы 10 ооо Мкф на 1 КВт двигателей,  тоже поставить? Или каких?
Почему заранее, спрашиваю,  хочу, просто сразу все оплатить,  пусть идет с Китая.. потихоньку)..
Что еще,  к этим контроллерам заказать? Подскажите пожалуйста) ..
Двигатель у меня 12ПИ1 он в пике и 6о Ампер кратковременно сьест)..
В постоянке ему на 60 Вольтах около до 15-20 Ампер комфортно..
Напряжение батареи Лития у меня 6о Вольт..
Мопед тяжелый будет
Спасибо всем,  откликнувшимся) ..
Помогите доукомплектовать контроллеры всем необходимым пожалуйста)

TRO

#10
Диоды не около двигателя, а в непосредственной близости к ключам, а то индуктивность проводов до двигателя выстрелит и током до спасительного диода добежать неуспеет как ключам уже хана.

Что касаемо двигателя, то ест то он есть, но не проще ему много не давать? В смысле сделать токоограничение. И требования к железу не такие запредельные будут.

Я вообще не понимаю что за помешательство на этом 555-ом таймере, есть же нормальные микросхемы с драйверами фета внутри, хотябы простецкая UC3841 (с ограничением тока).

Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором, и и МОНОКОЛЕСО

Stan

Цитата: TRO от 13 Янв. 2015 в 02:12
Мне вот интересно, что за детский электротранспорт с мощностью выше 3 киловат?
Может проще в ветку к взрослым дядям сходить, там на такие мощности, токи и напряжения давно уже разжовано пережовано?
У взрослых дядей все тааааак сложно)..
А надо найти простой и доступный путь!)..
Кто то из Мастер КИТ конструктора номер 4511 делает,  но,  он в два раза дороже сейчас,  чем  эта,  пусть и не мощная, но более, специализированая штука, чем регулятор светильника..

zap

Почему-то в большинстве подобных схем нет ограничения по току. Не является исключением из правил и контроллер с алибабы по ссылке выше.
Даже странно, почему так... :bw:

Китайскую схему очень тяжко будет переделывать.  Платка маленькая и хилая, от 60А она просто сгорит. Надо всё усиливать, ключи придётся на толстенных проводах припаивать снаружи....

Мне кажется, проще всё-таки самому спаять. Деталей всего ничего, зато сразу можно развести под корпус TO-247 (под два сразу в параллель).
Кстати, при параллельном соединении ключей лучше резистор в затворе сделать раздельный на каждый ключ, как во второй схеме (а не один резистор на все затворы, как у китайцев в велоконтроллерах). Первая схема вообще не годится для высоковольтной конфигурации - ключи сгорят ибо нет ограничивающего резистора в затворе.

Кстати, китайцы продают готовые контроллеры для коллекторных двигателей... не пробовали искать?
Вот, например.
Если мощности не хватит, их достаточно легко апгрейдить - меняете дешёвые ключи на более дорогие низкоомные, например IRFB4110.
С уважением,
Андрей

Поражаю масштабностью некопмпетентность (ц) из лички

Stan

#13
Искаль(..
Ценник, везде Ацццкий!..
Да и выход вроде не плохой нашел, усилю, подскажите, чем доукомплектовать?
Тот,  на который Вы ссылку дали на 48 Вольт, а у меня 68 Вольт - бортовое, полностью заряженное..
  (я с ним запутаюсь,  не разберусь,  я в электроннике деревянненький)..
Мне проще этот подпеределать,  учитывая, что он 5.5 раза дешевле.., подскажите, чем доукомплектовать?
— конденсаторы 10ооо Мкф на 100 Вольт? Полярные подойдут?  А если задний ход ничего им,  полярным не будет?

all_bud

[user]Stan[/user], обе схемы для вашего проекта в топку, плавали-знаем. если и использовать 555, то как генератор идеального пилообразного напряжения, а затем через ОУ получить ШИМ идельной частоты и скважности от 0-100%% и вот этот ШИМ пускать через драйвер с током до 1-2А на затвор каждого фета. Пару транзюков IRFP4468 хватит с головой. Ввести ОС по току и дело в шляпе. Для вашего ЭД частота ШИМ допустима в пределах 2500-5000Гц.
Строить е-байки, это вам не "байки" на форуме строчить.
Мой байк https://electrotransport.ru/index.php/topic,13368.0.html
Мой контроллер https://electrotransport.ru/index.php/topic,17507.0.html

DIVAS

Возвращаясь к конденсаторам по силовому питанию ШИМ-регулятора двигателя...

