500W-Bürstenmotoren: Entwicklung einer H-Brücke 30V / 75A.

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    • Original von Gizmo

      Enthält Vollbrücke mit 4 IRFP3077-MOSFET (+ 2x Treiber IR2184)

      Meine Forschungskombination damals waren zuerst veraltete IRF3205 + IR2110 und später IRF1405 + HIP4081. Letzeres hat für mich viel besser funktioniert und deswegen bin ich dabei geblieben. IBF verwendet glaub ich LT irgendwas auf der Highside und TC irgendwas auf der LowSide. Auch das läuft gut wie man an den vielen IBF Reglern sieht. Drei Probleme bei sowas die man lösen muss:

      (1) Stabilität der Endstufe und die Hochstrompfade (Strombegrenzung?)
      (2) Gut funktionierende Stromversorgung für die Logik und vor allem die Treiber...
      (3) Eine kluge Firmware mit viel Pfiff (Strombegrenzung?)...



      Zu 1):
      Strombegrenzung ist ein gewisses Problem. Früher dachte ich, OK, 50A Dauerstrom und die Begrenzung so bei 130A, bevor es raucht...
      Aber ich denke das ist nicht sehr hilfreich, denn wenn die 50A Dauer überschritten werden steigt die FET-Temperatur und der Begrenzungspunkt bei 130A ist dann nicht mehr korrekt, da dieser in Abhängigkeit der FET-Temp. nachgeführt (hier: abgesenkt) werden müßte. Außerdem sind viele Regler zu klein oder ohne Kühlkörper, usw. Da nutzt es wenig wenn der Hersteller verspricht "...kurzfristig bis zu 100A möglich". Und im Blockadefall steigt die Temp. in ms in den kritischen Bereich > 150°C, dass kannste mit normaler Tech. nicht so schnell messen und abregeln.

      Warum nicht die Strombegrenzung so auslegen: Strombegrenzung = 75A bei Dauerstrom = 75A. Es gibt dann kein "kurzfristig" bis xyz A möglich. Dann ist m.E. die Endstufe richtig dimensioniert und sollte auch stärksten Stallströmen und Motorblockaden trotzen! Natürlich ist das niemals mit 100gr Gewicht machbar! Die Verlustleistung muß DAUERHAFT vom FET runter, dazu braucht es eben Kühlkörper. Kommen die Verluste nicht runter läuft der RSon hoch, der FET kann dann von der ursprünglichen 120A-Datenblattangabe gerade noch 40A od. 20A, bevor er abdankt.
      Den direkt auf die Leiterbahn gelöteten SMD-FETs traue ich gerademal 6W Ptot zu, mehr nicht. Klar, könnte man 4 oder 8 parallel schalten und gut ists. Leider gehört dazu auch viel Erfahrung. Ich gehe in meinen Schaltungen im TO-247-Gehäuse auf KK von 22...25W aus, wonach ich die Ströme berechne. Ist also nichts mit der schönen 320W-Angabe aus dem Datenblatt! Diese wird im Labor des Herstellers erreicht bei einem 10ms-Impuls pro Stunde, aber nicht im Dauerbetrieb an induktiven Lasten!

      Zu 2):
      Das mit der Stromversorgung ist zu schaffen, ich halte an jedem Treiber einen Low-ESR-Elko vor mit etwa 10-facher Kapazität vom Bootstrap-C; das wars. Bei echter Logik (kein µC) muß natürlich auf saubere Ub geachtet werden. Bei Störungen od, Unterspannung sollte ein µC sofort alles hochohmig schalten. Treiber sind entsprechend zu beschalten: alles inaktiv bis µC aktiven Pegel anlegt...

      Zu 3):
      ...habe ich!
    • zu (1): Tja das sehen wir dann ja wohl ähnlich. Deshalb traue ich keinem einzigen Modellbauregler und den meisten größeren die man für unser Hobby hier so finden kann keinen Meter über den Weg. Also drei IRF1405 parallel im TO-220 müssten es mit nem dicken Treiber schon schaffen. Wir haben hier schon schlimmeres gesehen. FETs im TO-247 sind natürlich noch ne Hausnummer drüber bei der Wärmeabgabe, Verlustleistung und dem niedrigen thermischen Widerstand, aber die kosten auch 4x so viel...
      Bei sowas würde ich sowieso immer die Endstufentemperatur auswerten und meine Strombegrenzung automatisch nach unten anpassen...
      Wenn sich die Temperatur so schnell ändert und gleichmäßig ausbreitet, dann kannst du mit nem PT100 oder PT1000 Fühler und nem schnellen ADC schon recht schnell die Temperatur erfassen. An das Die der FETs kommst du aber natürlich nie direkt ran...

