Совместный проект: проектируем контроллер PMSM

Автор dmmos, 28 Апр. 2008 в 02:04

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Creator

раз пошел такой серьезный разговор...

предлагаю кратко (и четко) сформулировать предложение по сотрудничеству к будущим Коллегам. кого зовем и для чего.

обязуюсь разместить объявления о наборе добровольцев на других ресурсах.
Электромобиль будущее, электровелосипед рулит

dmmos

Цитата: Creator от 29 Апр. 2008 в 00:04
раз пошел такой серьезный разговор...

предлагаю кратко (и четко) сформулировать предложение по сотрудничеству к будущим Коллегам. кого зовем и для чего.

обязуюсь разместить объявления о наборе добровольцев на других ресурсах.

Я бы сформулировал предложение так: уважаемые любители электротранспорта, если среди вас имеются программисты микроконтроллеров, особенно AVR или PIC, а также специалисты по механической сборке РЭА, просим рассмотреть ваши выгоды от участия в нашем проекте создания продвинутого контроллера бесщеточного двигателя, на базе которого возможно построение более индивидуальных решений. Также приглашаются желающие профинансировать определенные этапы проекта, такие как промышленное изготовление печатных плат и покупку радиодеталей.

i

#20
Цитата: ovling от 28 Апр. 2008 в 22:07
...Лучше, когда все приборы сами по себе...
Именно за это я и ратую.
Предыдущий мой пост был похоже воспринят как попытка запихать ВСЕ в одно устройство. Это заблуждение.
Черная дыра на картинке, это не отдельное суперское устройство, а некий набор проводов и приспособлений соединяющее разные блоки  в одно ТС.
Возьмем для примера электровелосипед. Мне захотелось поставить второе мотор-колесо. Значит надо тянуть провода от ручки газа, от датчиков торможения, от педалей и от батарейки. Значит надо разбираться в электропроводке велосипеда, в схемах подключения, в "лишних" проводах контроллера... Короче, задачка не для слабонервных.
А если мне понравиться прибор, что создадут в соседней ветке? Брать схемы, исходники и адаптировать к моему велику. Ведь у меня другое питание, другие сигналы, некоторых датчиков нет, зато есть лишние.
Таким образом, обмен между участниками форума возможен только на уровне идей и ссылок. И каждый будет вариться в собственном соку.
Выход на мой взгляд один: единый стандарт комуникации для всех устройств и блоков. Пример прикладываю.


ovling

ЦитироватьВыход на мой взгляд один: единый стандарт комуникации для всех устройств и блоков.

Вот с этим, я на 100% согласен. Посмотрите, сколько компаний выпускает мышки для ПК, а выход у всех один :) .

Как и обещал, выкладываю схему комутации обмоток бесколлекторного двигателя. Здесь ШИМ подается с другой платы (главного МК), а изображенный PIC только комутирует обмотки, сообщает про наличие/отсутствие ошибок, поворот ротора двигателя (для определения скорости вращения). Все просто и без выкрутасов :) . Выходные ключи изображены по одному, на самом деле их может быть до 6, с сумарным током 240А (по документам). Реально планирую 3 транзистора по 25А на каждом: и греться не будут, и перегрузки им не будут страшны :) . Плюс, оставлю место под ещё три, - можно будет сделать апгрейд :) .

Появилось пару вопросов по контроллеру:
- конденсаторы по 1 мкФ - достаточно для IR2110, или брать по-больше?
- какая мощность у выходных резисторов? По моим прекидкам, максимум 2Вт (пиковый ток в цепи ок. 0,28А).
- как лучше всего организовать защиту от КЗ и привышения допустимого тока? Схемотехнически. И где её лучше подключать? К каждой фазе, на аккумулятор или ещё как-нибудь?

С уважением,
Сергей.
Если вы скачали схему с интернета, спаяли и она работает - будьте уверены, работает неправильно :) .

Merakules

Цитата: dmmos от 28 Апр. 2008 в 02:04
Что мне сделать трудно: спроектировать и изготовить корпус (он же теплоотвод).

