Конструирование высокооборотного мотора аутраннера для скутера

[alexpv]

Здесь есть ответы на эти вопросы, http://www.avislab.com/blog/brushless09_ru/  Lebowski в похожем каскаде  использует дополнительные драйверы.

[Combatos]

[user]alexpv[/user], спасибо, я давно знаю этот сайт и конкретно эту статью изучил. Но ответа на мои конкретные вопросы там к сожалению нет.

[Alex75]

Можно оценить по модельному регулятору хода HK_HK-SS200ALV. У него стоят драйверы IR2101S:

Силовая часть состоит из трёх слоёв, в каждом по 18 транзисторов P0603BD. Всего 54 шт, т.е 18 - на фазу, 9 - на плечо:


Большего количества транзисторов в связке с IR2101S, по-моему, не встречал.
Посчитать суммарные параметры управления 9 этих транзисторов и сравнить с вашим случаем.

[mr.Dream]

[user]Combatos[/user], как альтернативу ir2101 можно использовать irs2186. У неё выходной и выходной ток по 4А на каждом плече полумоста. Я такую в своём 24-42 фетовом контроллере использую. Верхней ещё тестирую.

[alexpv]

Непонятен сам смысл вопроса. Думаю не зря в апноутах не указана методика расчета цепи затвора драйвера, типа подключай хоть напрямую. Тот же Лебовски упоминает что внутреннее сопротивление драйвера просто не позволит превысить максимальный ток перезарядки. Проблема в другом, медленная перезарядка (слабый драйвер - большое сопротивление резистора - большая емкость затвора) затягивает переключение, что приводит к росту тепловых потерь, однако уменьшает звон. И наоборот, быстрое переключение приводит к низким тепловым потерям, но увеличивает выбросы которые могут вывести каскад из строя  ( не по причине превышения тока перезарядки, а например по причине отрицательных выбросов на COM драйвера ).
Так что вопрос потянет - не потянет не имеет смысла без рассмотрения конкретного устройства. Китайские контроллеры по словам людей с endless-sphere сознательно сделаны на слабых драйверах и время переключения там большое, зато это позволяет использовать примитивный дизайн силовой части.

[Combatos]

[user]mr.Dream[/user], спасибо, хорошие драйверы(irs2186) вроде посоветовали (судя по даташиту). Похоже буду делать новый контроллер на них и IRFP4568 (18 шт.)

[Combatos]

[user]alexpv[/user], понял наконец суть благодаря Вам. Значит, рассчитав правильно резисторы в затворах (чтобы не превысить ток 2А для IR2110) можно без проблем повесить по 3шт. 4468 на плечо. Только они будут немного больше греться из-за динамических потерь, верно? 

[alexpv]

[user]alexpv[/user], понял наконец суть благодаря Вам. Значит, рассчитав правильно резисторы в затворах (чтобы не превысить ток 2А для IR2110) можно без проблем повесить по 3шт. 4468 на плечо. Только они будут немного больше греться из-за динамических потерь, верно?

в общем да, на avislabe есть методика подсчета насколько больше.

[mr.Dream]

[user]Combatos[/user], если хочется быстрей разряжать затворы - то можно использовать асиметричный эмиттерный повторитель. Заряжать через резистор, разряжать напрямую через коллектор-эмиттер транзистора усилителя. Так в принципе организовано в большинстве китай-контроллеров. И, как я понял, чтобы избежать возможного влияния плато Миллера, заряжают затворы через весьма большое сопротивление. В 18-фетовом инфинеоне на три транзистора один общий резистор аж 100Ом!
Первая попавшаяся схема (KU-63), вверху справа силовая часть:

[alexpv]

Эффект Плато Миллера вреден, и повышая сопротивление резистора заряда можно только усилить его влияние. Другой вопрос нужно ли в конкретном контроллере быстрое нарастание  заряда затвора. Здесь хорошо описан механизм этого эффекта  http://www.compel.ru/lib/ne/2008/11/6-upravlenie-izolirovannyim-zatvorom-igbt-osnovnyie-polozheniya-chast-1
Вообще говорят, что время включения (но не выключения) можно затягивать без особого увеличения потерь, видимо это связано с плавным нарастанием тока в нагрузке.

[Combatos]

alexpv, вот цитата из статьи из того же источника, что Вы привели:
"Если «токовые» причины отказа дают вре-
мя на принятие решения о защите, то перена-
пряжение такового времени не предоставляет,
поскольку для транзистора достаточно всего
несколько наносекунд, чтобы выйти из строя,
а за такое время ни одна защита подключиться
не успеет. Поэтому с перенапряжением следует
бороться превентивными мерами. Существует
два основных способа борьбы: активный и пас-
сивный. Активный подразумевает такое управ-
ление транзистором, при котором минимизи-
руются выбросы напряжения; сюда относится
и [b-b]плавное выключение[/b-b]. Активная защита, как
правило, подключается по мере необходимости,
а значит, не ведет к увеличению динамических
потерь в штатном режиме работы, но уступает
своим быстродействием и простотой реализа-
ции защите пассивной. Пассивная защита, в от-
личие от активной, включена всегда, независи-
мо от того, нужна она в данный момент или нет.
Данная защита реализуется двумя способами:
снижение dU/dt и ограничение. К первому отно-
сятся различного рода снабберы, ко второму —
ограничители и варисторы. Далее по порядку."
Сама статья во вложении.