      zu (2): Ein LowESR von x-facher Bootstrapgröße direkt an der Treiberversorgung macht man überlicherweise immer, doch das reicht nicht immer wie sich herausgestellt hat. Wenn dein Akku ausgelutscht ist und plötzlich auf 4V einbricht, dann hast du ein mächtiges Problem am Treiber wenn der LowESR Puffer zu neige geht. Ob ein µC da in jedem Fall schnell genug ist? Ich steh da eher auf die Variante dass die Stromversorgung der Logik und des Treibers auch bei 4V noch so lange funktioniert bis alles in einen sicheren Bereich gefahren wurde.
      Die Radikallösung wär übrigens ein Unterbrecherrelais gleich nach der Batterie wie man es eigentlich bei E-Fahrzeugen macht. Quasi die Notausvariante...

      zu (3): Nichts gegen dich, aber das glaube ich dir wenn es fertig ist... Dafür haben wir hier schon viel zu viel abbrennen sehen... 8)
      .: Formerly known as GRA Administrator, now OUT OF ORDER :.
    • Original von IBF
      Der Fahrtregler3_1 von mir ist in Sandwich-Bauweise aufgebaut.
      Obere Baugruppe: Stromzuführung 12V und Leistungsstufen.
      Untere Baugruppe: Spannungsstabilisierungen, Controller und FET-Treiber

      Sehr viel Arbeit steckt in der Software für die Auswertung der Empfänger und vor allem der Zuteilung zu den jeweiligen MOSFETs. (Grenzwerte, Failsafe, Kennlinie, Richtungswechsel, Stotterbremse, usw...)
      Ich könnte mir vorstellen, dass Dir die untere Baugruppe mit dem Prozessor und der Software schon mal helfen würde. Du brauchst dann nur noch statt der oberen Baugruppe eine selbstentwickelte Leistungs-Baugruppe, die Dir die 30V und 200APeak verkraftet. Also eine Parallelschaltung von mehreren MOSFETs mit Aufteilung der Lasten.


      Vielen Dank, hatte Dein Posting während meiner Tischzeit übersehen. Ja, diese LP habe ich mir schon angesehen. Von der RC-Programmierung verstehe ich bislang nichts, kann mir aber gut vorstellen was damit gemeint ist (Auswertung der Prop.-Kanäle). Aber das brauche ich derzeit nicht, da ich mir die Funkfernsteuerung für meinen Bot selber baue! Ich möchte auch später keine FX-20 in der Hand haben, sondern ein Lederlenkrad. Ein wenig Luxus muß doch sein, oder? Dazu werde ich später - wenn gewünscht - ein neues Thema eröffnen. Nur soviel: ich setze ein 868Mhz-Sendemodul mit bis zu 27dBm Sendeleistung ein. Reichweite laut Hersteller bis zu 40 km...!!! Wenn ich später dann 500m erreiche und ein Haus dazwischen kein Problem ist kann ich wohl zufrieden sein; ist ein wenig wie die 120A beim IRL1004.

      Daher wäre die untere LP mit dem µC für mich nicht hilfreich, zumal ich selbst seit 10 Jahren Atmel bevorzuge. Vermutlich werde ich eine komplette H-Brücke selbst aufbauen und austesten müssen. Vielleicht können wir hier eine Definition festlegen, wenn unsere Interessen nicht zuweit auseinander liegen (100gr kann ich nicht, eher 1kg).

      Spontan meine erste Überlegung:
      - 30V, 75A Dauerstrangstrom
      - Optional bis 55V / 75A ausbaubar
      - 4x IRFP3077 auf 400gr KK
      - 2x IR2184
      - Optional: vom Layout weitere 4 FET parallel vorsehen u. nach Bedarf montieren
      - Strommessung mit Allegro-Stromsensor (+/- 75A)
      - Strombegrenzung auf 75A, Ansprechen innerh. 5 µs
      - Strombegrenzungssignal direkt auf Treiber (/SD= L)
      - Temperaturmessung am KK
      - Temperaturmessung am Motor
      - Controller ATmega8 (o. Quarz, int. Takt 8Mhz)
      - PWM 8 kHz
      - RS232
      - I2C
      - optionale I/O (analog & digital, z.B. E-Gasdrehgriff, Poti, o.ä.)

