Электротранспорт

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Расширенный поиск    

Новости:

Страницы: 1234>>ВсеВниз

Автор Тема: Совместный проект: проектируем контроллер PMSM  (Прочитано 30454 раз)

0 Пользователи и 1 Гость просматривают эту тему.

dmmos

Итак, господа форумчане. После того, как повторно сгорел мой контроллер, желание соорудить для него более достойную замену возросло многократно. Поскольку дело это не слишком простое и требует немалых затрат как времени, так и средств, предлагаю совместный проект. Сначала описываю общие идеи, которые могут быть реализованы.
1. И самое главное. Мотор питаем синусом, а не прямоугольниками, как во всех классических китайских контроллерах. Что этим достигаем: а) уменьшаем уровень шума, издаваемый двигателем за счет исчезновения гармоник основной частоты. б) увеличиваем КПД связки двигатель+контроллер, в теории процентов на 10. И наконец, в) повышаем надежность движка и электроники за счет отсутствия рывков крутящего момента.
Как это реализуем: берем за основу разработку AVR449: http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc8030.pdf Или эту: http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01017A.pdf
2. Если у нас имеется сравнительно мощный МК, заодно с его помощью релизуем еще несколько полезных вещей: а) круиз-контроль - добавляем кнопку где-нибудь рядом с ручкой газа. Разогнались до определенной скорости, нажали кнопку - контроллер поддерживает данную частоту вращения мотора. б) поддержание оптимальной скорости движения - можно реализовать длительным нажатием той же кнопки - контроллер будет поддерживать ту скорость, при которой пробег скутера максимален (теоретико-практическое обоснование этой идеи см. в моей теме "и мой электроник"). в) коррекцию угла опережения/запаздывания напряжения относительно сигнала датчиков. Есть у меня подозрение, что тем самым можно выжать из мотора еще несколько процентов КПД. г) рекуперация. Рекуперация при торможении, согласно некоторым подсчетам, может возвращать до 12% израсходованной энергии. Почему не сделать, тем более что для этого практически никаких доп. затрат не требуется?
3. Выбираем транзисторы в корпусе TO-247. И вот почему. Обычно китайцы ставят транзюки в 220 корпусе, но тут есть несколько недостатков. а) малое расстояние между ногами - следовательно, для среднего вывода стока невозможно сделать широкую контактную площадку печатной платы (тут на форуме один деятель торгует самопальными контроллерами, где все собрано на проводах - но во-первых это плохо повторяемо, во-вторых, сложно в сборке и в-третьих, ненадежно, тогда как никто не мешает нам сделать плату с толстой фольгой, микрон 100-150). б) малая площадь теплоотвода, что особенно актуально в связи с тем, что транзюки надо крепить к радиатору через изоляционную прокладку, которая обладает хреновой теплопроводностью (кстати, мои транзюки в контроллере полетели именно по этой причине - банально перегрелись). Из моего опыта, одни из лучших силовых полевиков делает Fairchild. Предлагаю такоие транзюки: http://www.fairchildsemi.com/ds/FD%2FFDH047AN08A0.pdf или http://www.fairchildsemi.com/ds/FD%2FFDH038AN08A1.pdf
4. Ставим мощный драйвер, который протянет немалую емкость транзюков. Например, мне нравятся IRS2183, выдает полтора ампера тока в затвор, имеет защиту от сквозных токов через полумост. Даташит берем здесь: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irs2183.pdf
5. Разумеется, защиту от перегрузки по току.
6. Остальное - мелочи, можно обсудить по ходу дела.

Теперь собственно в чем состоит идея сотрудничества. Во-первых, в том, что каждый может высказать здесь свои соображения и тем помочь проекту. Но нужно не только обсуждать, но и практически кое-что делать. Моя основная специализация позволяет мне грамотно спроектировать все устройство, нарисовать схему, развести печатную плату, отправить в производство, собрать ее, наладить и оформить в корпус. Чего я пока не могу: программировать микроконтроллеры. Что мне сделать трудно: спроектировать и изготовить корпус (он же теплоотвод). Итак, если кто-то возьмется выполнить хотя бы одну из вышеперечисленных задач (программирование МК или изготовление корпуса), будет иметь полный доступ ко всей информации и получит печатную плату контроллера по цене, равной стоимости изготовления небольшой партии плат, разделенной на число разработчиков (как правило, цена небольшой партии почти не зависит от числа плат, так как наибольший вклад в стоимость плат вносит подготовка производства). Если кто-то не может выполнить никакую существенную работу, но заинтересован в конечном результате, можно профинансировать изготовление плат или покупку деталей. В-общем, схемы сотрудничества также обсуждаемы. Территориально я нахожусь в Москве, однако если будут участвовать разработчики из других городов, могу выслать платы в другой город. Гарантии также обсуждаемы.
« Последнее редактирование: 28 Апр 2008 в 02:41 от dmmos »

