Помогите довести до ума ШИМ регулятор

[sputnic1436]

Собрал я себе ШИМ регулятор для электромотора по этой схеме:
http://radiokot.ru/konkurs/15/

Только поставил более мощный полевик и встречно нагрузке диод шотки чтобы гасить выбросы электромотора + поднял рабочую частоту до 15 кГц + на микруху поставил защитный диод по питанию.

На активной нагрузке (лампа) форма сигнала была в норме но при испытаниях на электромоторе для лодки (коллекторный) выявились недостатки:
1. При регулировке с 0 до 8 деления все идет как и нужно (всего делений 10) - плавная регулировка от нуля до практически полных оборотов, высокочастотного шума нет.
2. От 8 до 10 резко падают обороты движка + появляется высокочастотный шум который слышно только когда движок в воде. Подымал движок и крутил в воздухе и при этом писка не наблюдалась (толи мощность на валу была малая толи вода усиливала звук).
Складывается такое ощущение что движок сам себя тормозит, но почему так и не могу понять... ведь диод я поставил и он должен был гасить выбросы обратной полярности. Диод прозвонил - он целый.

Просмотреть на воде форму сигнала на движке весьма затруднительно т. к. портативный осцил у меня сейчас не работает а включать на воздухе на полные обороты не рекомендуется и можность на валу в воздухе не получишь. В ванне крутить движок не рискну - можно залить соседей.

Подскажите в чем может быть проблема??????

[av-master]

Накладка частоты ШИМ на скорость движка(т.е частоту переключения коллектора). если частоты коммутации доходят до соизмеримых величин. . а вообще осциллограф должен бы помочь.

[варп]

sputnic1436 , сходи во сюда - https://electrotransport.ru/index.php/topic,14895.36.html , найди десять отличий в построении силовой части , и не собирай больше детсадовские схемы для достаточно больших мощностей....

[banz]

Посмотрите цепь питания чипа.
Если при нагрузках проседает питание или по питанию проходит помеха, у чипа может срабатывать защита по нижнему порогу напряжения питания.
Не помешало бы на VCC питание подать через дроссель с конденсатором (LC фильтр).

[zap]

2. От 8 до 10 резко падают обороты движка + появляется высокочастотный шум который слышно только когда движок в воде.

В схеме по ссылке отсутствует конденсатор по питанию. Соответственно, индуктивность двигателя "отстреливается" выбросами в блок питания, чем больше ток, тем мощнее выбросы. Я с таким сталкивался при наладке схемы ШИМ контроллера на HV9910, лабораторный блок питания от них начинал пищать и дёргаться.
Поставьте крупный конденсатор на входе схемы (чем мощнее двигатель, тем больше должен быть конденсатор). Примерно по 1000 мкф на каждый киловатт мощности двигателя, на напряжение не ниже 80% от напряжения питания. Желательно с низким ESR.

[sputnic1436]

Посмотрите цепь питания чипа.
Если при нагрузках проседает питание или по питанию проходит помеха, у чипа может срабатывать защита по нижнему порогу напряжения питания.
Не помешало бы на VCC питание подать через дроссель с конденсатором (LC фильтр).

Напряжение там если и проседает то незначительно (там аккум на 100 А*ч) - на максимальной мощности (когда мерял без ШИМ) просадка была порядка 0,3...0,5 вольт. Мерял вольтметром, можно конечно еще осцилом посмотреть что там по питанию твориться но опять таки - все упрется в двидок на воде и портативный осцил.

Еще есть такая тонкость - вот этот порог (гдето в районе 8 позиции), когда смотрел осцилом на активной нагрузке, это и есть примерно максимальная скважность ШИМа... оставшиеся 2 позиции я оставлял для перестраховки (чтобы уже наверняка открыть полевик на максимум)... т. е. на активной нагрузке скважность от 8 до 10 не изменяется (по крайней мере на активной нагрузке на осциллографе этого не видно).

Накладка частоты ШИМ на скорость движка(т.е частоту переключения коллектора). если частоты коммутации доходят до соизмеримых величин. . а вообще осциллограф должен бы помочь.

Возможно и накладка - попробую повысить рабочую частоту до 20 кГц...
Прийду домой - попробую еще подключить другой коллекторный движок к ШИМ... правда он менее мощный, включу на холостую и в воду его не погрузить но хоть можно будет посмотреть что на выходе ШИМ твориться...