      Vorstellbar ist die Leistungseinstellung per schnellem RS232-Protokoll. RC-User könnten später sich die Signale ihrer Prop.-Fernsteuerung mit einem PIC-Adapter (o.ä.) nach Bedarf umsetzen & austesten.
      Die H-Brücke könnte 5x/s den Betriebszustand (Motor-Strom, -Temp., Batteriespannung, Fehlerstatus, etc.) über einen der Ports zur Auswertung / Anzeige senden.

      Schwieriger wird die Frage, ob und wie bei Vollausbau mit 8 FETs mehr als 100A möglich sind. Da wird es eng mit dem Leitungsquerschnitt und dem Stromsensor, der leider nur 75A messen kann.

      Mal schauen...
    • Original von Gizmo
      Wenn dein Akku ausgelutscht ist und plötzlich auf 4V einbricht, dann hast du ein mächtiges Problem am Treiber wenn der LowESR Puffer zu neige geht. Ob ein µC da in jedem Fall schnell genug ist? Ich steh da eher auf die Variante dass die Stromversorgung der Logik und des Treibers auch bei 4V noch so lange funktioniert bis alles in einen sicheren Bereich gefahren wurde.
      Die Radikallösung wär übrigens ein Unterbrecherrelais gleich nach der Batterie wie man es eigentlich bei E-Fahrzeugen macht. Quasi die Notausvariante...


      Mein Gott, mit 4V...??? Nee, nee, dass geht garnicht! Sorry, soweit runter halte ich nicht für sinnvoll. OK, vielleicht geht das in euren Anlagen nicht anders, aber damit ist man sowas weit von out-off-specs... War auch nicht das, was ich meinte. Ein Gate sollte sauber mit 15V gesteuert werden und die müssen auch am Treiber vorgehalten werden. Keine Ahnung was ihr für Spezialitäten einsetzt, aber da kann ich tatsächlich nicht mitreden.

      Ich habe übrigens in meinem eQuad eine Hardware-Unterspannungserkennung, welche die Treiber (wichtig: ohne µC-Unterstützung!) bei < 37V zuverlässig sperrt. Das war nicht immer so! Einmal flog mir während der Fahrt die 120A-Sicherung raus und ein FET war dann bei Unterspannung zufälligerweise 80µs durchgesteuert. Der FET mochte das nicht und hat seinen Hut genommen, im warsten Sinne des Wortes...!

      zu (3): Nichts gegen dich, aber das glaube ich dir wenn es fertig ist... Dafür haben wir hier schon viel zu viel abbrennen sehen... 8)


      Verstehe. Ich bezog das auf die 150A-BLDC-Steuerung meines eQuads, wo ich einige schlaue Sachen einbauen mußte. Was macht z.B. die Interrupt-basierende Kommutierung, wenn eines der wichtigen Motor-Hallsignale spontan ausfällt (oder durch Spikes/Störungen verfälscht wird)? Den Motor gemäß der Kommutierungstabelle mit 250A in Gegenrichtung kommutieren? Die FETs zerschießen? Das sind schon lustige Effekte die da auftreten können (und werden!), die hier im Forum mal angesprochenen FET-Rückwärtsströme sind dabei noch das geringste Übel.
      Wer das nicht drauf hat sieht schnell in die Röhre...

      Aber das gilt in erster Linie für mein eQuad-Projekt, an der SW habe ich einige Zeit gewerkelt. Von RC und Bots habe ich (bislang) keine Ahnung und mit 4V könnte ich euch auch keine gute SW liefern, glaub' ich zumindest.
    • Nur soviel: ich setze ein 868Mhz-Sendemodul mit bis zu 27dBm Sendeleistung ein.

      868MHz SRD Band ist gefährlich und 27dBm entsprechend 500mW in Deutschland nur im Subband 869,4 - 869,65 MHz mit einem Tastgrad <10% zulässig. Das würde ich nochmal genau abklären, sonst kommen die Peilwagen vorbei...

      Daher wäre die untere LP mit dem µC für mich nicht hilfreich, zumal ich selbst seit 10 Jahren Atmel bevorzuge.