b1zero

полностью поддерживаю проект, двумя руками за!!!!
мысли такие:
1 собрать базу уже готовых решений, чтобы не наступать на грабли
кто может что то предложить (схемы, наработки)
2 думаю по поводу процентов выигрыша при рекуперации и синуса
несколько преувеличено.
3 для распайки ТО-220 нам не мешает использовать двустороннюю плату
и средний вывод можно оформить с приличной шириной дорожки
зато транзюки более доступны и более мощны.
проблема изоляции от корпуса не пугает - это стандартно просто
реализуемо, как и теплоотвод.
Отсюда предлагаю создавать сначала работоспособный контроллер
с высокой надежностью, а уж потом дополнять его прибабахами.

LICC

  • Администратор
  • Старожил
  • *
  • Репутация:
    +186/-1
  • :
    5
    399
  • Сообщений: 2493
  • г.Губкин
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Очень нужнвй проект! Я думаю, у форумчан найдуться уже сейчас наработки по прошивкам контроллеров. Но питать чистым синусом МК по моему дорогое удовольствие и по КПД и по железкам. ШИМ заполнением - другое дело, правда я не смотрел осцилограммы после китайского контроллера, мож там так уже и реализованно... Хотя и в этом режиме теряем КПД на многократном переключении полевиков на каждом полупериоде. Так что вообще - стоит ли ее делать(синусоиду)??  По 247му корпусу обсалютно согласен. В сыое время при изготовлении приводов использовал 220 и 247 корпуса при примерно одинаковых параметрах, не смог обьяснить, но при отсутствии перегрева ТО220 иногда выходили из строя, ТО247 на этих же платах ни разу не вылетали.

ездю на батарейках(с) http://evr-lab.pro/

dmmos

Цитата
думаю по поводу процентов выигрыша при рекуперации и синуса
несколько преувеличено.

Конечно, выигрыш будет зависеть от характера движения. Если местность холмистая - выигрыш будет велик, достаточно на спусках включать рекуперацию. Кстати, в моем скутере на ручках тормоза стоят кнопки, они-то и запускают рекуперацию. Я лишь слегка нажимаю на передний тормоз, чтобы колодки еще не начали тормозить, а кнопка уже сработала. Главное, что для реализации рекуперации ничего не надо городить в железе дополнительно - все реализуется чисто программно. Подробности о принципе работы рекуперации можно почитать в моей теме http://electrotransport.ru/ussr/index.php/topic,464.0.html

Цитата
для распайки ТО-220 нам не мешает использовать двустороннюю плату
и средний вывод можно оформить с приличной шириной дорожки
зато транзюки более доступны и более мощны.

Двусторонняя плата - это в любом случае. Видели бы уважаемые форумчане, как мило отгорела фольга вокруг средней ножки транзистора в моем контроллере. С двух сторон платы отгорела. Транзюки 220, если идет речь о новых моделях с хорошими характеристиками, также трудно доставаемы, как и 247-е. Опять же, можно почитать в моей теме. Кстати, лучшие транзисторы в 220 корпусе мне не удалось купить в разумный срок, поэтому применил на замену транзисторы среднего уровня, да и за теми пришлось побегать. А то, что 247 более мощные - просто очевидно исходя из их габаритов.

Цитата
проблема изоляции от корпуса не пугает - это стандартно просто
реализуемо, как и теплоотвод.

Здесь можно бы и поподробнее :)

Цитата
Отсюда предлагаю создавать сначала работоспособный контроллер
с высокой надежностью, а уж потом дополнять его прибабахами.

Так и будет. Прибабахи реализуются программно и никто не мешает совершенствовать программу в процессе эксплуатации. Ну а железную часть надо сразу делать по максимуму.

dmmos

Цитата
Но питать чистым синусом МК по моему дорогое удовольствие и по КПД и по железкам.

