Forum elektroda.pl

Regulamin  | Punkty  | Dodaj...  | Ostatnie  | Szukaj  | Rejestracja  | Zaloguj

Ta strona używa cookie. Dowiedz się więcej o celu ich używania i zmianie ustawień cookie w przeglądarce.
Korzystając ze strony wyrażasz zgodę na używanie cookie, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.

Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W?


Napisz nowy temat  Odpowiedz do tematu      Strona Główna -> Forum elektroda.pl -> ElektroTechnika -> Elektro Maszyny i Urządzenia -> Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W?
Autor
Wiadomość
pepek0206
Poziom 9
Poziom 9


Dołączył: 04 Gru 2005
Posty: 38
Miasto: Kraków

Post#1 Post autora tematu 30 Maj 2010 23:04   

Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W?


Witam!

Do tej pory robiłem układy z małymi silniczkami prądu stałego sterowanymi mostkami H typu L293 i nie było problemu.
Obecnie mam zaprojektować coś w rodzaju autonomicznego paleciaka- małego wózka widłowego. Dobrałem do napędzania jazdy tego urządzenia silnik DC z magnesem trwałym jak poniżej w wersji na 24V:
Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W?


Interesuje mnie sterowanie jego prędkością za pomocą PWM i kierunkiem obrotów. Przejrzałem mnóstwo wątków na temat sterowania takimi silnikami. Ale się trochę pogubiłem. Widzę, że nie jest tak łatwo jak z małymi silnikami.
Wyszukałem taki H-bridge:
HIP4081

Ale już sam nie wiem. Widziałem w internecie aplikacje, gdzie ktoś sterował silnikiem o mocy 1000W na dość niskie napięcie, więc prądy duże pewnie jak w moim przypadku
A tu znów w nocie widzę jakieś 2.5A.

Może mnie ktoś oświecić, jak efektywnie i prosto sterować silnikiem, o którym mowa powyżej?

Z góry dziękuję,
Pozdrawiam.
Powrót do góry
   
Google


Google Adsense


Post# 30 Maj 2010 23:04   





Powrót do góry
   
Karol966
Poziom 22
Poziom 22


Dołączył: 30 Lip 2006
Posty: 1635
Miasto: Ciechocinek :D

Post#2 30 Maj 2010 23:08   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


A nie prościej zbudować własny mostek H?
Powrót do góry
   
pepek0206
Poziom 9
Poziom 9


Dołączył: 04 Gru 2005
Posty: 38
Miasto: Kraków

Post#3 Post autora tematu 30 Maj 2010 23:21   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


No właśnie, ale nie mam w takich dużych prądach żadnego doświadczenia i nie wiem jak się za to zabrać.
Powrót do góry
   
Karol966
Poziom 22
Poziom 22


Dołączył: 30 Lip 2006
Posty: 1635
Miasto: Ciechocinek :D

Post#4 30 Maj 2010 23:27pomocny post - solucja   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


Również nie mam doświadczenia przy takich mocnych silnikach jednakże wydaje mi się, że zbudowanie mostka H na tranzystorach MOSFET nawet po dwa równolegle powinno rozwiązać problem.
Powrót do góry
   
__Maciek__
Poziom 15
Poziom 15


Dołączył: 10 Maj 2003
Posty: 244

Post#5 30 Maj 2010 23:32pomocny post - solucja   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


HIP4081 to sterownik mostka zbudowanego w oparciu o mosfety ... NPN.
Jego prąd to maksymalny to prąd jakim sterujemy końcowym stopniem mocy.

HIP4081 ma tą zaletę że ma wbudowaną pompę ładunkową, do podtrzymania załączenia tranzystorów, samo załączenie to układ bootstrap.

Problemem może być jego dostępność.
Powrót do góry
   
pepek0206
Poziom 9
Poziom 9


Dołączył: 04 Gru 2005
Posty: 38
Miasto: Kraków

Post#6 Post autora tematu 30 Maj 2010 23:41   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


