PWM reglering med plc

[Lidning]

Håller på med ett projekt där jag styr en 24V dc motor, effekten ligger på ca 150w med den tänkta lasten.
Arbetscykeln ser ut så här.
AV-mjukstart upp till 100%- går på fullt-bromsar till 20-30%- stop allt som allt tar det ca 5 sek.

Just nu har jag löst det så här, plc med en solid state utgång skickar pwm signaler in i en pwm till analogomvandlare (0-10v).
Den analoga signalen går in ett kontrollkort som reglerar motorn med pwm.
Dc motor Kontrollerkortet är av väldigt enkel model. 0-10 v in för reglering, den har pottar för rampning samt justering av reglerområde på analoga ingången.

En något omständig rigg, det fungerar hyfsat, men alla omvandlingar hit å dit gör att reaktionstiden blir ganska långsam, vid kyla påverkas kontrollkortet så
att reaktionstiden blir ännu långsammare. Detta får till följd att motorn inte stannar där det är tänkt. bromstiden blir för lång.

Min tanke är att ersätta pwm omvandlaren och kontrollerkortet med ett solid state relä.

Plcn klarar en pwm frekvens på 14 till 1800hz.
pwm signalerna från plcn är 24v max 0,5A.

Någon som kan tipsa om ett solid state relä som klarar 1800hz och att driva en motor i denna storlek?

Om det inte finns/går får det bli plan b.

Effekttransistor eller mosfet med minimalt antal kring komponenter, helst färdigbyggt men är det väldigt enkelt och fungerar bra får jag väl värma upp lödkolven...

Tips på vad jag ska leta efter vore bra,

Mvh Dan

[victor_passe]

Om du inte ska kunna reversera motorn så är det bara en mosfet och ett motstånd som krävs.
Använd N-kanal då de presterar bättre till samma pris. Kolla dock att Gaten klarar 24V, inte alla gör det.

Du får nog skriva strömmen motorn drar om du vill ha tipps om en specifik transistor.

Ett halvledar relä är mer eller mindre bara två mosfet transistorer.

[Lidning]

Tackar för svaret!

Ok, det låter ju bra, reversering har jag via två växlande relän, så det är löst.
Jag har även ett lågohmigt motstånd i serie med motorn för att bevaka strömmen, den är kopplad till en av analogingångarna på plcn.

Den drar ca 5A i normaldrift, men om tex motorn kör fast så pikar det säkert över 10A. strömbegränsningen ligger på ca 8A.
ligger en fördröjning på en tiondels sekund innan plcn bryter pga överström, detta för att inte slå ifrån pga startströmen.

Drivkortet jag kör med idag är specat till 10A, trots diverse misshandel utan strömskydd har jag inte lyckats knäcka det.
Hela systemet är säkrat med en 10A säkring.

Så en mosfet på säg 15A borde väl räcka?

Är lite osäker på hur man kopplar en sån där rackare, men det blir jorden man switchar till motorn?

//Dan

[victor_passe]

Ja, du kopplar väll mosfetens source via ditt lågohm motstånd till 0V
Och gate via ca 50-100ohm till din pwm signal.
Drain kopplar du till motorn ena sida och den andra sidan till 24V eller vad du nu driver den på.
När du sedan läser strömmen via ADC kan du göra på 2 sätt:

Läs snabbare än pwm frekvensen, kanske 5gånger högre frekvens.
Sådan räknar du ut snitt värdet på strömmen.

Detta är lättare programmeringsmässigt med kräver ett motstånd till och en kondensator.
Koppla en kondensator mellan 0V och adc-ingången
Koppla ett motstånd mellan din signal från lågohms motståndet och adc på plc.

Då har du ett filter som "räknar" ut snitt värdet på strömmen.

Du måste även anpassa värdena på din resistor och kondensator, här är en formel:

F=1/(R*C)
F är frekvens
R=resistans
C=kapacitans.