С корпуом могу покумекать, очень даже интересно, мало того я для своего ТВГ собирался делать корпус, так что готов заняться.
Сразу моу предложить, идею с вентилируемым принудительно корпусом. Т.е. вентилятор включается автоматически в зависимости от перегрева .
Единственное что мне нужно, для начала, это выделяемая тепловая мощность, дабы рачитать поверхности и размеры.
И еще я думаю корпус, давайте его назовем "Бокс" или для сокращения просто Б. Каждый новый вариант будем отмечать цыфрой, напримерБ1,Б2 и так пока невыберем самый подходящий, ну или как опция для покупателя внешнего вида.
Жду предложений, с уважением, М

i

Цитата: ovling от 29 Апр. 2008 в 14:40
Как и обещал, выкладываю схему комутации обмоток бесколлекторного двигателя....
Не понятно для чего сделана оптическая развязка. "Земля" общая, питание общее. 48В только на ключах. IR-ки держат до 600вольт.
Конденсаторы вольдобавки должны соединятся с нижними ключами. Они заряжаются через диоды, когда открыт нижний ключ.
Емкость этих конденсаторов должна быть достаточной для удержания напряжения открытия на затворе верхнего ключа на все время его открытого состояния. Обычно ставят 1 мкф, но требуют максимальный коэф. заполнения не более 98% (чтобы было время для подпитки кондера).
Сопротивления в затворах считаются по пиковому току, они его должны ограничить, а их мощность должна считаться по средней мощности тепловыделения, которая зависит от тока перезаряда емкости затвора. Так как этот ток имеет экспонентциальный характер, мощность сопротивления требуется гораздо меньше пиковой. Я использую чип-резисторы типоразмера 1206, их мощность приблизительно 0.25 ватта.

ovling

Земля разная, просто в протеусе, где я рисовал схему, только один значек земли. Логическая часть имеет свою землю, поэтому и поставил опторазвязку. А где общее питание? +5В само по себе, +12В и +48В сами по себе. Последние два действительно имеют общую землю, но там это необходимо.

Емкости включал строго по даташиту на IR2110. Вот только не знал номиналов. На первой микросхеме IR2110 ошибка, надо связать выход VS с стоком транзистора Q2. У меня почему-то VВ с ним связан. На остальных микросхемах все правильно. Ошибку исправил. Новый файл в приложении. Да и ещё, обратите внимани, на схеме у меня верхний ключ снизу, а нижний - с верху, получилось случайно, прошу прощения за путаницу.

За информацию по резисторам большое спасибо, пошел делать под них выводы. Я как начал примерять на вход одного биполярного транзистора два двухватных резистора, аж жутко стало: они раза в два больше биполярника. Мало того, рядом с ними стоит диод, который в разы меньше этиз самых резисторов. Посмотрел я на это дело, решил спросить, а то как-то смотрелось все это уж больно забавно :) .

С уважением,
Сергей.

Исправленная схема:
Если вы скачали схему с интернета, спаяли и она работает - будьте уверены, работает неправильно :) .

ovling

Посмотрел стоимость одного шунта на 100А ... Вопрос о том, куда подключать защиту прошу считать шуткой :) .
Думаю, стоит ставить один шунт - на аккумуляторную батарею.
Если вы скачали схему с интернета, спаяли и она работает - будьте уверены, работает неправильно :) .

dmmos

ЦитироватьЗемля разная,

Честно говоря, не вижу смысла в разделении земель.

ЦитироватьЗа информацию по резисторам большое спасибо, пошел делать под них выводы.

На самом деле, мощность резисторов надо считать из энергии заряженной емкости затвора, умноженной на удвоенную частоту ШИМ. В самом худшем случае Вы не получите более 0,1Вт. Например, в китайских контроллерах тут стоят вообще крошечные резисторы 0603. Кстати, я также не вижу никакого смысла в разделении токов заряда и разряда затвора полевиков через диоды. Я бы убрал, оставил один резистор. Да и в других моментах схема избыточна. И если не поздно, поменяйте морально устаревшие драйверы на более современные со встроенной защитой от сквозных токов. Иначе, если у Вас глюкнет программа МК, транзисторам может придти хана...

ЦитироватьЯ как начал примерять на вход одного биполярного транзистора

у Вас полевые транзисторы на схеме, не биполярные.

b1zero

а глюкнет МК точно,
например в момент включения.
и чета я не пойму, где ограничитель тока?

dmmos

ЦитироватьС корпуом могу покумекать, очень даже интересно

Спасибо за готовность к сотрудничеству!

ЦитироватьСразу моу предложить, идею с вентилируемым принудительно корпусом. Т.е. вентилятор включается автоматически в зависимости от перегрева.
Тут есть небольшой недостаток: если корпус вентилируемый, значит, есть щели. Если есть щели, значит, внутрь будет попадать грязь и, что гораздо хуже, вода. На самом деле, если применить транзисторы с малым сопротивлением канала (ссылки я давал) и мощные драйверы, чтобы снизить потери на переключении, то выделяемая мощность будет очень невелика. На досуге я сделаю моделирование в spice и назову точные цифры. Я тут давал уже ссылку на корпус, гляньте ее. Этот экструзионный корпус очень хорош, потому что в нем почти все уже есть: профильные направляющие для платы, удобная боковая плоскость для закрепления транзисторов и отвода тепла, при этом транзисторы будут стоят на плате, их не надо выносить на проводах. По сути точно такие же корпуса используют китайцы в своих контроллерах. Единственное, что требуется для этого корпуса - это пластина, замыкающая П-профиль (под нее направляющие в корпусе тоже есть, гляньте чертеж на сайте. И еще нужно торцевые заглушки вырезать. Ну и изготовить детали, прижимающие транзисторы к корпусу.