Projekt ma być póki co czysto teoretyczny. To znaczy ta część będzie czysto teoretyczna. Meritum całego projektu leży gdzie indziej ;)
W takim razie dostępność elementów nie ma na szczęście dużego znaczenia.
Chciałbym jednak, żeby to miało ręce i nogi, a nie było wzięte zupełnie z kosmosu. Bo chcę stworzyć jakąś sensowną dokumentację, a jednak mieć w przyszłości jakąkolwiek szansę na realizację praktyczną. No i jak trochę się odnajdę w energoelektronice to spróbuję dokonać jakichś symulacji w Simulinku, bądź Pspice.
W każdym razie dzięki za odpowiedzi.
Powrót do góry
   
deksta84
Poziom 16
Poziom 16


Dołączył: 16 Lis 2007
Posty: 311
Miasto: Katowice

Post#7 31 Maj 2010 00:53pomocny post - solucja   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


Witam
Rozważ tranzystory IGBT. Są znacznie wytrzymalsze prądowo w impulsie od Mos-fet.
Równoległe łączenie Mos-fet rządzi się pewnymi prawami, tak aby były one z tej samej "paczki" produkcyjnej. Silnik jest sporej mocy, więc od Ciebie zależy, czy chcesz droższe rozwiązanie stosowane powszechnie w napędach maszyn, czy łączenie rzędu tańszych Mos-fet na sporym radiatorze. Napięcie zasilające jest niskie, a więc z wysterowaniem nie powinno być problemu.
Osiem tranzystorów równolegle IRFZ44, niby mają te 2kW mocy przełączalnej, ale to i tak trochę mało. Więcej tranzystorów równolegle to większe sumaryczne pojemności bramek do przełączania. Z jaką częstotliwością, masz zamiar ten silnik kluczować? Problem jest taki, że to jest silnik prądu stałego, więc możesz najwyżej go cyklicznie włączać/wyłączać. Ułatwia to sterowanie.
Przy wyłączaniu będą się indukować ogromne przepięcia, więc bez szeregu diod się nie obędzie. Co do kierunku obrotów: cztery styczniki (sterowane 24V) załatwią problem.
Mam taki pomysł: gdy programowo wyłączyć przebieg PWM, można by po pewnym opóźnieniu, załączyć wszystkie cztery styczniki, realizując funkcję hamulca elektromagnetycznego. Nie znam charakterystyki statycznej tego silnika, ale te parę Nm powinno wytrzymać.
Powrót do góry
   
Dioda52
Poziom 20
Poziom 20


Dołączył: 02 Gru 2007
Posty: 945
Miasto: Lublin

Post#8 31 Maj 2010 02:46   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


W wozkach widlowych nie stosuje sie tranzystorow tylko tyrystory SCR. Do przelanczania kierunku stosuje sie dwa styczniki z mechaniczna blokada i dwoma parami stykow, oraz kontaktami pomocniczymi do ukladu sterowania. Styczniki posiadaja miedzy stykami magnes staly do wygaszania luku. Do wlaczenia ukladu stosuje sie jeszcze jeden stycznik dajacy napiecie na tyrystor, a za razem jest to uklad bezpieczenstwa w przypadku uszkodzenia tyrystora. Uklad musi byc w 100% bezpieczny dla uzytkownika.
Powrót do góry
   
Karol966
Poziom 22
Poziom 22


Dołączył: 30 Lip 2006
Posty: 1635
Miasto: Ciechocinek :D

Post#9 31 Maj 2010 09:00   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


Mam pewien pomysł podobny do opisu podanego przez Dioda52. Stosujesz jeden, względnie dwa równolegle mocne tranzystory MOSFET. Na przykład IRFZ48: http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/I/R/F/Z/IRFZ48.shtml

A za nim dwa przekaźniki do wyboru kierunku pracy. Łuk eliminujesz poprzez sterowanie kluczem. To znaczy przed załączeniem dowolnego przekaźnika nie ma sygnału bramującego klucze, podajesz go dopiero po załączeniu przekaźnika. Analogiczne podczas jego rozłączania.

Dodano po 15 [minuty]:

Dokładnie tak to widzę:
Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W?

Ew do lekkiej korekty.
Powrót do góry
   
Google


Google Adsense


Post# 31 Maj 2010 09:00   





Powrót do góry
   
deksta84
Poziom 16
Poziom 16


Dołączył: 16 Lis 2007
Posty: 311
Miasto: Katowice

Post#10 31 Maj 2010 09:19   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