      Huch, also bin ich nicht der Einzigste aus der Atmel AVR Jünger Fraktion? Das beruhigt mich... Ich dachte schon die PICs übernehmen die Weltherrschaft... :]

      Mein Gott, mit 4V...??? Nee, nee, dass geht garnicht! Sorry, soweit runter halte ich nicht für sinnvoll.

      Bei einer Nennspannung von 12V kannst du ganz schnell auf 4V einbrechen unter Volllast. Das kann echt schneller gehen als man denkt und da muss der Regler dann halt auch halten...

      Verstehe. Ich bezog das auf die 150A-BLDC-Steuerung meines eQuads, wo ich einige schlaue Sachen einbauen mußte. Was macht z.B. die Interrupt-basierende Kommutierung, wenn eines der wichtigen Motor-Hallsignale spontan ausfällt (oder durch Spikes/Störungen verfälscht wird)? Den Motor gemäß der Kommutierungstabelle mit 250A in Gegenrichtung kommutieren? Die FETs zerschießen? Das sind schon lustige Effekte die da auftreten können (und werden!), die hier im Forum mal angesprochenen FET-Rückwärtsströme sind dabei noch das geringste Übel. Wer das nicht drauf hat sieht schnell in die Röhre...

      Ich wollts dir auch nicht absprechen sondern nur erzählen was wir schon hatten und das sind mehr als eine Handvoll Reglerbauer von denen im Prinzip einer bis hierher ausgehalten hat (IBF) und ein neuer dazugekommen ist (Replikator). Allein von dem was du so schreibst würde ich behaupten dass es auch ziemlich sicher im Bereich deiner Möglichkeiten liegt... ;)
      .: Formerly known as GRA Administrator, now OUT OF ORDER :.
    • Original von Gizmo
      Nur soviel: ich setze ein 868Mhz-Sendemodul mit bis zu 27dBm Sendeleistung ein.

      868MHz SRD Band ist gefährlich und 27dBm entsprechend 500mW in Deutschland nur im Subband 869,4 - 869,65 MHz mit einem Tastgrad <10% zulässig. Das würde ich nochmal genau abklären, sonst kommen die Peilwagen vorbei...


      Solange ich vom Hersteller zuverlässige Datasheets habe ist das kein Problem. Bei meinem Funkmodul kann ich die Leistung in 3dBm-Schritten variieren. So what? Ein Paradies! 10% werde ich garnicht benötigen, ich kann 2 Motoren mit viel weniger Auslastung zuverlässig manipulieren, beispielsweise mit 2% Auslastung und habe dabei noch Redundanz. Und kann dabei noch Telemetrie betreiben, I/O-Ports bedienen, usw...

      Während bei anderen bei Störungen die Servos flattern, ist das bei mir nicht möglich! Das Prinzip ist ganz einfach: es besteht eine bidirektionale Funkstrecke, der Bot gibt (gemäß Übertragungsprotokoll) ein Echo auf jeden einzelnen (empfangenen, nummerierten und per Prüfsumme verifizierten) Befehl, welcher von der Fernsteuerung erwartet und geprüft wird. So habe ich bereits nach wenigen ms ein Feedback und weiß, ob der Bot noch im sicheren Empfangsbereich ist. Im Fehlerfall wird der Auftrag wiederholt, hier bestünde u.a. die Möglichkeit die Leistung senderseitig um 3dBm anzuheben, usw. Reagiert der Bot nicht (und der Bot selbst detektiert keine gültigen Daten mehr) fährt der Bot nach einer vorgegebenen Zeit (z.B. 250ms) die Leistung herunter. Ich möchte ja keine großen Strecken überbrücken, zumal ich noch ein Videobild von der Situation benötige. Aber in der wichtigen Funkverbindung der Motorsteuerung sollten genügend Reserven sein, damit es eben nicht zu Fehlfunktionen kommt. Das wird sich in der Praxis schnell zeigen, da ich die Möglichkeit zur permanenten Auswertung der Empfangssignalstärke habe (auf beiden Seiten).

      Theoretisch habe ich 256 Proportional-Kanäle und mehr. Datentransfer ist also kein Problem, schwieriger wären Bild- oder Tonübertragungen, welche mit 10% Auslastung natürlich unmöglich sind...

      Aber zuerst muß der Bot gebaut werden, die Fernsteuerung kommt danach (vermutlich mit einer Vorstellung meinerseits wenns soweit ist).
    • Original von Gizmo
      Lars, ist dir bei deinen Streifzügen durchs Internet auch noch etwas dickeres als 2kW Brushless (keine AC Maschine!) über den Weg gelaufen? Ich denke da so an die 20kW...