Поставьте крупный конденсатор на входе схемы (чем мощнее двигатель, тем больше должен быть конденсатор). Например, в элвельных контроллерах стоит 470 мкф на мощности до 500Вт, 1000мкф на мощности порядка киловатта.

Тогда скорее всего нужно будет еще стабилизатор напряжения поставить а заним этот кондер т. к. если просто его повесить на питание при токе 36 Ампер этот же электролит мгновенно разрядится через тот же движок и толку от него будет мало.

[zap]

Не нужен никакой стабилизатор, просто повесьте конденсатор и всё. Он компенсирует внутреннее сопротивление источника питания и проводов, а также их индуктивность, а также будет поглощать выбросы. Вольтметром Вы там ничего не увидите, вольтметр показыват среднее напряжение и не видит выбросов, абсолютное значение напряжения неважно, хрен с ним, пусть проседает.

Конденсатор не успеет "разрядиться через движок", при такой частоте, а за период включения ШИМ он обратно успеет зарядиться под завязку.

[nikvic]

Не вижу на схеме обратного диода. Для чисто резистивной нагрузки можно обойтись и без, для индуктивной - обязателен.

Диод ставится от выхода "минус" к выходу "плюс". Без него при отключении ток "под большим давлением" найдёт себе дырочку куда-нибудь не туда.

[zap]

Мосфеты без обратного диода уже лет 20 как не выпускают
У силовых мосфетов всегда есть обратный диод - особенности технологии изготовления.

[sputnic1436]

Не вижу на схеме обратного диода. Для чисто резистивной нагрузки можно обойтись и без, для индуктивной - обязателен.

В первом сообщении я указал те изменения которые внес в схему, в том числе и диод Шотки также установил.

[nikvic]

Не вижу на схеме обратного диода. Для чисто резистивной нагрузки можно обойтись и без, для индуктивной - обязателен.

В первом сообщении я указал те изменения которые внес в схему, в том числе и диод Шотки также установил.

Ок, проехали 

Лодочный движок? Около 3000РПМ, десяток (больше?) ламелей, переключение - 500Гц. av-master не зря интересовался частотой ШИМ.
Добавить 1000мкФ параллельно нагрузке?

[all_bud]

у вас схема на 555 таймере или на ШИМ микрухе? может частота слишком большая?, какие максимальные обороты двигателя по паспорту? может моська не успевает закрываться (поставить обратный диод  в затвор)? может применить составной драйвер или готовый вмострячить? транзистор мосфет какой? отфильтровать и стабилизировать питание слаботочки не пробывали?

[варп]

Доведение схемы до " ума " может занять время , в зависимости от опыта доводителя - от нуля и до бесконечности....

[sputnic1436]

Лодочный движок? Около 3000РПМ, десяток (больше?) ламелей, переключение - 500Гц. av-master не зря интересовался частотой ШИМ.   

какие максимальные обороты двигателя по паспорту

Частоту вращения двидка не знаю... перед покупкой пробовал найти эту информацию но тсчетно - на бензиновые еще приводят обороты а вот на электро вообще - табу причем у разных производителей.

у вас схема на 555 таймере или на ШИМ микрухе

Используется специальзированная микруха UC3843.

Пробовал также и на 555 собирать, но дальше стола я ее не использовал - слишком много у нее недостатков с которыми я не хочу мириться.

может частота слишком большая?,

На одном из форумов несколько человек писали что уводили частоту ШИМ для электромотора за предел слышимости, поэтому думаю что частота в 15 кГц будет не слишком большой (ну а практика покажет, жаль что чтобы перепаять пару деталек нужно ехать домой, разбирать, паять а затем снова на речку - это значительно затягивает наладку).

транзистор мосфет какой?

Если память не изменяет IRF1405 (сейчас на работе - не могу проверить)

отфильтровать и стабилизировать питание слаботочки не пробывали?

Нет еще не пробовал, но обязательно попробую.

Доведение схемы до " ума " может занять время , в зависимости от опыта доводителя - от нуля и до бесконечности....

То само собой... и у меня это время как я чувствую растянется на долго...
Ведь проблема в том, что чтобы все в сборе опробовать (ШИМ + движок) нужно выехать на реку, поставить на лодку а там не осцила, не паяльника... а эти недостатки выявились при первом выезде с ШИМ... доработаю цепи питания, смещу рабочую частоту ШИМ и буду выезжать во второй раз испытывать. Благо ШИМ не встраивал в движок а делал как приставку - не заработало как положено - переключил клеммы и ездишь в штатном режиме (галетный переключатель + расящие резисторы).