Witam
Widzę, że pomysły mostków padły w przedbiegu. Ale to dobrze.
Drodzy koledzy zważcie sterowanie PWM, które wymaga natychmiastowego wyłączania. Tyrystory, trochę są wolne. Wszystko zależy Od Autora, a mianowicie od częstotliwości kluczowania, zależy "podziałka" liczby obrotów na minutę. Cztery styczniki ze stykami włączalnymi umożliwią, hamowanie elektromagnetyczne, dwa ze stykami przełączalnymi już nie. Odpowiedni tyrystor wspaniale by się sprawdził, jak Autor rozważyłby obniżenie częstotliwości kluczowania do kilku kHz.
Tylko ten problem łuku by wystąpił, jak tyrystor by przewodził. Gdy będziemy przełączać kierunek obrotów, to przy wyłączonym kluczowaniu. Jak to już zostało wspomniane.
Pozdrowienia
Powrót do góry
   
Google


Google Adsense


Post# 31 Maj 2010 09:19   





Powrót do góry
   
__Maciek__
Poziom 15
Poziom 15


Dołączył: 10 Maj 2003
Posty: 244

Post#11 31 Maj 2010 12:29   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


Ciekawi mnie dlaczego kolega deksta84 uważa że pomysł mostka nie jest trafiony ??

Z jednej strony to można zrozumieć .... większe starty na półprzewodnikach .. ale możliwości nieporównywalnie większe.

IMHO Dzisiejsze mosfety nie stanowią problemu przy sterowaniu taką mocą ...
Powrót do góry
   
deksta84
Poziom 16
Poziom 16


Dołączył: 16 Lis 2007
Posty: 311
Miasto: Katowice

Post#12 31 Maj 2010 12:41   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


Czyli, jakie są dodatkowe możliwości mostków typu H do sterowania silnika prądu stałego?
Przecież proponowałem tranzystory Mos-fet połączone równolegle wg schematu kolegi Karol966 (tam jest jeden, ale zasada ta sama).
W mostku typu H, potrzeba by było dwa razy więcej tranzystorów, poza tym utrudnia to sterowanie i trzeba uważać, aby nie zewrzeć górnego z dolnym (odpowiedni martwy czas). Grozi to rychłym spaleniem tranzystorów.
Jak kolega by sobie poradził z przepięciami w takim mostku?
Powrót do góry
   
__Maciek__
Poziom 15
Poziom 15


Dołączył: 10 Maj 2003
Posty: 244

Post#13 31 Maj 2010 13:01   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


Po 1. całe sterowanie mostka wraz zabezpieczeniami przed zwarciami gałęzi ( góra - dół ) zapewnia właśnie driver HIP, + zabezpieczenie przed zbyt niskim napięciem na bramkach. Potrzebne tylko źródło sygnału PWM.

2. odnośnie przepięć ... w mosfetach wbudowane są często diody zwrotne chroniące mosfeta, w przypadku dużej bezwładności można dołożyć dodatkowy zestaw diód.

3. jeśli chodzi o elementy wykonawcze ... prosze bardzo np. IRLP3034

A odnośnie tego schematu ... wydaje mi się że przydałby się moment hamujący. ( może hamowanie dynamiczne. )
Powrót do góry
   
deksta84
Poziom 16
Poziom 16


Dołączył: 16 Lis 2007
Posty: 311
Miasto: Katowice

Post#14 31 Maj 2010 13:29   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


Ten tranzystor dysponuje mocą 341W. To, że ma 40A nie znaczy, że przy każdym napięciu można tak go obciążyć.
Gdyby tak było to wzmacniacze audio znacznych mocy, były budowane na czterech tranzystorach uzyskując moc rzędu 1200W. Proszę, chciałbym taki schemat.
Wracając do tematu:
O diodach też wspomniałem.
Rozwiązanie hamulca postojowego (nie mylić z hamowaniem dynamicznym) również zaproponowałem stosując cztery styczniki.
Proszę czytać uważniej.
Powrót do góry
   
__Maciek__
Poziom 15
Poziom 15


Dołączył: 10 Maj 2003
Posty: 244

Post#15 31 Maj 2010 13:42   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


No się raczej nie zgodzę.
W dokumentacji napisano :
Max power dissipation = 341W - maksymalna moc rozpraszana.

szacując po łebkach przy Ron = 0,002 Ohm -> moc na tranzystorze to będzie ok 7W @ 60A + poprawka na załączanie i wyłączanie ... powiedziałbym 14W ( ale pewnie mniej ) / tranzystor, przy 2 w gałęzi ( 1 góra i 1 dół ) to będzie 28W strat ... wydaje mi się że to nie tak dużo.

