Elbils Projekt, PWM, Motorstyrning [FÄRDIGT]

[Maizlow]

Hejsan, är ny här!

Jag går tredje året på elprogrammet, i projektarbete har jag och min grupp tagit på oss att bygga en "elbil". Nu har vi kommit till momentet motorstyrning.

Nu har vi hållt på med motorstyrningen i snart en månad. Vi har laborerat med PWM-styrning. Vi får det att fungera halvdant men våran mindre transistor brinner upp. Sedan testade vi att ta en vanlig skruvdragares styrning och försökte koppla den till en transistor vilket inte gick så bra.

Vad vi utgått ifrån:

Motor: 1 kW 24 V DC (Typ serielindad.)
Transistor: Inte valt...
Batterier: 2x 12 V 75Ah 460 A


Denna 555 astable IC har vi utgått från när vi försökt bygga våran PWM, R1: 100 kohm skjutpot
R2: 10 kohm (Testat olika)
C1: 0.001 µF
Output ----> Darlington: BDX33 NPN

Så här är transistorerna kopplade:
http://img171.imagevenue.com/loc910/th_ ... _910lo.JPG


Det jag undrar är om någon av er kan hjälpa mig med detta, att få det att fungera med andra ord. Det jag skulle behöva svar på är ungefär vilken frekvens motorn bör styras med, och en lämplig transistor för att förstärka utgången från 555:an.

Annars är jag öppen för andra förslag att lösa detta!

Tack på förhand

/Johan

[Norpan]

QBB100A60 är inte IGBT, Darlington.
Denna vill enligt datablad ha uppåt 6A på basen och det blir det inte med 24V genom 10k.
Men det hade varit klart lättare att få ihop om ni valt en annan transistor, t.ex.en mosfet eller IGBT.
Men mosfet är lämpligare vid dessa låga spänningar.


Edit:
Drivningen av mosfet eller IGBT är mycket enklare än till bipolära transistorer.

Edit igen:
Såg nu att 10k var från 555kretsen.
Vad har ni för basmotstånd till transistorn?

[Fagge]

Lite färsk teori kring frihjulsdioden & switch frekvensen finns i denna tråden!.

[danei]

Jag håller helt med Norpan. Skaffa en lämpig FET, med stora marginaler, och bygg en styrning som passar till den.

[Maizlow]

QBB100A60 är inte IGBT, Darlington.
Denna vill enligt datablad ha uppåt 6A på basen och det blir det inte med 24V genom 10k.
Men det hade varit klart lättare att få ihop om ni valt en annan transistor, t.ex.en mosfet eller IGBT.
Men mosfet är lämpligare vid dessa låga spänningar.


Edit:
Drivningen av mosfet eller IGBT är mycket enklare än till bipolära transistorer.

Edit igen:
Såg nu att 10k var från 555kretsen.
Vad har ni för basmotstånd till transistorn?

Med detta sagt, du har helt rätt, QBB är en darlington ingen IGBT, mitt fel. Såg också att min bild var väldigt liten och därför såg du inte att det stod att vi använt ett effektmotstånd på 2.5 ohm 40W som sitter mellan BDX33:ans collector och +, för att bestämma strömmen till QBB100A60 transistorn. Har också funderat på om den stora QBB:an klarar av switch hastigheten den ska klara.

Marginalerna som danei skriver om skulle behöva vara 100 A minst och det borde vara strömmen den klarar mellan collector och emitter om jag har förstått detta rätt.

Men andra förslag om hur man kan lösa detta? Ingen som har några?

[Schnegelwerfer]

Vilken spänning driver ni 555:an med?

Du har fortfarande inte svarat om ni har något basmotstånd till BDX33?

Vad har ni för PWM-frekvens (orkar inte räkna ut det från schemat)?

[jesse]

>Motor: 1 kWh
skriv inte det i din redovisning bara . Borde leda till icke-godkänt direkt om man läser ellära.

det ser inte så snyggt ut med 2 st darlington efter varandra sådär, med ett 40W motstånd!

Mitt råd är att börja om från början.. ta en lämplig N-kanals MOSFET, designa ett bra drivsteg till den som ger en gatespänning på 10 volt, sedan testa switchningen genom att ansluta ditt 40W motstånd istället för motorn och kolla med oscilloskop att det går tillräckligt fort (annars får man lägga till komponenter som snabbar upp det hela). Se till att ha en rejäl kylare på transistorn innan du sätter på strömmen.

* vilken frekvens har 555'an ?

[Walle]

Som jesse skriver så bör ni inte skriva att motorn är på 1kWh i redovisningen.

kWh är ett mått på energi, inte effekt. 1 kW är den korrekta benämningen.

Kolla på kretsen MAX627. Det är en MOSFET-drivare som jag tror vore perfekt för det här projektet. Den ser till att MOSFETen switchar snabbt för att minska förlusterna (håller Rds till ett minimum).