      Ja, schon. Allerdings bin ich dort mit der Leistungselektronik momentan noch überfordert. Bei mir hörts z.Zt. bei 150A UND 55V auf...! Viele dieser "großen" Motoren benötigen viel höhere Spannungen, dass ist eine völlig andere Reglerklasse. Ich setze in allen Traktionsfragen bislang max. 48V ein und habe danach die Mot. ausgesucht.

      Bei meinem eQuad-Projekt sind 2kW völlig ausreichend um z.B. 60km/h zu fahren. Mir reichen aber 45km/h bei deutlich höherer Reichweite, deshalb regel ich die Vmax auch ab. Technisch wären auch nur 1,4kW nötig um in etwa so zu fahren, wie es vergleichbare Verbrenner tun (eQuad) - bis auf die fehlenden Lärm- Öl- und Abgasimmissionen.
      Mit einem 20kW-Motor könnte man einen Smart o.ä. umbauen, dann aber erwartet der TÜV für den Regler ein üppiges EMV-Gutachten welches allein tausende Euronen kostet...

      Wenn mir jemand hier dieses EMV-Gutachten besorgt mach' ichs.... :D
    • Ströme bei Kurzschluß des Motors / Bremsen

      Nochmal zurück zum Thema H-Brücke mit einer Frage an die Experten.

      Ich mache mit gegenwärtig Gedanken über die Strombegrenzung in der neu zu konzipierenden H-Brücke. Dies würde ich gern im Massezweig realisieren, also direkt unterhalb der unteren FETs. Ich möchte den Stromsensor NICHT direkt in die Zuleitung des Motors einschleifen und auch NICHT in die Zuleitung der Versorgung (+Ub).

      Nun zu der Frage: die Motorströme beim Bremsen kann ich nicht messen, da dieser Strom innerhalb des "Generators" und den beiden unteren FETs fließt. Gehe ich nun recht in der Annahme, dass dieser Kurzschlußstrom nicht größer sein wird als der Nennstrom des Motors, zumindest solange die Nenndrehzahl nicht überschritten wird?

      Bei dem von mir eingesetzten und hier vorgestellten 500W-Bürstenmotor liegt der Nennstrom bei ca. 27A. Bei einer Vollbremsung aus max. Geschwindigkeit heraus sollte hernach der Kurzschlußstrom - welcher in den beiden unteren FETs zum fließen kommt und von mir nicht gemessen werden kann - nicht (od. nur marginal) größer als 27A sein...

      Die Diskussion ist eröffnet...
    • Keine Ahnung was ihr gerade schreibt, komm nicht mehr mit, war nur auf deine Frage bezogen Gizy!

      Die Perms kenn ich. Das sind aber Synchronmotoren die nur schwer regelbar sind sowie ich das noch weiß. Ausserm sind die mächtig schwer... :]

      Mit einem 20kW-Motor könnte man einen Smart o.ä. umbauen, dann aber erwartet der TÜV für den Regler ein üppiges EMV-Gutachten welches allein tausende Euronen kostet...

      In dem Land in dem ich mich am WE öfters befinde aber nicht... :]
      Mein bisher aussichtsreicher Fund: yuneeccouk.site.securepod.com/PowerMotor_Tech_spec.html Wahrscheinlich aber unbezahlbar...

      Nun zu der Frage: die Motorströme beim Bremsen kann ich nicht messen, da dieser Strom innerhalb des "Generators" und den beiden unteren FETs fließt. Gehe ich nun recht in der Annahme, dass dieser Kurzschlußstrom nicht größer sein wird als der Nennstrom des Motors, zumindest solange die Nenndrehzahl nicht überschritten wird?

      Deswegen haben größere/gute Regler auch noch eine Überwachung im Querzweig um so etwas zu erfassen...
      Der Kurzschlussstrom richtet sich nach dem wirksamen ohmschen Innenwiderstand. Generell würde ich im Kurzschlussfall (egal in welchem) mindestens das 4 bis 5 fache des Nennstroms erwarten...
      .: Formerly known as GRA Administrator, now OUT OF ORDER :.
    • Original von Gizmo
      Deswegen haben größere/gute Regler auch noch eine Überwachung im Querzweig um so etwas zu erfassen...
      Der Kurzschlussstrom richtet sich nach dem wirksamen ohmschen Innenwiderstand. Generell würde ich im Kurzschlussfall (egal in welchem) mindestens das 4 bis 5 fache des Nennstroms erwarten...