Jeśli się mylę proszę o sprostowanie ...
Powrót do góry
   
deksta84
Poziom 16
Poziom 16


Dołączył: 16 Lis 2007
Posty: 311
Miasto: Katowice

Post#16 31 Maj 2010 14:03   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


Zajrzałem do dokumentacji HIP4081. Jasno z niej wynika, że układ nadaje się jako sterownik falownika. Gdy sygnał PWM przyjmie 1 to nastąpi załączenie przekątnej A (wyłączenie B), gdy 0 przekątnej B (wyłączenie A). Nie ma tu miejsca na przełączanie tylko A lub B. Gdybyś przełączył przekątne, to wypadkowe napięcie (rozpędzony silnik prądu stałego na magnesach trwałych zachowa się jak prądnica) byłoby dwa razy większe, a prądy kosmiczne.
Przypominam, iż chodzi o napęd wózka widłowego, a nie elektrowozu kolejowego.
Rozwiązanie hamowania dynamicznego polega na oddaniu nadmiaru energii (kinetycznej na elektryczna) z powrotem do sieci zasilającej. W końcu ta energia musi się gdzieś podziać. Czy akumulator wytrzymałby takie przeciążenia?
Chyba, że o czymś nie wiem?
Powrót do góry
   
__Maciek__
Poziom 15
Poziom 15


Dołączył: 10 Maj 2003
Posty: 244

Post#17 31 Maj 2010 14:32   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


Chciałbym zauważyć że układ HIP4081 ma 4 wejścia sterujące ... tak więc każdy tranzystor można załączyć osobno pod warunkiem że nie spowoduje to stanu zagrożonego ( patrz dokumentacja rysunek str.3 ) .

Atutem tego drivera jest jak już wcześniej wspominałem pompa ładunkowa dzięki której układ może pracować statycznie.

Należy przy tym pamiętać że silnik nigdy nie jest wypięty z obwodu zasilania. ( diody w tranzystorach mocy + ewentualnie ich duplikaty jako oddzielne elementy w obwodach mocy )

Więc jeśli na silniku za indukuje się prąd to zostanie on oddany do źródła zasilania. ( to obwody sterujące zasilaniem powinny pilnować aby nie przekroczyć dopuszczalnego napięcia na listwach zasilania ... np. ładując baterię kondensatorów, lub wytracając nadwyżkę na jakimś np. rezystorze, lub doładowywać akumulatory.

Można także hamować zwierając obie dolne gałęzie lub obie górne gałęzie ... wtedy popłynie spory prąd. ( HIP tego nie zabroni ) Ale właśnie cała sztuka polega na tym aby umiejętnie zaprojektować układ i dobrać elementy, sterować procesem aby układ pracował niezawodnie.
Powrót do góry
   
Google


Google Adsense


Post# 31 Maj 2010 14:32   





Powrót do góry
   
deksta84
Poziom 16
Poziom 16


Dołączył: 16 Lis 2007
Posty: 311
Miasto: Katowice

Post#18 31 Maj 2010 14:56   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


Zwracam honor!!!
Rozwiązanie przednie, lecz trudne w realizacji.
Jeszcze sterowanie za pomocą joysticka i konstrukcja na miarę profesjonalnych widlaków.

A może coś podobnego? Link
Dwa silniki zasilające dwie osie napędowe (zwiększenie mobilności).
Tylko pewnie cena zaporowa.

Swoją drogą, znasz jakąś podobną kostkę na 800V?
Powrót do góry
   
__Maciek__
Poziom 15
Poziom 15


Dołączył: 10 Maj 2003
Posty: 244

Post#19 31 Maj 2010 15:06   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


800V to chyba tylko IGBTy.

Był kiedyś ( w tym roku ) w elektronice artykuł poświęcony doborom półprzewodników mocy w zależności od prądu, napięcia, i częstotliwości kluczowania.

