<br />Električna vozila i obnovljiva energija - Početna<br /> Električna vozila i obnovljiva energija

 
 FAQFAQ   PretražnikPretražnik   ČlanstvoČlanstvo   Korisničke grupeKorisničke grupe   RegistracijaRegistracija 
 ProfilProfil   Privatne porukePrivatne poruke   LoginLogin 

Kontroler za 3ph BLDC
Idite na 1, 2, 3  Sljedeća
 
Započnite novu temu   Odgovorite na temu    
Električna vozila i obnovljiva energija - Početna
-> Kontroleri
Prethodna tema :: Sljedeća tema  
Autor/ica Poruka
pejky



Pridružen/a: 28. 09. 2008.
Postovi: 50
Lokacija: Tuzla / B&H

PostPostano: 28.9.2008. ned. 16:47    Naslov: Kontroler za 3ph BLDC Citirajte i odgovorite

Vec neko vrijeme mi se vrti po glavi ideja o 3ph kontroleru, pa sam odlucio da ovdje predstavim ideju, a uskoro i pocetak radova na projektu...

Na ideju sam dosao citajuci upravo ovaj forum, i u pocetku sam mislio napraviti nesto sa mikrokontrolerom (Atmega8), medjutim u istrazivanju po net-u naletim na ovo kolo: Si9979 (3ph BLDC motor controler http://www.vishay.com/docs/70012/70012.pdf ), a proizvodi ga Vishay, koji ga ujedno daje i kao free-sample.
Tako da sam narucio nekiliko komada, i cekam da mi stignu, da pocnem raditi na projektu...

Moja pitanja za vas:
-Da li se neko susretao sa ovim kontrolerom?
-Sta upravlja Atras-ovim kontrolerom - koji IC? (naravno ako nije tajna, ili je sakriveno od strane proizvodjaca)
-Sta mislite o ovom kontroleru, i da li je pametnije raditi s njim, ili praviti vlastiti sa mikrokontrolerom?
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku MSNM
pejky



Pridružen/a: 28. 09. 2008.
Postovi: 50
Lokacija: Tuzla / B&H

PostPostano: 1.10.2008. sri. 09:09    Naslov: Citirajte i odgovorite

Vidim stoji tema, i svi gledaju, a niko nista da napise, izgleda da Pero i Tihi nisu navracali...

Evo jos malo detalja:
-Planiram za prvi (eksperimentalni) kontroler koristiti ove mosfet-e SUM90n10
(n-kanalni, 100V 90A-const., 240A-puls., rDS(on)=0,0088(ohm) pri Vgs=10V) u TO220 kucistu
Input Capacitance Ciss 6290pF
Output Capacitance Coss 535 pF
Ovi podatci su pri: VGS = 0 V, VDS = 50 V, f = 1 MHz
Koje drivere bi bilo najbolje koristiti, a da su nabavljivi kod nas???
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku MSNM
Pero



Pridružen/a: 29. 02. 2008.
Postovi: 4286
Lokacija: Rijeka

PostPostano: 2.10.2008. čet. 04:55    Naslov: Citirajte i odgovorite

Pejky,
Prekopaj malo po forumima, ima negdje prikazano i nekoliko fotografija Artasovog kontrolera iznutra.
FYI, kontroler nije zaliven.
Inace, komutatorski dio je rijesen pomocu C1246 komutatora te je strujna regulacija rijesena pomocu SG3525.
Izlazni stupanj je drajvan pomocu IRF2101, zaboravio sam tocne oznake izlaznih tranzistora.

Ono sto ne valja kod ovog kontrolera je:
1. Nema regenerativno kocenje
2. Izlazni napon nije sinusni
3. Izlazna struja nije pravilno ogranicena, ogranicena je samo struja potrosnje s baterije na 20A

Ovaj tvoj kontroler (Si9979) ce vjerojatno imati iste probleme kao i Artasov kontroler jer prema datasheetu koristi isti princip kao i kombinacija C1246/SG3525.

Poceo sam s dizajnom kontrolera s DSP mikrokontrolerom (dsPIC30F4013), koji ce svakako imati sinusno upravljanje, regenerativno kocenje te propisnu kontrolu struja na motoru.