      Nun, hier werde ich also eine Meßreihe aufnehmen müßen, soviel hatte ich nicht erwartet. Vielleicht sollte ich dann in meiner SW eine Art ABS vorsehen und die Bremsleistung pulsen, mal sehen...

      Ist denn nach Deiner Erfahrung schonmal ein Regler aufrund zu hoher Bremsströme bzw. durch Überhitzung infolge zu häufiger Bremsvorgänge beschädigt worden?
      .

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von Lars ()

    • Ist denn nach Deiner Erfahrung schonmal ein Regler aufrund zu hoher Bremsströme bzw. durch Überhitzung infolge zu häufiger Bremsvorgänge beschädigt worden?

      Ja!

      Vielleicht sollte ich dann in meiner SW eine Art ABS vorsehen und die Bremsleistung pulsen, mal sehen...

      Gar nicht blöd die Idee. IBF hat dewegen glaube ich ne "Stotterbremse" drin...
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    • Aber die "Stotterströme" werden über 100A Peak haben. Deswegen würde ich das bremsen über einen Lastwiederstand bevorzugen. Aber warum denn nicht den Strom direkt in der Motorzuleitung messen? Kleiner Shuntwiderstand mit Verstärkerschaltung reicht doch oder nicht? Auf die +/- 2A kommt es doch auch nicht mehr an oder? Bei uns auf der Arbeit an den 1KV Ebenen haben die Ströme auch +/-50A Messfehler (Nennstrom 1KA-6kA).
      Erfahrungen sind was sehr nützliches, leider macht man sie erst kurz nachdem man sie gebraucht hätte...

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von Krümmel ()

    • Kleiner Shuntwiderstand mit Verstärkerschaltung reicht doch oder nicht? Auf die +/- 2A kommt es doch auch nicht mehr an oder?

      Nein, darauf kommt es überhaupt nicht.
      Das Messen von den Strömen für die Strombegrenzung ist eigentlich eher für eine "Relativmessung" wichtig. Es ist absolut egal, ob der Motor dann bei 50A oder 80A "absolut" gebremst wird.
      Erfahrungsgemäß muss man die Strombegrenzung nämlich "individuell" einstellen. Beispiel beim Spinner: Der Spinnerantrieb muss noch so flott anlaufen, dass innerhalb von ein paar Sekunden die Scheibe auf Volldampf läuft. Das ist dann das Optimum, um einerseits den Motor zu schonen und andererseits keine Nachteile beim Betrieb (= zu langsamer Hochlauf) zu kriegen.

      Schwierig ist die Erfassung von dem Strom. Denn erstens ist es ein pulsweitenmoduliertes Signal mit einigen Überschwingern bei der steigenden Flanke, andererseits muss man diese veränderte Pulsweite auch in die "Integralbetrachung" mit hineinkriegen, ohne dabei die Überschwinger zu sehr zu vernachlässigen.

      Wenn das über eine Hardwareschaltung (s.o. den Beitrag von Gizmo) gelöst wird, ist die Abstimmung des (prinzipiellen) RC-Glieds, das als Integratorglied wirkt, nicht ganz einfach. (Geht leider nur über Messungen und etwas Try-Error-Methode bei der Bauteildimensionierung). Wobei dann bei anderen Lasten (= anderer Motor) das wieder anders sein kann.

      Um den Strom für die Strombegrenzung messen zu können, kommt üblicherweise ein Messwiderstand (=Shunt) zwischen den Low-Zweig der MOSFETs und der GND-Spannungsversorgung. An diesem Messwiderstand wird somit der Strom von beiden FET-Zweigen gemessen. Der Nachteil ist, dass die Ströme, die zwischen den beiden Source-Anschlüssen der FETs fließen (so wie das beim Bremsen sein kann) nicht gemessen werdern kann.

      Ehrlich gesagt habe ich die Stotter-Bremserei so ausgelegt, dass der Motor zwar sehr schnell stehenbleibt, aber sich die MOSFETs nicht zu sehr erhitzen. Die Anzahl der Stotterbremsungen (=Anzahl der Pulse) und die Länge einer Stotterbremse (Pulsdauer der Bremse) kann jeder Roboteer über das PC-Programm selbst bestimmen bzw. verändern. Wenn also jemand einen Waffenmotor mit einer großen Masse angehängt hat, dann sollte er ruhig die Anzahl der Stotterpulse vergrößern und die Pulsdauer verkürzen.

