Olá senhores!

Venho aqui porque cansei de tentar achar a solução sozinho, lendo sites, foruns e vendo alguns vídeos tanto de conteúdo brasileiro quanto do exterior, e como já me beneficiei do fórum várias vezes sem nem mesmo ter uma conta registrada, dessa vez resolvi criar uma e pedir ajuda. Além disso, assim que o projeto estiver finalizado pretendo deixar nesse tópico todos os arquivos de PCB e esquemático do que for construído para que venha a ajudar alguém a desenvolver seu veículo elétrico no futuro.

Pois bem, preciso controlar a velocidade de um motor de 36V DC, escovado, de scooter elétrica para um projeto de um veículo de pequeno porte. Possuo alguns dados a respeito dele, é o MY1016Z3:

Pretendo controlar apenas a velocidade de rotação, por isso uma meia ponte H me serve perfeitamente. Pensei em usar sinal PWM gerado por um arduino para acionar MOSFET's e assim fazer o controle do motor. O que aconteceu durante os testes é que simplesmente os FETs (IRF3205) esquentam moderadamente SEM carga, porém quando é aplicado carga no motor eles queimam em poucos segundos, e o motor vai a 100% da velocidade.

Já fiz circuitos simples usando optoacopladores que acionam o gate do Mosfet (com um resistor pra limitar a corrente), já coloquei resistores de pull down no gate do Mosfet, usei um diodo (MUR3060PT) como diodo flyback (ou freewheeling, não sei o termo em português) mas aparentemente nada disso resolveu. Já tentei usar um driver (IR2102) para acionar o gate do FET mas também não surtiu resultado. É bom enfatizar também que o circuito funciona bem com motores menores que testei, por exemplo um motor de 12v de limpador de parabrisas.

Eu penso que o problema seja a força contra-eletromotriz gerada pelo motor quando ele é desligado, talvez o diodo que eu usei não seja o suficiente, então gostaria de pedir sugestões de diodos ou mesmo como dimensiona-lo. 


Também penso que o tempo de acionamento do FET é lento demais, fazendo ele entrar em uma zona resistiva e dissipar calor até queimar (por isso usei um driver pra acionar, mas também não resolveu).

Além disso ouvi falar que um filtro pode ajudar, mas não consegui informações sobre qual filtro para que eu pudesse estudar o assunto. 

Achei um CI que pode ser útil (BTN7970B), mas infelizmente não atende a tensão que eu desejo, e não consegui achar nenhum que suporte. Se alguém souber de algum semelhante que suporte tensões um pouco maiores seria excelente. 

Aqui primeiro dos circuitos testados, e também o mais simples.

Se alguém puder ajudar serei grato.

Boas festas.

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Respostas a este tópico

Olá.

  O driver sofre quando:

- Não liga direito (falta corrente de base/gate);

- Não desliga direito (falta velocidade ao baixar o gate/base);

- Transita lentamente de um estado a outro.

Sugestões:

- Tenha um osciloscopio...

- Tenha uma chave tipo campainha, pra ligar por 1 segundo o driver para testar. Vc dá aquela "ligadinha" pra medir um sinal. Pode ligar com a lampada em serie (px item) e a chave fechar curto na lampada pra um "teste de máxima˜.

- Tenha uma resistencia limitadora, para reduzir a corrente enquanto não conseguir achar o problema. Usei muito lampada incandescente. Se fosse 12V lampada de farol de carro. Sendo tensão superior pode ser lampada 110V mesmo, tipo halogena 200W ou 500W. 

Qual a frequencia do chaveamento ? Será que vc não está exagerando na frequencia ? Para motor DC não é preciso muito para funcionar bem, saindo da frequencia audivel ja ta bom. 

Esse optoacoplador 4N25 é da decada de 70... Muito lento. Tem esse pino da base onde vc liga um resistor de 470K ao terra pra fazer ele ficar mais rápido. Ele serve para descarregar o capacitor que é formado na imensa base feita grande pra compensar a falta de tecnologia da época. Tente usar um melhor, qualquer PC817 é mais rápido. Ainda, se vc vai interligar os GNDs, quem sabe ligar direto. Pode ser que todo problema seja esse opto lento. 

D1 tem que aguentar a corrente do motor. Não precisa ser mais. A menos que alguem empurre o motor quando ele está ligado no máximo, ele teria que dissipar a energia gerada. A da auto-indução é a mesma corrente do motor. Ele esquenta muito ? 

Em geral os drivers prontos para motores são melhores que as soluções projetadas pq eles tem um limitador de corrente. Ele mede a corrente enviada e desliga quando é atingida. Protege o driver. Não conheco mto de motores DC grandes, conheco mais de motor de passo. Mas enfim, considere um integrado que tenha o driver e o controle de sobrecorrente.

Olá meu querido Eduardo. Primeiramente obrigado pela atenção e pelo seu tempo.

Tenho acesso a um osciloscópio sim. A chave de campainha parece ser uma excelente ideia, vou arrumar uma pros testes. 