Zbog sinusnog upravljanja ce kontroler imati vece gubitke nego klasicni 6 step. ali ce bitno biti povecana efikasnost samog motora.

Kupio sam i Kelly-jev kontroler 50A s mogucnoscu regenerativnog kocenja, ali taj je pak zaliven iznutra, ai on se pokazao losijim od Artasovog za motore V4 (probano s V48 te s 406). Kod Kellyjevog kontrolera isto tako nije dobro rijeseno ogranicenje struje starta motora. Nadalje, i Kelly ne daje van sinusni napon pa zbog toga isto tako motor nije bas najbolje iskoristen. Pri konstantnoj uzbrdici 4-6% motor se pregrijava te mu se temperatura penje preko 100st.C.

Ocekujem da cu imati spreman prototip novog kontrolera do kraja ove godine, sva mjerenja baziram na V48 i na 406 motoru. Jos uvijek nisam izmjerio najveci staticki zakretni moment tih motora (pri najvecoj struji, koja ne pregrijava motor), a taj podatak mi je bitan za proracun izlaznog stupnja radi pravilnog ogranicenja struje motora.
Sam kontroler namjeravam raditi u dva modula: jedan upravljacki te drugi kao izlazni stupanj. Na takvo rjesenje idem da bih mogao koristiti isti kontroler za razlicite snage i napone (samo izmjenom izlaznog stupnja).

Na kraju, upravljanje motorom ce biti vektorsko, tj. kontroler stalno mora izracunavati tocan polozaj rotora, a hal sonde se koriste samo kod pokretanja s mjesta (zero start). S obzirom na vektorsko upravljanje, bit ce moguce i upravljanje BLDC motorima bez hal sondi, ako i kaveznim asinkronim motorima (uz zadrzanu mogucnost regenerativnog kocenja).

Sto se tice MOSFET-a u tvom zadnjem postu, morat ces ici na prilicno jake drivere ako zelis imati male gubitke na tranzistoru zbog tranzijenata.
pogledaj u data sheet-u i koliki je total gate charge te onda moras izracunati ukupan naboj gate-a u najgorem slucaju (max struja, max napon). Taj naboj moras dovesti na gate u vremenu od ~1us te tako mozes izracunati koliku struju ti mora moci dati driver. Doduse, mozes ici i na manje struje, ali tada ces imati povecane gubitke na tranzistoru zbog tranzijenata.
Prilikom proracuna gubitaka ne smijes zaboraviti na reverznu diodu u MOSFET-u jer i ona stvara dosta topline. Narocito u rezimu malih brzina gdje ti je struja kroz diodu puno veca od struje kroz tranzistor (klasicni step down) zbog induktiviteta namota motora (za v48 je 150-600uH, ovisno o polozaju rotora; drugim rijecima, mjerio sam samo instrumentom, nisam jos mjerio u radnom rezimu).

Preporucam ti bilo koji driver,koji moze dati barem 1A u izlazu, npr, IRF2110.

Ne zaboravi serijski otpor na gate-u izlaznog tranzistora da ti ne bi izgorio.
Maksimalnu struju gatea nitko ne daje direktno u datasheet-ovim nego je treba izracunati. Mozes i isprobati tako da pocnes sa serijskim otporom od 22 ili 39R pa pocnes isti smanjivati dokle god vidis na osciloskopu poboljsanje na tranzijentima (tj. krace vrijeme prekapcanja) u oba smjera (tj. on->off i off->on). Za napon 10V ces vjerojatno imati dobre rezultate s 10R za spomenuti tranzistor.

Jos jedan savjet: iako MOSFET tranzistori lijepo rade u paralelnom spoju, njihove reverzne diode ne, drugim rijecima, reverzne diode imaju negativni temperaturni koeficijent te treba voditi racuna o tome da ce kod paralelnog spoja doci do neravnoteze. Daklem, ukupna struja kroz paralelni spoj ne bi smjela biti veca od najvece dozvoljene struje za jedan tranzistor pri 25 stupnjeva Celziusa.