Jeśli Autor już uzyskał pożądane informację proponuję zamknąć temat bo się powoli off-top robi ;D
Powrót do góry
   
pepek0206
Poziom 9
Poziom 9


Dołączył: 04 Gru 2005
Posty: 38
Miasto: Kraków

Post#20 Post autora tematu 31 Maj 2010 18:38   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W


Dziękuję za duże zainteresowanie. Podsunęli mi tu koledzy różne ciekawe pomysły, na przykład hamowanie.
Co do PWM, to jego częstotliwość będzie rzędu 20kHz, żeby wyeliminować hałasy związane z częstotliwościami akustycznymi.
Co w takim wypadku sprawdzi się do szybkiego przełączania? Taki przekaźnik podoła?
http://www.tme.eu/html/PL/przekazniki-wysokopradowe-serii-am3/ramka_1996_PL_pelny.html


Może jeszcze nie zamykajmy tematu. Nazbierało się sporo zagadnień na temat sterowania silnikami DC. Teraz muszę sobie to przetrawić i skompilować jakieś rozwiązanie. W takim razie może jeszcze wrzucę tu wkrótce wynikowy schemat do konsultacji.
Powrót do góry
   
marek_ka
Poziom 19
Poziom 19


Dołączył: 13 Sty 2004
Posty: 793
Miasto: Warmia

Post#21 31 Maj 2010 23:06   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W?


Pomysł z PWM na przekaźniku to tylko teoretycznie bo w praktyce to nie wypali.
1. Prąd w trakcie rozruchu silnika jest dużo wyższy niż w czasie pracy.
2. Napięcie zasilające jest niskie więc straty w półprzewodnikach są bardzo istotne. W zasadzie pozostają tylko MOS. Zmianę kierunku można zrealizować na przekaźniku a PWM na MOS. Np. 10 szt. IRFZ48 połączonych równolegle może wytrzyma.

Do kol. proponującego IGBT. To głupi pomysł. IGBT w przewodzeniu ma spadek napięcia rzędu 4V. Przy zasilaniu z 24V straty w tranzystorze ok. 30% mocy doprowadzonej. (spadek na złączu + przełączanie)
Powrót do góry
   
deksta84
Poziom 16
Poziom 16


Dołączył: 16 Lis 2007
Posty: 311
Miasto: Katowice

Post#22 10 Cze 2010 13:22   

Re: Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W?


W sprawie IGBT:
Miałem na uwadze impuls prądowy obciążenia (przy załączaniu).
Już tego pomysłu nie promuję.

Zakładając Uster. = 12V, 10 szt. IRFZ48 (Ciss = 2.4nF) i wypadkowy rezystor szeregowy Rw = 2.2Ω (równolegle 10szt. R = 22Ω):
Imax = Uster./Rw
Imax = 5.45A
Więc nie jest tragicznie. Wystarczy jeden mocniejszy specjalizowany układ do sterowania tranzystorów Mos-fet.
Czas przełączania:
Tk = RCiss
Tk = 0.0000000528s
Czas ramki dla fpwm. = 10kHz:
T = 0.0001s
Dla podziału PWM = 255, czas jednostkowy:
Tp = T/255 = 0.00000039s
Porównując czas przełączania do czasu jednostkowego impulsu PWM:
Tk/Tp = 0.135
Więc 13.5% czasu trwania jednostkowego impulsu, będzie przeznaczone na przełączanie.
Wnioskuję, za tranzystorami Mos-fet.
Wystarczy obniżyć częstotliwość sygnału PWM i powinno chodzić bez problemu.
Proszę kolegów o weryfikację moich obliczeń.
Powrót do góry
   
Napisz nowy temat  Odpowiedz do tematu      Strona Główna -> Forum elektroda.pl -> ElektroTechnika -> Elektro Maszyny i Urządzenia -> Jak rozwiązać sterowanie silnikiem DC 24V/1120W?
Strona 1 z 1
Podobne tematy
Sterowanie silnikiem jednofazowym lewo prawo 24V (5)
Sterowanie bramy pilotem. Projekt sterowania silnikiem DC 24V. Opinie. (5)
Proste sterowanie silnikiem 24V oscylacja lewo prawo - Pomoc (6)
Jak rozwiązać sterowanie termoelementu? (5)
Jak rozwiązać sterowanie 2 silników lewo prawo i 6 właczników (6)
sterowanie silnikiem JAK? (3)
Falownik - sterowanie silnikiem indukcyjnym jak serwem (11)
Zdalne sterowanie silnikiem 3-fazowym, odwracanie faz, jak podłączyć? (6)
Sterowanie kamerą w ruchu obrotowym. Sterowanie silnikiem krokowym. (13)
Sterowanie silnikiem, schemat, sterowanie 2 przyciskami. (1)


Administrator || Moderatorzy || Regulamin forum || Regulamin ogólny || Informacja o cookies || Kontakt

Page generation time: 0.085 seconds

elektroda.pl temat RSS