Вот, назовем это Б1.

ovling

#29
dmmos,

Схема с двумя резисторами и диодом была описана и рекомендована к применению в ветке про контроллер электро-таврии: https://electrotransport.ru/index.php/topic,69.0.html . Оттуда же я и позаимствовал эту идею.

Я посмотрел на предложеный Вами драйвер, и у меня начали зарождаться сомнения - вот данные IR21834, а в скобках IR2110.
- задержка перед включением 180-270 нс (120-150 нс),
- задержка перед выключением 220-330 нс (94-125 нс),
- время включения 40-60 нс (25-35 нс),
- время выключения 20-35 нс (17-25 нс),
- рабочий ток из/в 1.4А / 1.8А (2А/2А)
- да ещё и инвертированный вход нижнего ключа (мелочь, а неприятно :) ).

По таблицам IR хотел подобрать что-нибуть с защитой от сквозных токов и параметрами близкими к 2110, но ничего не нашел. У них из этой оперы только 218хх. Есть ещё 21091, но у того время включения почти 1 мкс!

Цитировать
Я как начал примерять на вход одного биполярного транзистора

у Вас полевые транзисторы на схеме, не биполярные.

Да, точно  :D . Очепятка вышла.

По глючности МК могу сказать только, что во всех современных контроллерах рекомендуется сначала включать логическую часть, а уже потом - силовую. В этом случае, проблем быть не должно.

Ограничитель тока будет на другой плате, там, где расположен МК, который генерирует ШИМ и который всем заправляет.

С уважением,
Сергей.

ЗЫ
Пока писал пост, решил посчитать, насколько нам критична скорость вкл/выкл:
Итак двигатель делает 3000 об/мин. 1 об=0,02с=20 мс. За время одного оборота мы шесть раз комутируем обмотки tком=3мс. Итак, за эти 3 мс драйвер должен включиться и выключиться. Блин, а я переживал из-за 600 нс :) . Да, для мотор-колеса это время больше, и составляет около 12,5 мс.
ШИМ у нас составляет, для примера, 5кГц. Итого, длина импульса - 1/5000 = 0,2мс.
Вывод: пошел передделывать схему.  :)
Если вы скачали схему с интернета, спаяли и она работает - будьте уверены, работает неправильно :) .

Merakules

Цитата: dmmos от 30 Апр. 2008 в 01:32

Тут есть небольшой недостаток: если корпус вентилируемый, значит, есть щели. Если есть щели, значит, внутрь будет попадать грязь и, что гораздо хуже, вода. На самом деле, если применить транзисторы с малым сопротивлением канала (ссылки я давал) и мощные драйверы, чтобы снизить потери на переключении, то выделяемая мощность будет очень невелика. На досуге я сделаю моделирование в spice и назову точные цифры. Я тут давал уже ссылку на корпус, гляньте ее. Этот экструзионный корпус очень хорош, потому что в нем почти все уже есть: профильные направляющие для платы, удобная боковая плоскость для закрепления транзисторов и отвода тепла, при этом транзисторы будут стоят на плате, их не надо выносить на проводах. По сути точно такие же корпуса используют китайцы в своих контроллерах. Единственное, что требуется для этого корпуса - это пластина, замыкающая П-профиль (под нее направляющие в корпусе тоже есть, гляньте чертеж на сайте. И еще нужно торцевые заглушки вырезать. Ну и изготовить детали, прижимающие транзисторы к корпусу.

Вот, назовем это Б1.

Я коряво выразился, корпус защита IP44  или PI54 те влаго непроницаемый, обдуваться корпус будет с наружи как радиатор прооцесора в компе типа БарибоН, те например теплосемник на транзюке и по спец трубкам тепло передается на внешний радиатор. Но это скажем так из разряда извращений. Я имел введу бонально обдувать корпус высокой оребренности, который либо находится в нутри некой аэродинамической трубы или прото с кулером который гонит поток воздуха в доль ребер. Почему с автоматическим вентилем? Я так прикинул что во время остановки и выключеном зажигании кулер доостужал корпус, малоли жара на улице, а ты в пробке перегретые силовики быстрей вылетят... если их необдувать. По поводу внутреннего охлаждения кишков можно взять на вооружение барибоновскую схему но уже с микро вентилятором в нутри контролера(циркуляционный режим) те как кондиционер в квартире. Один радиатор обдувается на улице а другой в замкнутом пространстве. Соеденены они вмете трубками с например эфиром(комповый принцып).