[варп]

sputnic1436, прямым текстом тебе говорю - дурью не майся - микросхему которую ты используешь , для твоих нужд не предназначена , они прекрасно работают в штатном режиме , а здесь , без нормального сигнала обратной связи , она не будет нормально работать НИКОГДА...Простота схемы - обманчива...Лучше - изучи и используй TL494 ...Не теряй время на всякую х...ню.

[nikvic]

Есть и практическое решение вопроса. Вместо ШИМа с большим заполнением врубать движок, минуя "всех ентих глупостеф". Типа ручки с упором в большую красную кнопку 

[sputnic1436]

она не будет нормально работать НИКОГДА...Простота схемы - обманчива...Лучше - изучи и используй TL494 ...Не теряй время на всякую х...ню.

Хорошо, тогда задам вопрос по другому - у Вас есть проверенная хорошая схема... ведь я уже 2 ШИМа уже собрал... собирать третий дабы потом и ее пустить под разбор не хочется.

[варп]

Браво ,  nikvic ! У ентих лодок скорость такая, что тумблер рулит ...и не дай Бог - ветер поднимеся....
sputnic1436,я  же тебя уже к ней посылал , выше посмотри....

[av-master]

Или готовое решение: с тумблером, т.е. релюхой )))
https://electrotransport.ru/index.php?topic=14895.msg210640#msg210640

[all_bud]

ТС у вас схема спаяна по рецептам даташита, она должна работать если вы не перепутали что то в ней, стабилизируйте и отфильтруйте питание микрухи, осциллографом просмотрите выход ШИМ на всех режимах, вот тогда и будет ясно где кто когда,  мосфет без дровов может пахать там ток на выходе до 1А 3843, подтяните затвор моськи к земле резюком. проверьте схему, мож транзистор не так впаян, ШИМ он и в африке ШИМ.
3843 посадите на 10в (при включении двигателя на полную нагрузку будет просадка по питанию и 12в в слаботочке получить стабильных не получится) питания через кренку, мосфет поставьте с логическим включением от 5в.

[sputnic1436]

Значит будем работать в 2-х направлениях:
1. Пытаться доработать свою схему
2. Попутно собирать схему с релюхой

Еще такой вопрос - что можете сказать об этой схеме:
https://electrotransport.ru/index.php/topic,4352.msg60387.html#msg60387

Может ее собрать вместо релейной схемы? Что лучше?
Правда как я понял прийдется корпус мотора тогда вскрывать дабы провести третий провод, что не очень удобно т. к. движок на гарантии.

подтяните затвор моськи к земле резюком

Какой номинал резюка должен быть ? В релейной схеме стоит 12 кОм...

мосфет поставьте с логическим включением от 5в.

Несовсем понял эту фразу... дело в том что с мощными полевиками до этого я вообще не сталкивался, как в прочем и с другой "сильноточной" электроникой... а тут понадобилось.
Что Вы порекомендуете поставить?

[варп]

sputnic1436 , ты сначала тему прочти  и разберись - для чего она там(реле ) ...Моск сначала напряги...

[sputnic1436]

Ну а что тут непонятного - для шунтирования полевика с резисторами на полном газу... т. е. чтобы исключить рассеивание на тепло на полевике и резисторах и выжать как говорится максимум.

Ну а по работе реле они используют чтото типа плавного разгона - без реле разгоняется плавно а когда уже выходит на режим то подается вся напруга на движок...
Но если перестроить чтобы это реле срабатывало на почти максимальных оборотах то мне это тоже пойдет в дело - при включении реле буду идти на максимальной скорости, что для переездов с места на место на лодке не маловажно.

[all_bud]

http://www.compel.ru/catalog/discrete/transistors/mosfet/#filters

вот выбирайте себе транз с U затвора от 5 до 10в. да и частоту то снизьте, моська только спасибо скажет, сделайте 5-10КГц. пусть пищит, зато собаки не покусают))
п.с. это при условии кренки на 10В в слаботочке.