[on4ip]

[user]Combatos[/user], Транзистор должен работать на максимальном токе без выхода из строя, а вот максимальный ток этот зависит от тепла и паразитных параметров схемы. Настройка силовой схемы это всегда поиск баланса между всем и всем. Обычно считается время по параметрам транзистора на номинальном токе и задается резистором затвора, имже определяется ток драйвера, потом на частичном токе можно посмотреть эпюр коммутации и определить выбросы напряжения, ну и оценить параметры схемы и по ним пересчитать все к току номинальному. Так получиться зона безопасной работы. Останется разобраться с теплом и еще парой тройкой проблем.

[alexpv]

alexpv, вот цитата из статьи из того же источника, что Вы привели:
"Если «токовые» причины отказа дают вре-
мя на принятие решения о защите, то перена-
пряжение такового времени не предоставляет,
поскольку для транзистора достаточно всего
несколько наносекунд, чтобы выйти из строя,
а за такое время ни одна защита подключиться
не успеет. Поэтому с перенапряжением следует
бороться превентивными мерами. Существует
два основных способа борьбы: активный и пас-
сивный. Активный подразумевает такое управ-
ление транзистором, при котором минимизи-
руются выбросы напряжения; сюда относится
и [b-b]плавное выключение[/b-b]. Активная защита, как
правило, подключается по мере необходимости,
а значит, не ведет к увеличению динамических
потерь в штатном режиме работы, но уступает
своим быстродействием и простотой реализа-
ции защите пассивной. Пассивная защита, в от-
личие от активной, включена всегда, независи-
мо от того, нужна она в данный момент или нет.
Данная защита реализуется двумя способами:
снижение dU/dt и ограничение. К первому отно-
сятся различного рода снабберы, ко второму —
ограничители и варисторы. Далее по порядку."
Сама статья во вложении.

Хорошая статья, полезная. Насколько я знаю в тех драйверах о которых мы говорим нельзя в реальном времени управлять временем включения - выключения ключа.  Соответственно постоянное плавное выключение ключа приведет к  потерям  ( ток ведь в это время большой).

[Combatos]

Давно не писал.. Я в смятении.. Заметил, после шлифовки статора (зазор был 0.5 - стал 1.5 мм) мотор как-то странно стал стартовать, не с нуля, а где-то с 30% газа, до 30 % гудит и не крутится (должен заметить, что в некоторых начальных положениях датчиков мотор стартует сразу). Но при этом с центробежным сцеплением скутер ехал, и довольно резво. Однако, мотор при этом греется нехило. Потом решил убрать (застопорить) сцепление - скутер при добавлении газа начинает сильно дергаться, и стартует при более 50% газа!? Что за хрень? Убрал блокировку сцепления, покатался, максималка 50, вроде все ок, кроме старта с 30% газа, мотор греется, но успевает охлаждаться крыльчаткой до примерно 50 градусов. Вычитал на форуме, что при подключении треугольником другое расположение холлов в отличие от звезды. Решил  попробовать подключить треугольником.. В итоге результат тот же, мотор стартует далеко не с нуля, и при оборотах, близких к максимальным (около 9000) ... БАБАХ! Контроллер приказал долго жить.. Автомат на 63А группы С не сработал, выгорели почти все транзисторы IFRFP4110. Когда разобрал контроллер, был в шоке - поплавленный корпус, куча капель припоя, прилипших к стенкам, отпаянные провода и много осколков транзисторов. Жуть, одним словом! Ладно, с контроллером уже понятно, буду заказывать Kelly наверное. Но что с мотором не так? Или с холлами?

[YTW200]

Я предупреждал: не следовало статор точить, это и тягу убавило и пластины меж собой позамыкало. А последнее вообще враг всех моторов (и блдс и асинхронов)
Добавлено 29 Май 2017 в 00:16
Для увеличения оборотов стоило не зазор увеличивать, а витков меньше намотать и сечение соответственно больше былоб (больше тока переварило б)

[Combatos]

[user]YTW200[/user], думаете мотору трындец? Так а в чем тогда причина плохого старта? Замыкание пластин???

[YTW200]

Ага. Причина нагрева там же.

[Combatos]

Сечение увеличил, намотал 5 витков вместо 7,  момент стал маловат. Сейчас 6 витков (2х1,6 мм диаметром), вроде и тяга ниче была,  и скорость в принципе.