b1zero

да не настолько и сильно греются транзисторы, чтобы кулер использовать.
да и ребра особо большие не нужны.
так как предполагается, что плата контроллера будет внутри, корпус будет приличного размера
а значит и площадь теплоотвода будет большой.
я писал в соседней ветке, что китайский контроллер, с моим весом в 125кг, в горку, с
1квт движком нагревается вполне терпимо 50-55 градусов,
на улице 22 градуса, ну прибавь ещё 10 градусов - все равно нормально.
кроме работоспособности конструкции вы забыли ещё важную деталь
ЕЁ СТОИМОСТЬ.
вы представляете во сколько обойдется система охлаждения на тепловых трубках?
а если ещё и корпус медный забабахать?
Да вот ещё что, гдемо читал, сто скорость срабатывания транзисторов должна быть
в два раза быстрее необходимого. Почему - не помню.

Merakules

b1zero   если вы не глубокий и мудрый старец :) предлогаю перейти на ТЫ :)
согласен. тогда с корпусами вообще вопросов нет, нужна лиш термо паста рублев 30-50 стоит. Пошукаю в загашниках есть радиаторы от всяких там усилков и совковых магнитофонов. Если найду могу для эксперементов за так отдать. А корпус могу сделать прямо из них и изготовить коробки только пока незнаю где взять алюминий листовой. Хотя в свое врямя делал корпуса из пивныхбанок.
Кстати как насчет умной зарядки на 12,24,36,48 вольт(те с возможностью выбора напруги)? если в контроллер забанчить модульную возможность такой зарядки то было бы супер.

Master

Цитата: b1zero от 30 Апр. 2008 в 16:30
да не настолько и сильно греются транзисторы, чтобы кулер использовать.
да и ребра особо большие не нужны.
так как предполагается, что плата контроллера будет внутри, корпус будет приличного размера
а значит и площадь теплоотвода будет большой.
я писал в соседней ветке, что китайский контроллер, с моим весом в 125кг, в горку, с
1квт движком нагревается вполне терпимо 50-55 градусов,
на улице 22 градуса, ну прибавь ещё 10 градусов - все равно нормально.
кроме работоспособности конструкции вы забыли ещё важную деталь
ЕЁ СТОИМОСТЬ.
вы представляете во сколько обойдется система охлаждения на тепловых трубках?
а если ещё и корпус медный забабахать?
Да вот ещё что, гдемо читал, сто скорость срабатывания транзисторов должна быть
в два раза быстрее необходимого. Почему - не помню.

Греются-греются и очень даже нормально при токах больше 20 А
Тем более учтите, то что вы померили мултиметром, на входе контроллера, это средний ток
а через транзистор течет импульсный ток, который намного больше среднего
и при каждом переключении транзистора возникают дополнительное тепловыделение





b1zero

ну если учесть, что кпд контроллера 95-97%, то по любому тепловыделение маленькое,
а если на тепло рассеивается до 200 ватт - такой контроллер нафиг не нужен,
он на тепло будет работать, а не на мотор.
Тут, давеча, случайно в разговоре с приятелем, узнал любопытную весчь :bt:
Купил он какието хреновины, в общем втыкаются в землю около садовых дорожек.
Там, я так понял солнечная батарея, аккумулятор и сетодиод, днем заряжается от солнышка,
а ночью светит.
Посмотрел на то чем торгуют, и ничего не понял.
Идея собственно такая: повесить на скутер солнечные элементы.
Стоит себе - заряжается сам - полная халява.
У меня это вполне реально - пробег 5-10км, потом стоянка на 1-4часа.
По идее должно хватить для подзарядки.
Вопрос собственно вот в чем: кто нибудь щупал реально солнечные батареи?
Дадут ли они необходимый ток заряда?
Какова площадь элементов для реализации данной идеи?
Стоимость, думаю, не будет очень высокой, дабы приятель сказал, что покупал эти светильники по 160р за штуку.

LICC

Цитата: b1zero от 04 Май 2008 в 14:23
Вопрос собственно вот в чем: кто нибудь щупал реально солнечные батареи?
Дадут ли они необходимый ток заряда?
Какова площадь элементов для реализации данной идеи?
Стоимость, думаю, не будет очень высокой, дабы приятель сказал, что покупал эти светильники по 160р за штуку.
Попробую ответить, так как щупаю СБ переодически:)
СБ на 14В и ток 1А имеет размер 300*620*27 (Ш-Д-Т) На 48В надо 4 таких батарейки, каждая стоимостью 1500р. За 4 часа стоянки вся СБ даст 4А*Ч энергии на 2-3км, если ее не сопрут на той стоянке или не разобьют..... Так что думайте.
ездю на батарейках(с) http://evr-lab.pro/