BTW, vidio sam tvoje postovi i ranije, ali sam mislija da ces prvo sam prekopati po forumu i pronaci slike Artasovog kontrolera. Koliko se sjecam, Hal je morao podizati struju tog kontrolera i to mu je napravio Zega, a to je i postano na ovom forumu.

Na kraju, evo ti i formula po kojoj mozes procijeniti koliki ti je ukupni gate charge:
Qcgc=Cul*Vgs+Ciz*(Vgs+Vdd)+Qtgc
Gdje ti je:
Qcgc - complete gate charge [As]
Cul - input capacitance
Ciz - output capacitance
Vgs -peak gate voltage
Vdd - peak drain source voltage (uvecan za napon reverzne diode)
Qtgc - total gate charge (iz datasheet-a)

U grubo ti ispada racun serijskog otpora na gate-u:
Rg = Vgs/Qcgc/tsw
gdje je Rg serijski otpor,
Qcgc je izracunat gore te
tsw - vrijeme preklopa (jedna mikrosekunda)

Driver ti mora moci dati barem struju od Qcgc/tsw - tj. u data sheet-u pogledas za struje kratkog spoja drivera. Pozeljno je da driver moze dati barem 50% vecu struju od te, bilo bi bolje da moze dati barem dvostruko vecu struju. Naravno, trebas voditi racuna i o radnoj temperaturi drivera (tj. o smanjenim mogucnostima drivera pri vecim temperaturama)...
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku
pejky



Pridružen/a: 28. 09. 2008.
Postovi: 50
Lokacija: Tuzla / B&H

PostPostano: 2.10.2008. čet. 07:28    Naslov: Citirajte i odgovorite

Citat:
Pejky,
Prekopaj malo po forumima, ima negdje prikazano i nekoliko fotografija Artasovog kontrolera iznutra.

Prekopavam forum svaki dan po malo, kako stignem...

Citat:

Poceo sam s dizajnom kontrolera s DSP mikrokontrolerom (dsPIC30F4013), koji ce svakako imati sinusno upravljanje, regenerativno kocenje te propisnu kontrolu struja na motoru.

I ja sam razmisljao o necemu takvom, medjutim prvi put radim ovakav kontroler, pa cu ovo napraviti da eksperimentisem, a poslje ce vjerovatno biti nesto takvo...

Citat:

Zbog sinusnog upravljanja ce kontroler imati vece gubitke nego klasicni 6 step. ali ce bitno biti povecana efikasnost samog motora.

Sta ces koristiti u izlaznom stepenu? Mosfete?

Citat:
Sto se tice MOSFET-a u tvom zadnjem postu...

Te mosfete cu koristit, jer su mi pri ruci (citaj dobio kao sample), i oni ce biti u eksperimentalnom kontroleru...

Citat:
Na kraju, evo ti i formula...

Hvala za formule, upravo to mi je trebalo...

Citat:
Izlazni stupanj je drajvan pomocu IRF2101...

Nigdje nisam pronasao datasheet, ni podatke, nista...

U datasheetu za Si9979, ima i shema za AC 3ph motore, samo je na ulazu za hall senzore stavljen logicki sklop (cini mi se brojac) koji simulira hall-ove, pa cu i s tim da eksperimentisem...

Hvala za iscrpan odgovor, i sretno sa sinusnim kontrolerom, nestrpljivo cekam rezultate respekt
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku MSNM
Pero



Pridružen/a: 29. 02. 2008.
Postovi: 4286
Lokacija: Rijeka

PostPostano: 2.10.2008. čet. 20:15    Naslov: Citirajte i odgovorite

pejky je napisao/la:
Sta ces koristiti u izlaznom stepenu? Mosfete?

Naravno, IGBT mi ne treba za tako male napone.
Citat:
Izlazni stupanj je drajvan pomocu IRF2101...
Nigdje nisam pronasao datasheet, ni podatke, nista...

Hebi ga, naveden je pod IR2101, evo ti link:
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2101.pdf
Vidjet ces iz datasheet-a da taj chip moze dati samo stotinjak mA pa nije bas dobar za jace tranzistore. Bolje je koristiti IR2110 (ide do 2A), nije puno skuplji. Smile
Evo ti link i za njega:
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2110.pdf
Citat:
U datasheetu za Si9979, ima i shema za AC 3ph motore, samo je na ulazu za hall senzore stavljen logicki sklop (cini mi se brojac) koji simulira hall-ove, pa cu i s tim da eksperimentisem...