Разумеется, ШИМ формирование синуса. Я же дал ссылку на AVR 449 - там об этом сразу написано. Ток-то все равно будет чисто синусоидальным, по причине индуктивности обмоток.

Цитата
ШИМ заполнением - другое дело, правда я не смотрел осцилограммы после китайского контроллера, мож там так уже и реализованно...

Я смотрел. Там ШИМ, но с постоянной скважностью за период основной частоты (основным периодом я называю период синуса, который вы увидете, если покрутить руками мотор-колесо и глянуть осциллограммы; не знаю, какой термин здесь лучше подходит). Т.е. они как бы прямоугольниками питают.

Цитата
Хотя и в этом режиме теряем КПД на многократном переключении полевиков на каждом полупериоде.

А мы в любом случае теряем на переключении, ведь иначе мы не сможет регулировать обороты. Без ШИМа - это безумие, особенно на низких оборотах. А коли есть ШИМ, то почему не сделать им синус?

b1zero

да в общем то отличия 220го от 247го только в том, что 247 уже изолирован,
но посудите сами - не будем же мы каждый транзистор крепить болтом к теплоотводу,
очень точность нужна большая, проще крепить через планку между транзисторами по болтику,
такой крепеж избавляет от необходимой точности распайки, и плюс к тому транзюк прижимает
к теплоотводу не ухом а собственно всем телом - здесь также исключены перекосы и пережимы
крепления.
У меня на контроллере примерно так крепеж и осуществляется
Также в случае 220го ненадо изолировать болт от уха.
а поставить слюдяные прокладки и намазать термопастой - не вижу проблем.
Кстати, исходя из опыта построения мощных усилков, я часто сталкивался как раз с тем,
что 247 корпус хуже отводит тепло. Может быть я по этому к 247 корпусу и отношусь негативно.

b1zero

начну выкладывать, что нарыл:
1 схема контроллера, но без номиналов - показалась интересной

b1zero

транзисторы, что на ура используют в контроллерах наши
зарубежные коллеги - отзывы очень хорошие:

dmmos

Цитата
да в общем то отличия 220го от 247го только в том, что 247 уже изолирован,

Боюсь, что это заблуждение. 247 НЕ изолирован, можете поглядеть datasheet из тех, что я выкладывал. Есть просто похожие корпуса, которые изолированы, Вы вероятно с ними спутали. Так что Ваше предубеждение пора развеять :) К тому же, неизолированный 247 лучше отводит тепло. По документации, его тепловое сопротивление около 0,3 градусов на ватт, тогда как 220 - 0,44. Что вполне очевидно исходя из большей площади теплоотвода у 247. А покрытые пластиком, изолированные, действительно хуже отводят тепло - пластик виноват во всем.

Цитата
но посудите сами - не будем же мы каждый транзистор крепить болтом к теплоотводу,
очень точность нужна большая, проще крепить через планку между транзисторами по болтику,
такой крепеж избавляет от необходимой точности распайки, и плюс к тому транзюк прижимает
к теплоотводу не ухом а собственно всем телом - здесь также исключены перекосы и пережимы
крепления.

Согласен, хотя такое крепление тоже не лишено недостатков - неудобство сборки, в случае если доступ в корпус имеется только с торца, как у китайцев. Но лучшего решения я пока не знаю.

b1zero

упс, обознатушки  :bi:
и правда насчет корпуса.
будем искать по 247 корпусу

i

  • Администратор
  • Старожил
  • *
  • Репутация:
    +266/-2
  • :
    68
    575
  • Сообщений: 3351
  • Иваново
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Понравилось название темы, особенно: "Совместный проект". Но почему только PMSM? Разве этого достаточно?
Вот смотрите, что получается... Ниже приведена схема общего электротранспортного средства (я там приложил ещё и spl, что бы желающие могли дорисовать, перерисовать). Видите черную дыру в центре? Она присутствует во всех ТС, не явно, а в виде кучи проводов, железок, тяг, тросов и прочего. Она связывает все блоки в собственно ТС.
Каждый разрабатывает свой блок и не заботится о взаимодействии с другими частями, от этого черная дыра только выигрывает. Ведь все равно как-то мы эти кубики сложим, так или иначе, значит будем заполнять черную дыру чем придумаем и как придумаем.
Красный кубик вертят здесь и еще десяток тем.
Рыжий   кубик вертят здесь.
Зеленый кубик (любимый) вертят тута и в остальных ветках.
Фиолетовый кубик вертят здесь.
Серый кубик вертят где-то не здесь.
А дырку каждый будет заполнять сам, в меру своей испорченности.