[sputnic1436]

Спасибо за табличку и помошь... у меня получается с 10В затвором стоит - можно будет и не переделывать.
Хотя с другой стороны кренку на 12В я не поставлю... 9Вольтовой кренки может быть маловато чтобы открыть... ну подберу чтото аналогичной на 10-11 вольт или поставлю регулируемый и подберу напругу.

Насчет снижения частоты для меня это не подходит т. к. не хочу ездить и чтобы движок пищал (если он также пищит как и в моем случае то лучше выходить за пределы слышимости т. к. ездить я могу часами). да и рыбу низкая частота тоже может отпугивать.
Почитав форумы по электромоторам я наблюдал четкую тенденцию - все уходят за предел слышимости... даже минкота с своим фирменым ШИМом работает на 22 кГц

[av-master]

бред полный. гармоники что 16 что 22 будут слышны. особенно в воде и особенно рыбам ))
сделайте 400Гц.

[варп]

Ага , и винт от мотора надо из воды вынуть , чтоб рыб не пугал.....

[sputnic1436]

Скажем так - когда едешь на электромоторе то его вообще практически не слышно даже тому кто им управляет - это же не бензинка...
Гдето выкладывали даже иностранное видео как парочка на берегу во всю занимаются сексом а человек проплывал метрах в пяти на электромоторе так они даже не услышали его

А вот когда идет писк то его я довольно отчетливо ощущаю... причем писк у меня было слышно только с 8-го по 10-е деление (плюс наблюдается в этом интервале значительное снижение скорости которой там быть не должно) а 0-8 писка небыло слышно.

Да и не зря же минкота делает ШИМы на 22 кГц, наверняка они тоже пробывали низкую частоту т. к. на ней потери меньше но остановились именно на 22 кГц.
Вот только их ШИМ стоит без пересылки порядка 140 зеленых.

А от гармоники думаю то некуда не деться, но гармоника должны быть гораздо меньше чем основная частота.

[варп]

Ничего там не пищит , расслабся , но сначала - запусти как есть , а потом решишь - надо чего менять или нет....
Там сам ШИМ собственно - три инвертора - буда уж проще?

[banz]

Добавить 1000мкФ параллельно нагрузке?

Ни в коем случае.
А по питанию добавить обязательно и поближе к ключу.

[zap]

Хорошо, тогда задам вопрос по другому - у Вас есть проверенная хорошая схема... ведь я уже 2 ШИМа уже собрал... собирать третий дабы потом и ее пустить под разбор не хочется.

Конденсатор подключили, не помогло?

[sputnic1436]

Проверить на родном моторе смогу не раньше выходных...
Если найду в гараже коллекторный движок то попробую хоть на нем, но раньше чем завтра не получится и там гораздо меньшая мощность.

[nikvic]

Мосфеты без обратного диода уже лет 20 как не выпускают
У силовых мосфетов всегда есть обратный диод - особенности технологии изготовления.

В  одноключевом  DC-DC этот диод бесполезен - он идёт от  плюса нагрузки к плюсу источника. А нужен - от минуса нагрузки к плюсу нагрузки.

[sputnic1436]

В общем вердикт такой - вся проблема в рабочей частоте...
Понизил частоту и все пошло как по маслу а на высоких частотах увы работать не хочет... ну да ладно... на пониженной частоте шум от рабочей частоты шима еле еле слышен в некоторых положениях рукоятки и то этот шум ниже чем работа самого мотора в разы поэтому на это можно не обращать внимания (и если специально не прислушиваться  и не подбирать скорости то и не услышишь).
Это не то что в прошлый раз - когда едешь почти на максимальных оборотах  а всем в радиусе 5-7 метров высокочастотный шум от движка в воде и значительная потеря мощности - видать таки полевик не успевал переключаться.

Всем спасибо за советы - я думаю что  основная проблема решена остальное уже доведу сам до конца.

[TRO]

sputnic1436 Вы бы хоть это, поделились бы опытом эксплуатации, сказали что за движок (какой мощности), сколько он у вас потребляет на полном ходу, скока весит, родной ли  винт или нет, схему бы свою хотябы зафотали с проводами и детальками.

Делитесь опытом вобщем, а то ко мне то-же мотор едет с таобао ET54 http://item.taobao.com/item.htm?id=5263046711 (чисто подводная часть) весом 5кг, хочу подводный скутер на липольках заделать, думаю не слишком ли мощный взял.

[варп]

 TRO, вот так всегда - придут , спросят , сделают чево-то-там , и результатами не поделятся ...приходят другие наступившие на те же грабли , и всё повторяется....