Lämplig PWM-frekvens ligger nånstans mellan 1-20kHz. Ju högre frekvens, desto större förluster får man i transistorn. Med lägre frekvens ökar förlusterna i motorn istället. Prova med ca 2kHz som PWM-frekvens.

Edit: glöm inte att lägga en konding paralellt över motorn.

[Maizlow]

Haha, jag skrattar när jag ser min miss med motorns effekt, självklart ska det vara kW inte kWh. Var rätt stressad när jag skrev det, konstigt bara att ingen innan dej Jesse påpekat det. Men men, back to buisness.

Jag tror vi testade med att köra på ungeför 6.8 kHz fick motorn att gå men brände upp transistorn... Då hade vi i och för sig ingen kylfläns på. På BDX33:an använde vi inge basmotstånd :O har aldrig riktigt tänkt på det i och med att 555:an bara ger ut ungeför 100 mA. Som spänning på 555:an hade jag tänkt att vi skulle köra 12 V, sätta en spänningsregulator på kortet bara.

Sen varför inte testa med motorn, varför med 40 W motståndet?
Och vad gör kondningen över motorn?

Tack för alla snabba svar, verkar vara ett ämne som diskuteras flitigt här, men har tyvärr inte sett någon behöva PWMStyra någon större motor.

Svaren uppskattas!

/Johan

[jesse]

En transistor som enligt databladet klarar 60-100W förlusteffekt (dvs. spänningen över kollektor-emitter gånger strömmen) gör det endast då man lyckas kyla dess hölje till 25 grader celsius. Utan kylfläns räcker det med 1-2 watt innan transistorn brinner upp (ytterhöljets temperatur över 100 grader). Med en bra kylfläns kanske den kan klara 30-40 watt. Studera begreppet termisk resistans, så förstår du varför den ena transistorn brann upp.

[jesse]

>Sen varför inte testa med motorn, varför med 40 W motståndet?
Om saker brinner upp då och då så är det alltid klokt att testa med en mindre last och göra en del mätningar att allt är OK innan du kör med motorn. fast om du har ett 40W motstånd bör det vara på ca 15 Ω, inte 2.5 Ω för då brinner det upp.

>vi använt ett effektmotstånd på 2.5 ohm 40W som sitter mellan BDX33:ans collector och +, för att bestämma strömmen till QBB100A60 transistorn.

eftersom darlingtontransistorer har en viss bas-emitter-spänning (kanske på 2 volt) och en minsta kollektor--emitterspänning så kommer du att få en spänning över motståndet på uppskattningsvis 24V-2V-2V = 20 volt. 20V/2.5Ω = 8A. 8A*20V =160W. Motståndet brinner. Men som sagt. Kör MOSFET istället. Mindre krångel.

[Maizlow]

Med en fet så behövs ingen ström för att den ska switch eller hur?
Det räcker med spänning, därför är det ju bra mycket enklare.

Och jag ska läsa på om det der med termiskt motstånd, verkar interesant.

Tack, kom gärna med fler tips om hur man kan lösa detta.

Funderar också på hur man ska använda MAX627 Drivaren som walle pratade om?

/Johan

[jesse]

Rent idealiskt så räcker det med en viss spänning på gaten för att MOSFET'en ska bottna. Och då hade det räckt att koppla 555'ans utgång direkt till transistorns gate. Men så enkelt är det inte.

I verkligheten så finns det en liten kapacitans på gaten på ca 3nF - denna måste ju då laddas upp och laddas ur vid varje omslag. Därför går det åt en del ström - ju högre frekvens desto mer ström. Eller rättare sagt... ju mer ström du kan mata på vid omslagsögonblicket desto fortare går omslaget (kondensatorn laddas upp)

Om gatespänningen stiger för långsamt pga slö drivare (=låg ström) i kombination med denna kapacitans så kommer MOSFET'en att ha en kort period då resistansen i transistorn går från oändligt ner till Ron (Ron = motståndet mellan drain och source när transistorn bottnar). antag att motståndet skulle bli ca 0.5 ohm under en kort stund, och strömmen genom transistorn är ca 40A (1kW @ 24Volt) så blir då effektförlusten i transistorn upp emot 800 watt! Så det gäller att detta ögonblick är jävligt kort. Det fixar man t.ex med en MOSFET driver.

MAX627 har väl ett datablad där det står hur man gör? Kanske på http://www.datasheetarchive.com?

[Maizlow]

Tack tack tack, du har nog räddat vårat projekt Så imorrn, måndag blir det att beställa fetar och drivare. Sen så ska vi se vart det leder!

Tack igen, och gärna fler tips om ni har!

/Johan

[kimmen]

Glöm inte (och underdimensionera inte) frihjulsdioden!

Se denna tråd :

http://elektronikforumet.com/forum/view ... hp?t=30577