Man kan säga att alla frekvenser över F filtreras bort.
Så välj R och C så F blir en bit under din PWM frekvens, kanske F=PWM/2 eller något liknande.

[Norpan]

Det måste nog vara med ett motstånd mellan gate och source åxå, jag har aldrig sett en plcutgång som klarar pushpull så nåt måste tömma gaten när utgången stängs annars blir transistorn på hela tiden.

[Lidning]

Tackar för all input!

Har gjort en skiss för att se om jag fattat rätt.

http://lidning.mine.nu/pwmskiss.png

Tog en mosfet jag hittade på elfa, vet inte om den är optimal 71-149-29

Hur räknar jag ut värdet på motstånden till gate från plc samt gate till jord, för att
den skall stänga?

Skrev in några värden på måfå

Enligt databladet på plc klarar den 0,5A den fet jag hittade klarar bara 20 volt på gaten, är motståndet på 50ohm som styr detta, eller går det inte alls?

//Dan

[Norpan]

Har du ett 50Ohm på plcutgången och ett 150Ohm mellan gate och source får du en toppström från utgången på 0,48A och en maxspänning på gaten på 18V så det kan nog bli lagom.
Men du behöver nog en frihjulsdiod över motorn åxå, det kommer att bli mycket värme och eventuell röktillverkning från transistorn annars.

[Lidning]

Så där, nya värden och en frihjulsdiod , läste att schottky är att rekomendera.

http://lidning.mine.nu/pwmskiss.png
Valde en som heter 20TQ045 70-228-33 20A 45volt, borde väl räcka?

Är det något mer jag bör tänka på?

Något jag själv funderat på är pwm frekvensen, jag har tänkt köra så snabbt plcn klarar, ca 1800hz.
Det kontrollerkort jag kört med innan hade en frekvens på ca 18000hz, är ju 10 gånger mer.
Förutom att motorn kanske låter lite mer, skall det väl inte vara någon fara?

//Dan

[Norpan]

Så länge du bara ska köra motorn på ett håll så går det bra nu, ska du vända den med relä får du ha dioden på "transistorsidan" om reläerna så den alltid pekar "på rätt håll".
1800Hz ska nog inte vara några större problem förutom ljudet, det borde bli lite mer magnetiska förluster i motorn och lite mindre switchförluster i transistorn.

[E85]

Om du väljer en mosfet med lägre Rds(on) kommer den inte behöva nån kylning men med den där IRF530 behövs det nog eftersom vid 5A blir ungefärliga effekten i transistorn P = R * I^2 = 0.1 * 5^2 = 2.5W.

[Lidning]

Aha, bra tänkt!

Eftersom jag inte är så kunnig på det här med fälteffekttransistorer är det bra med all input jag kan få.

Har letat upp den här 71-006-54 IRLZ44Z den har rDS(on): 0,011 Ω, dock har den lägre gatespänning men det är ju bara å justera motstånden.

Hur räknar jag på motstånden egentligen?
Jag är med på hur man räknar på två motstånd i serie och vad spänningsfallet blir på varje, men hur mycket ström försvinner ner i gaten?

//Dan

[victor_passe]

Du kan se gaten som en kondensator, så först går det en del ström, efter en stund går ingen ström.

Och Vg=24*(Rl/(Rl+Rs))
Där Vg=Gate spänning
Rl= Resistor lilla (50ohm)
Rs= Resistor stora (150ohm)

[Lidning]

Ok, kom på att spänningen kan variera lite, typ upp till 28 volt.

Och eftersom den nya transistorn jag valt har en max gatespänning på 16 volt har jag räknat ut följande.
68ohm till gaten från plcn, och 82 ohm från gate och jord.
Då ska det bli 0,16 A genom motstånden vid 24V och en gate spänning på 13,2 volt.

Vid 28v matning blir det 0,18A och 15,3 volt på gaten.
Blir nästan 3 watt över motstånden. Är kanske bäst å välja effektmotstånd som kan skruvas i en kylplåt.
Borde väl fungera?

om jag räknat rätt...

//Dan