A frequência do chaveamento é 980Hz, diretamente do pino 6 do microcontrolador. Porém já tentei também com um SG3525 gerando frequências maiores sem sucesso. Quanto ao barulho, não creio que seja muito crítico na minha aplicação atual.

Também já li sobre esse pino do 4N25 e usei um resistor de 10K pro terra. Porque 470K? de toda forma, vou testar novamente. O PC817 não suporta a tensão de 36v, e inclusive "teimei" e queimei um durante testes..

D1 esquenta um pouco, tem um encapsulamento robusto também (SOT 93). Creio que não passe de 50º, mas posso confirmar isso em breve.  

Vou procurar um integrado com controle de corrente, mas de toda forma pode ser que eu consiga fazer esse controle com um sensor de forma que ao atingir a corrente desejada o arduino reduza o duty cicle. Estou certo?

Mais uma vez obrigado pela atenção!

Boas festas.

Legal.

470K é a recomendação do fabricante. Está no PDF do componente. Valores muito baixos não deixam o transistor interno conduzir direito.

Vc não precisa de 36 no opto. Veja a folha de dados do transistor. La tem a tensão que satura ele. Basta essa e mais uns 3V... como o gate é capacitivo se vc passa disso depois leva tempo pra voltar a tensão que desliga. Gera lerdeza.
Vc consegue fazer um feedback de corrente sim, mas seria mais efetivo um sistema eletrônico. Por ex se vc tiver um resistor de 0.1R (shunt) quando chegar em 20A vc teria 2V. Esses 2V já acendem um led de opto bom (O PC817 promete 1.2V). Aih quando esse opto acender vc corta o pulso. Direto na eletronica. Um potenciometro ligado nesse sinal pode servir de ajuste.

Mas não pense que é só ligar... Pq o drama é que a corrente de um motor é algo confuso, esquisita, surreal. Picos existirão. Se vc realimentar com esse ruido todo a coisa vai ficar esquisita. Vc terá corte em alta frequencia.. A ideia é usar essa informaçao para cancelar o outro pulso. Por ex o seu pulso vai para uma logica AND que sé deixa passar o principal se o sensor não acusar. 

onde "acusar" seria algo dado pela eletronica. Por ex vc pega esse ruido gerado no opto e dá uma filtrada (capacitor de valor baixo) para ignorar picos pequenos (naturais) e somente em determinada condição realmente "comer pulso" do acionamento. 

O resultado seria algo como vc girar o motor ouvindo "piiiiiiiiiiii"  e quando vc segurar ele ouvir "piiiiriiiiriiiiiiriiiii" que é o trabalho do limitador.

O pulso de acionamento precisa ser limpo, quadrado e limitado a 1KHz (ou o limite que vc calcular conforme seu transistor/acionamento).

Sobre o RBE:

http://www.bristolwatch.com/pdf/4n25.pdf

Tem muitos fabricantes, não achei o que sugere o 470K exatamente, mas veja que todos os testes de velocidade são em função dele.

Bom dia DFV,

este CI   VNH2SP30-E    https://www.st.com/resource/en/datasheet/cd00043711.pdf

suporta até 30 A, e tensão máxima de 41 V, e custa relativamente barato.

Aqui ele já está montado em um modulo: https://www.st.com/resource/en/datasheet/cd00043711.pdf

Você  o encontra até por uns  R$ 29,00 no ML.

RV

Obrigado! Vou ver o datasheet dele agora. 
Realmente estou grato por toda a ajuda que vocês estão dando.

Errei ao colar o segundo link.

o correto é este:

http://qqtrading.com.my/monster-moto-driver-vnh2sp30-30amp

RV

Olá RV

Esse drive opera com uma tensão máxima de 16V, acima desse valor o chip entra em modo de proteção. 

Eu usei o DRV8432, mas infelizmente ficou difícil de encontrar. 

http://www.ti.com/product/DRV8432

Boa tarde FH,

No datasheet do chip VNH2SP30, está assim: maximum ratings

VCC Supply voltage +41 V  (pag 8).

https://www.st.com/resource/en/datasheet/cd00043711.pdf

mas lendo o datasheet,  realmente ele entra em modo de proteção acima de 16V.

RV

bom dia.

Creio que seu problema seja a potência. Vc esta trabalhando com 350W e os fet's utilizados suportam a metade disto, por isto funciona em motores menores.

Veja o vídeo abaixo, o Vitor controla um motor de 50 Amperes. Creio que pode ser proveitoso buscar o material dele e entender como fez.

https://www.youtube.com/watch?v=RzZnvpNr_RE&index=2&list=FL...

Abs.

Bom dia, Gustavo. 
Cara, já usei 3 desses FET's "em paralelo" (gate com gate, dreno com dreno e porta com porta) usando resistores de 10ohms no gate e o problema persistiu no motor maior, porém em um motor menor tanto os três quanto um só apresentam um resultado satisfatório.
Vou dar uma olhada no material que você citou, muito obrigado!

me veio uma observação aqui..

Como esta montando o circuito? Em protoboard?

O fato é que as trilhas podem não esta suportando a corrente.

Monto em protoboard pra testar com motores menores, mas faço em PCB pra testar no motor principal. Já fiz incontáveis placas... :/

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