Kavezni motor ce delat na 6step inverteru, ali isto ce imati bitno vacu potrosnju, tj. manju iskoristivost.

Problem je kod 6step invertera da ti je on uredno "hladan", a motor se pregrijava. Na prvi pogled ti se cini da imas veliki stupanj iskoristenja, ali istina je okrutna...
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku
Pero



Pridružen/a: 29. 02. 2008.
Postovi: 4286
Lokacija: Rijeka

PostPostano: 2.10.2008. čet. 20:19    Naslov: Citirajte i odgovorite

Da ne zaboravim: kako nigdje ne pise kolika ti je dozvoljena maksimalna struja gate-a, savjetujem ti da izracunas struju gate-a iz dinamickih karakteristika te na toliko (ili navise duplo) i ogranicis struju serijskim otporom. To obvezno moras napraviti ako koristis dva ili vise MOSFET-a paralelno.
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku
pejky



Pridružen/a: 28. 09. 2008.
Postovi: 50
Lokacija: Tuzla / B&H

PostPostano: 2.10.2008. čet. 22:06    Naslov: Citirajte i odgovorite

Citat:
To obvezno moras napraviti ako koristis dva ili vise MOSFET-a paralelno.

Koristit cu samo 6 mosfeta, i vjerovatno ce biti koncept k'o kod tebe, modul sa kontrolerom, i izlazni modul.
Pa ako zatreba, pravit cu jaci izlazni stepen, i samo prikaciti na modul sa kontrolerom.

Citat:
Problem je kod 6step invertera da ti je on uredno "hladan", a motor se pregrijava. Na prvi pogled ti se cini da imas veliki stupanj iskoristenja, ali istina je okrutna...

Opet kazem da je ovo eksperimentalni kontroler, a poslje ce vjerovatno ici sinusni Very Happy
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku MSNM
pejky



Pridružen/a: 28. 09. 2008.
Postovi: 50
Lokacija: Tuzla / B&H

PostPostano: 3.10.2008. pet. 13:02    Naslov: Citirajte i odgovorite

Evo nasao sam jedan solidan mosfet driver TC427 (1.5A Dual High-Speed Power MOSFET Drivers)
Najvjerovatnije da cu njega uzeti, jer ovdje gdje ja nabavljam elektroniku, kosta duplo manje od IR2110.

Ovaj kontroler pravim za sebe, najvise radi ucenja i sticanja iskustva (mada ce vjerovatno poslje naci i neku prakticnu primjenu u nekom E-vozilu) pa mi je svaka usteda dobro dosla Very Happy
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku MSNM
Pero



Pridružen/a: 29. 02. 2008.
Postovi: 4286
Lokacija: Rijeka

PostPostano: 4.10.2008. sub. 04:45    Naslov: Citirajte i odgovorite

pejky je napisao/la:
Evo nasao sam jedan solidan mosfet driver TC427 (1.5A Dual High-Speed Power MOSFET Drivers)
Najvjerovatnije da cu njega uzeti, jer ovdje gdje ja nabavljam elektroniku, kosta duplo manje od IR2110.

Ovaj kontroler pravim za sebe, najvise radi ucenja i sticanja iskustva (mada ce vjerovatno poslje naci i neku prakticnu primjenu u nekom E-vozilu) pa mi je svaka usteda dobro dosla Very Happy

TC427 je samo dupli low side driver. Ne vidim korist od tog drivera za inverter jer i dalje ostaje problem gornjih tranzistora u izlaznom stupnju.

Savjetujem ti ipak da uzmes IR2110 jer s tri komada imas kompletno rijesen driver za 3ph inverter. Ako ti je to skupo, onda ces morati sloziti nesto s diskretnim elementima. Rolling Eyes
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku
pejky



Pridružen/a: 28. 09. 2008.
Postovi: 50
Lokacija: Tuzla / B&H

PostPostano: 4.10.2008. sub. 07:37    Naslov: Citirajte i odgovorite

Zaboravih napisat, imam kombinaciju sa TC426, 427, 428.
426 je 2*invertirajuci, 427 2*neinvertirajuci i 428 komplementarni par...
Znaci najpametnije rjesenje bi bio 428.