Важна не столько ёмкость, сколько внутреннее сопротивление (Equivalent Series Resistance, ESR). Большие ёмкости набирают потому, что у конденсаторов (как и у аккумуляторов) внутреннее сопротивление и ёмкость взаимосвязаны.

И ориентироваться тут правильнее не по мкФ/кВт, а по мкФ/А и мОм*А, т.к. одна и та же мощность может быть получена как при 10В 100А, так и при 100В 10А. Кроме того, нужно учитывать допустимые пульсации в системе, сопротивление батареи/электропроводки и другие особенности.

К примеру, если считать что использованы конденсаторы с очень низким сопротивлением (например, 10мОм), то 1000мкФ при 10А рабочего тока и ШИМе 8кГц в большинстве случаев более чем достаточно, хватило бы и четверти этой ёмкости, если бы нашёлся конденсатор на 220мкФ с таким же ESR=10мОм.
Но одно дело танталовый uLowESR конденсатор на 4В из стабилизатора питания процессора компьютера с ESR=10мОм(1000мкФ), и совсем другое дело какой-нибудь "обычный" алюминиевый электролитический на 200В с ESR=500мОм(1000мкФ).
Поэтому даже если по расчётам без учёта сопротивления достаточно и 220мкФ, то в реальности из-за большого внутреннего сопротивления часто приходится ставить и 1000 и 4700мкФ, потому что идеальных конденсаторов не бывает, особенно на высокие напряжения.

Конденсаторы на слишком большие напряжения применять не стоит, т.к. чем больше максимальное напряжение - тем больше ESR при той же ёмкости (и габариты больше). Некоторый запас по напряжению (хотя бы 10%) должен быть обязательно, но не в два раза.
Кстати, кроме "стандартного" ряда напряжений 25-35-50-63-100-160-200В, среди LowESR конденсаторов существует ещё много "нестандартных", таких как 30, 40, 45, 50, 55, 75, 80, 125В - это позволяет более точно подобрать соотношение ESR/напряжение, чтобы из-за лишнего запаса по напряжению и большого сопротивления не набирать вдвое больше ёмкости.

Что лучше - горсть мелких конденсаторов или один большой - нужно смотреть по их сопротивлению, они бывают очень разные. Но в любом случае, если есть uLowESR конденсаторы (танталовые или многослойная керамика) на нужное напряжение приличной ёмкости, то они будут лучше "обычных" алюминиевых электролитических.
Kugoo M4 Pro 18Ah (2020)

Stan

Цитата: all_bud от 13 Янв. 2015 в 10:29
[user]Stan[/user], обе схемы для вашего проекта в топку, плавали-знаем. если и использовать 555, то как генератор идеального пилообразного напряжения, а затем через ОУ получить ШИМ идельной частоты и скважности от 0-100%% и вот этот ШИМ пускать через драйвер с током до 1-2А на затвор каждого фета. Пару транзюков IRFP4468 хватит с головой. Ввести ОС по току и дело в шляпе. Для вашего ЭД частота ШИМ допустима в пределах 2500-5000Гц.
Я Вам в личку .. Две ссылки на контроллеры скидывал..
Поделитесь опытом,  Вашим удачным контроллером на Вашем тяжелом байке на двигателе 1ПИ12..

sykt

Цитата: zap от 13 Янв. 2015 в 01:37

Почему-то контроллеры для электровелосипедов обходятся по <1000 мкф на каждый киловатт мощности.
1. Практический опыт для взрослого электротранспорта. Ломали копья лет пять назад. Потом договорились и больше не обсуждаем. Ставим 10 000 на каждый киловатт.

2. Разумно частоту делать 3-5 киловатт. Как компромисс. Чем выше частота тем сильней борьба с нагревом. Известны контроллеры и на 12 килогерц, но при разгоне они всеравно работают на 3 кгц, потом повышают.

Цитата: zap от 13 Янв. 2015 в 01:37
А чем не нравится драйвер затворов из двух комплиментарных транзисторов?
Испытал двухтактыный выход с кт814/815, кт972\973 и ещё какие-то импортные. С ними
транзисторы грелись сильней, чем напрямую от драйвера. Поэтому решил, что не надо
ничего выдумывать.
Сайт популяризации технического творчества: http://samodelkin.komi.ru/index1.html