      Bestes Indiez bei den Bremsungen ist die Temperatur an den MOSFETs. Kann jeder mit der "Handaufleg-Methode" prüfen. Wird der Motor z.B. mehrmals für z.B. 5 Sekunden auf Vollgas eingeschaltet und dann gebremst, dann wirkt die Verlustleistung an den MOSFETs (=Wärme) nur durch das Bremsen, nicht durch den Motorbetrieb. Wird dagegen im 1 Sekunden Takt beschleunigt und gebremst, dann hat man eine Mischung der Verlustleistung.
      Mit diesen beiden "Wärmeempfingungen" kann man abschätzen, ob die Bremserei zu hart ist oder ob da kein Unterschied ist, dann kann man die Bremse noch etwas sportlicher machen.

      Natürlich kann man die Bremse bzw. die Ströme auch ausmessen. Aber wer von den Roboteers, die ich mit Fahrtregler versorge, hat schon Lust, an der Baugruppe kurzfristig einen Messwiderstand einzulöten, mit dem Oszi den Spannungsverlauf anzusehen und damit die Parameter der Bremse einzustellen?
      Die vorgegebene Einstellung der Stotterbremse (=Auslieferzustand) ist für die Akkuschraubermotoren bei Raptoren oder Feathers ausgelegt. Den Rest kann der Roboteer durch "Schätzen" selber beeinflussen.
      .... und bei hartnäckigen Sachen kann ja immer noch ich kontaktiert werden, auch wenn die Hilfestellung manchmal etwas länger dauern kann. :D
      .
      Interesse an Elektronik für Schaukampfroboter und Kettenfahrzeuge (Fahrtregler, ESC) ? => http://www.Robots.IB-Fink.de
    • Original von IBF
      Natürlich kann man die Bremse bzw. die Ströme auch ausmessen. Aber wer von den Roboteers, die ich mit Fahrtregler versorge, hat schon Lust, an der Baugruppe kurzfristig einen Messwiderstand einzulöten, mit dem Oszi den Spannungsverlauf anzusehen und damit die Parameter der Bremse einzustellen?


      ICH ICH ICH ICH! :D Wozu kauft man sich denn sonst so ein Oskar 8)
      Erfahrungen sind was sehr nützliches, leider macht man sie erst kurz nachdem man sie gebraucht hätte...

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von Krümmel ()

    • Original von Krümmel
      Original von IBF
      Natürlich kann man die Bremse bzw. die Ströme auch ausmessen. Aber wer von den Roboteers, die ich mit Fahrtregler versorge, hat schon Lust, an der Baugruppe kurzfristig einen Messwiderstand einzulöten, mit dem Oszi den Spannungsverlauf anzusehen und damit die Parameter der Bremse einzustellen?


      ICH ICH ICH ICH! :D Wozu kauft man sich denn sonst so ein Oskar 8)


      *lol*
      Mike, selbstverständlich kriegste von mir dann die Infos, wie Du den Fahrtregler optimal (und sogar sauber über Messungen) auf Deinen Raptor/Feather einstellen kannst.
      ;)
      .
      Interesse an Elektronik für Schaukampfroboter und Kettenfahrzeuge (Fahrtregler, ESC) ? => http://www.Robots.IB-Fink.de
    • Ich denke wenn ich mit meinem Quadro fertig bin meinen Ant neu aufgebaut habe, denke ich fang ich so langsam im Sommer mal an einen Großen Bot zu bauen. Ich meld mal so langsam Interesse an. Aber nun genug OT.

      Ist es bei so großen Motoren denn erforderlich die Kurzzuschließen? Ein 1Ohm Widerstand zum bremsen reicht doch aus oder nicht. Zumindest bis die Drehzahl deutlich langsamer geworden ist. Die Großen DC Motoren bei uns auf der Arbeit werden auch so gebremst bzw "angelassen" Sofern sie nicht schon eine Bremse angeflanscht haben.
      Erfahrungen sind was sehr nützliches, leider macht man sie erst kurz nachdem man sie gebraucht hätte...
    • Original von Krümmel
      Ist es bei so großen Motoren denn erforderlich die Kurzzuschließen? Ein 1Ohm Widerstand zum bremsen reicht doch aus oder nicht. Zumindest bis die Drehzahl deutlich langsamer geworden ist. Die Großen DC Motoren bei uns auf der Arbeit werden auch so gebremst bzw "angelassen" Sofern sie nicht schon eine Bremse angeflanscht haben.