Вот такой у нас Кубик Рубика... И собрать его будет посложнее оригинала.
« Последнее редактирование: 29 Фев 2012 в 10:04 от i »

ovling

  • Начинающий
  • *
  • Репутация:
    +4/-0
  • :
    0
    0
  • Сообщений: 74
  • Киев, Украина
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Про контроллер, - это нужная тема!

У меня уже есть пара наработок на эту тему, но я планировал управлять приямоугольными импульсами, так проще. В этой теме завтра постараюсь выложить схемы. А что записать в МК, это уже вам решать  ;) .

По поводу синуса, - это класс, но не зря в указанных в начале даташитах указаны МК семейства dsPIC30F - это суперпроизводительные комбайны, которые делают 40млн. операций в секунду. Для примера, МК в китайском контроллере, который указан здесь: http://electrotransport.ru/ussr/index.php/topic,27.msg180.html#msg180 , делает всего 5 млн. операций ... Стоят они соответственно.  :bk:

В качестве основы, можно посмотреть ещё схему, которую выложил i все тамже http://electrotransport.ru/ussr/index.php/topic,27.msg180.html#msg180 . Обратите внимание, что ШИМ соединяется с сигналами управления обмотками через логический элемент "И". В схеме b1zero я этого не вижу. Как там соединяется ШИМ и сигнал на обмотки?

i,
Я думаю, что в одном приборе стоит соединять только мотор, котроллер, органы управления и, возможно, индикацию (здесь же будет введение ограничений по току/напряжению). Прибавлять сюда свет, зарядку батарей и прибамбасы, имхо, не стоит. Лучше, когда все приборы сами по себе. Можно сделать на МК один или несколько входов типа "Ошибка чего-то там". Если происходит ошибка в освещении, это не смертельно, а если амперметр говорит, что ток превышает допустимый, врубаем ограничение. Но зачем на центральный МК вешать проблемы гудка или заднего габарита? Имхо, пусть он лучше о ШИМ думает :) .

С уважением,
Сергей.

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

b1zero

насколько я понимаю мы тут начали опенсорц проджект  :bs:
и если он будет доведен до производства - это ж ноухау российского масштаба :D
в стране нехватка инженеров, а тут пожалуйста, в онлайн создается КБ.


ovling

  • Начинающий
  • *
  • Репутация:
    +4/-0
  • :
    0
    0
  • Сообщений: 74
  • Киев, Украина
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Любое техническое сообщество (типа электромобилистов) - это намного страшнее любого КБ! Где вы видели инженера, который делает свое дело в девять или десять часов вечера?  :)

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

dmmos

Цитата
Обратите внимание, что ШИМ соединяется с сигналами управления обмотками через логический элемент "И".

Мне было лень распутывать всю эту паутину цепей, но на первый взгляд на логике там собрана схема защиты от сквозных токов (чтобы не включились верхний и нижний полевик одновременно), которая не нужна, если мы применяем современный драйвер с защитой от этих дел. А вообще, друзья, схема у меня уже давно нарисована в голове, тем более что по роду проф. деятельности совсем недавно проектировал подобные схемы. В течение недели постараюсь нарисовать и выложить. А вообще, нам гораздо нужней программист контроллеров, как мне кажется. Есть здесь такие?

dmmos

Кстати, вот и корпуса нашлись:
http://www.chipdip.ru/product0/21078.aspx

ovling

  • Начинающий
  • *
  • Репутация:
    +4/-0
  • :
    0
    0
  • Сообщений: 74
  • Киев, Украина
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
dmmos

я для своего МК программы писал на паскале и компилировал в micropascal. Разобраться в нем не так уж и сложно. Могу понимать тексты на Си, писать сейчас уже врядли. Ассемблер для меня сплошные дебри :) . Вот такой вот из меня програмист  :ah: .

Сергей.

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

b1zero

копрус дороговато, однако.
я былучше гардины распилил ножовкой :bs:

Страницы: 1234>>ВсеВверх