[sputnic1436]

TRO, вот так всегда - придут , спросят , сделают чево-то-там , и результатами не поделятся ...приходят другие наступившие на те же грабли , и всё повторяется....

Что я делал все я описал, описал и грабли - рабочая частота слишком большая ( порядка 15 кГц... снизил частоту и все заработало должным образом (частоту не мерял, просто подпаял в паралель еще кондер на половину меньшей емкости).
Базовую схему я выложил в первом сообщении... также описал, что я в ней менял.

Единственное что я не указал это тип мотора - минкота 34 (12 вольт, максимальный ток 34А).
Реальный ток не мерял, т. к.  по отзывам в инете ток на минкоте соответствует заявленому.
Также в инете есть токи для каждой из 8-ми скоростей для минкоты 30 (отличия будут минимальные т. к. разница максимального тока всего порядка 10-12%).

Вес точно не помню... примерно около 10 кг со штангой, румпелем и струбциной т. е. полностью в сборе, разумеется без аккумулятора

Скорость движения на 5 скорости на надувной 2-х местной лодке 2,6м. + аккумулятор + 2 человека - порядка 5-5,3 км/ч (по навигатору эхолота на относительно спокойной воде без сильных течений). На 3-й скорости порядка 3-3,3 км/ч.
С ШИМом замерять скорость нет смысла т. к. нет четких мерок как например в базовой комплектации где стоит галетный переключатель. Тем более на максимальной скорости я буду ставить реле которое будет блокировать ШИМ и пускать ток напрямую к движку минуя полевик.

Фотки думаю в принципе мало чем помогут но на всякий случай вот мой недоделаный ШИМ (будет еще реле + выключатель максимального хода (будет он просто включаться кнопкой либо при достижении какогото потребляемого тока включаться автоматически я еще думаю), добавлю вольт метр на LCD экране (чтобы примерно было видно сколько еще ездить можно - для него и оставил провод скрученый изолентой)):




Фотки первоначального варианта (который не работал нормально) поэтому на них еще нет электролита 1000*25В на полевике и ворого кондера на плате... но это в принципе мелочи... положительный результат был получен лишь снижением рабочей частоты ШИМа....

Если чтото я не описал, спрашивайте - постараюсь ответить по мере своих сил и знаний.

[av-master]

т.е. либо я был прав. либо транзисторы вверху не успевали отрабатывать маленький промежуток ( но нои бы сгорели )

А так поздавлямс. 

[sputnic1436]

Похоже что  таки "не успевал отрабатывать маленький промежуток" (второй то не транзистор а диод Шотки)... но а не сгорели скорее всего потому что я заложил сумашедший запас - как говорится чтоб уже наверняка выдержали все возможные издевательства.

[TRO]

Шотки как раз быстрые до нимагу.

Что касается моей схемы, то невижу препятствий её использовать на лодочном моторе, думаю именно эту схему(валяется от старого велопривода) буду сначала пробовать.

Ко мне как раз сегодня пришёл мотор(без надводной части), китайская копия 54 модели, вес 5 кг. По одним источникам номинальный ток 50А, по другим 70А. Пробовал прокрутить голый вал, крутится пальцами, такое впечатление что внутри за что-то с каждым оборотом цепляется, без разборки запускать небуду. Кстати из мотора торчит 4 провода, два силовых и два потоньше (пока предполагаю что это обмотка возбуждения, т.е. мотор наверное не на постоянных магнитах, что за его цену не феншуйно). Отложил на ближайшие пару недель, зашиваюсь.

[sputnic1436]

Скорее всего то не обмотка возбуждения а отводы от встроенных гасящих резисторов (сопротивление каждого по моему 0,7Ом - для минкоты 30... на Вашем движке могут номиналы отличаться но сути это не меняет).
Получается один общий + один прямо на движок и два через резисторы (т. к. ток через них будет меньше то и их сечение соответственно меньше).
Прозванивается обычным мультиметром .

[TRO]

Движок всё таки крутанул, на холостых 2.5А. Вал погнут, видимо мотор уронили голым валом под углом 45 градусов на чтото железное, есть на кромке вала вмятина характерная, и на пластиковой первой шайбе видно вмятину в сторону. Провода  которые тонкие забыл прозвонить с горя, да  и не нужны они мне походу.