Pa dobro, IR2110 nije preskup, al' kad vec ima jeftinije rjesenje...
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku MSNM
Pero



Pridružen/a: 29. 02. 2008.
Postovi: 4286
Lokacija: Rijeka

PostPostano: 5.10.2008. ned. 05:23    Naslov: Citirajte i odgovorite

pejky je napisao/la:
Zaboravih napisat, imam kombinaciju sa TC426, 427, 428.
426 je 2*invertirajuci, 427 2*neinvertirajuci i 428 komplementarni par...
Znaci najpametnije rjesenje bi bio 428.

Pa dobro, IR2110 nije preskup, al' kad vec ima jeftinije rjesenje...

Nije problem da li ima invertirajuci ili neinvertirajuci izlaz, problem je da nema level shift. Kako mislis onda drajvati gornje tranzistore? Pulsnim transformatorima?
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku
pejky



Pridružen/a: 28. 09. 2008.
Postovi: 50
Lokacija: Tuzla / B&H

PostPostano: 7.10.2008. uto. 09:06    Naslov: Citirajte i odgovorite

Evo sinoc mi stize paketic sa sample-ovima Si9979, sad se bacam na crtanje kontrolerske plocice.
A za drivere cu jos da vidim, dok odradim ovaj dio s kontrolerom.
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku MSNM
pejky



Pridružen/a: 28. 09. 2008.
Postovi: 50
Lokacija: Tuzla / B&H

PostPostano: 7.10.2008. uto. 11:49    Naslov: Citirajte i odgovorite

Pomoc...
Imam jedan problemcic, u datasheetu na shemi imam spojene bootstrap kondenzatore na pinovima 28, 32, 36.


Nisam bas siguran kako proracunat ili odabrat vrijednosti ovih kondenzatora. Rolling Eyes
Pero???

Evo sta pise za te pinove u datasheetu:
Pin 27: SC
This pin is negative supply of the high-side drive circuitry. As
such, it is the connection for the negative side of the bootstrap
capacitor, the top MOSFET Source, the bottom MOSFET
Drain, and the Phase C output.

Pin 28: CAPC
This pin is the positive supply of the high-side circuitry. The
bootstrap capacitor for Phase C is connected between this pin
and SC.

Isto je i za sve ostale...
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku MSNM
max



Pridružen/a: 07. 09. 2008.
Postovi: 2383
Lokacija: čakovec

PostPostano: 7.10.2008. uto. 15:11    Naslov: Citirajte i odgovorite

pejky je napisao/la:
Nisam bas siguran kako proracunat ili odabrat vrijednosti ovih kondenzatora. Rolling Eyes


Cboot=10*(Qg/Vgs) no sve u svemu tipično 33nF
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku
Pero



Pridružen/a: 29. 02. 2008.
Postovi: 4286
Lokacija: Rijeka

PostPostano: 7.10.2008. uto. 15:22    Naslov: Citirajte i odgovorite

Pejky,
slobodno stavi oko 10uF/35V. Ako ti nije ca jasno, pogledaj malo bolje datasheet za IR2110 ili za IR2101. palac
Na navedenim datasheetovima ces vidjeti zasto je taj kondenzator...
[Vrh]
Korisnički profil Pošaljite privatnu poruku
Prethodni postovi:   
Započnite novu temu   Odgovorite na temu    
Električna vozila i obnovljiva energija - Početna
-> Kontroleri
Vremenska zona: GMT + 01:00.
Idite na 1, 2, 3  Sljedeća
Stranica 1 / 3.

 
Forum(o)Bir:  
Ne možete otvarati nove teme.
Ne možete odgovarati na postove.
Ne možete uređivati Vaše postove.
Ne možete izbrisati Vaše postove.
Ne možete glasovati u anketama.


Powered by phpBB © 2001, 2002 phpBB Group
HR (Cro) by Ančica Sečan
home