      Ich denke mal, meine (eher bescheidenen) Anforderungen und die eines Roboteers sind in Teilen unterschiedlich. Schon an der Frage nach der Strombegrenzung kann sich der Einsatzzweck eines Reglers manifestieren.

      Ein 1Ohm-Widerstand könnte gehen, wenn er denn 2kW hat um die Verluste aufzunehmen (dürfte in Zementvariante so um 10kg wiegen!).
      Nein, dass wäre wohl nicht der richtige Weg. Die Verluste entstehen beim Bremsvorgang natürlich nur kurzfristig, eben bis zum Stillstand. Dies ist in "der Arena" - wo die Roboteers tätig sind - relativ überschaubar, weil ebenerdig und zeitlich begrenzt. Anders wäre es "outdoor" bei einer (Not-) Bremsung im Gefälle. Hier wäre die Bremsenergie dauerhaft in Wärme umzuwandeln. Dies geschieht - in der FET-Vollbrücke - an den beiden Low-FETs und dem Ri des Motors. Die Bremsenergie an den FETs zu verheizen ist die primitive Variante denn pfiffiger wäre es, die Bremsenergie in die Batterie zu rekupieren. Dies setzt widerum eine dahingehend optimierte H-Brücke voraus, usw., usf...

      Ich stimme IBF zu, eine (belastbare) Strommessung direkt im Motor-Zweig mittels Shunt ist eine haarige Angelegenheit, hier kann die Dimensionierung der Op-Amps richtig in Arbeit ausarten. Immerhin dürfte sich die Spannungslage zwischen den Schaltvorgängen schlagartig ändern, Messungen sind in diesem Bereich und während der Entwicklungsphase äußerst schwierig, da von einem permanent "schwebenden Potenzial" auszugehen ist. Hier spielt auch die Regler-SW eine tragende Rolle, immerhin können FETs zu bestimmtem Zeitpunkt leitend gemacht werden, um die für den Motorstrom in den einzelnen Schaltphasen wirksamen Rücklaufdioden zu überbrücken, um so den Gesamt-Wirkungsgrad zu erhöhen. Diese Techniken erleichtern natürlich die Entwicklung einer Strommessung im Motorzweig nicht gerade, zumal beim Bürstenmotor noch die Störungen durch den mechanischen Kommutierungsvorgang dazukommen dürften.

      Auch ich tendiere zur Strommessung mittels Shunt im Massezweig der FETs, dies ist potentialmässig in Verb. mit nachgeschaltetem Op-Amp die m.E. übliche (und einfachere) Variante. Da ich beabsichtige einen potenzialfreien Stromsensor auf Hallbasis einzusetzen, werde ich auch labortechnisch und testweise diesen in die Versorgungsleitung sowie in die Motorleitung einkoppeln. Ergebnisoffen - wie man in der Politik sagen würde - denn ich habe gegenwärtig keinen Plan wo die Vor- u. Nachteile liegen werden...

      Ahhh, ein Thema habe ich jetzt doch noch: ich plane anstatt des (Halbbrückentreibers) IR2184 ggf. den Vollbrückentreiber HIP4081A einzusetzen. Dieser hat höhere Treiberströme (2,5A statt 1,5A des IR2184) und eine interne Überwachung des Bootstrap-Kondensators.

      Meine gegenwärtige Planung sieht einen Entwurf einer Dual-Vollbrücke (für zwei 500W-Bürstenmotoren) in Doppel-Euroformat vor (ca. 160x230mm), wobei der Labor-Aufbau zunächst auf Lochraster erfolgt. Die Zieldefinition liegt dabei nicht auf Minimaliserung sondern auf Funktionalität. Danach werde ich - so zumindest meine derzeitige Planung - die Steuerung hier in allen Details vorstellen. Natürlich habe ich gewisse Vorstellungen, wie "mein Bot" dynamisch zu funktionieren hat. Sollte dies zu meiner Zufriedenheit erfolgen, könnte man als nächsten Schritt darüber nachdenken, davon ein Layout zu erstellen...