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Controle PWM de motor DC 36v

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

Permalink Responder até José Gustavo Abreu Murta em 22 dezembro 2018 at 10:09

Bom dia ,

Você quer usar somente uma Meia Ponte H ?

Seu motor não precisará de reversão ?

Acho que tem scooter elétrica que dá ré (baixa velocidade).

Já estudei bastante sobre ESC de motor BLDC. Uma ESC compreende basicamente de três meias pontes H. Acho que pode usar partes de uma ESC para montar o seu circuito.

Para começo dos estudos:

https://jgamblog.wordpress.com/2017/03/20/circuito-regulador-cc-ste...

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Permalink Responder até Dieliton Fonseca Vieira em 22 dezembro 2018 at 14:13

Não preciso de reversão, só meia ponte é o suficiente. Vou ver os links agora, obrigado pela atenção.

OFF: Você montou algo parecido pra controlar um BLDC?

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Permalink Responder até José Gustavo Abreu Murta em 22 dezembro 2018 at 17:45

O que eu montei para controlar BLDC foi com o L6234.

Mas a corrente é baixa = 4 A.

http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-motor-sem-escova-bldc...

http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-esc-motor-sem...

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Permalink Responder até José Gustavo Abreu Murta em 22 dezembro 2018 at 10:54

Encontrei essa super Meia ponte H =

BTN8962TA

Acho que pode servir para você. Com certeza vai ter que importar.

No modo de extensão de alimentação pode ser alimentada com até 40V. Mas alguns parametros podem ser alterados. Recomendo que estude todo o datasheet.

https://www.infineon.com/cms/en/product/power/motor-control-ics/int...

https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BTN8962TA-DS-v01_00-EN.pdf?f...

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Permalink Responder até Dieliton Fonseca Vieira em 22 dezembro 2018 at 14:14

Vou ver o datasheet agora!

Um dos meus maiores problemas é mesmo a tensão. A bateria que vou utilizar tem 42v de pico quando carregada. É uma bateria de 10 células de lítio..

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Permalink Responder até José Gustavo Abreu Murta em 22 dezembro 2018 at 17:54

Talvez tenha que retirar uma das células da sua bateria.

Isso é possível ?

Ou é battery pack pronto?

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Permalink Responder até José Gustavo Abreu Murta em 22 dezembro 2018 at 12:51

Mais algumas alternativas :

Brushed DC Motor Controllers

https://www.pololu.com/category/10/brushed-dc-motor-controllers

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Permalink Responder até Dieliton Fonseca Vieira em 22 dezembro 2018 at 14:18

Olhei também o BTS7960 que suporta 45v no "Maximum Rating", mas na verdade vou ter que testar.
A minha preocupação é usar um desses CI's e ele acabar queimando devido a tensão reversa gerada pelo motor. Teria alguma dica de como resolver isso? Estou usando um diodo (MUR3060PT) freewheeling em paralelo com o motor mas não parece suficiente. Não achei diodos schottky como o MBRF2045CT aqui, já vi ele em alguns circuitos fazendo esse papel.

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Permalink Responder até José Gustavo Abreu Murta em 22 dezembro 2018 at 17:53

Eu já tinha visto o BTS7960. Esse chip foi descontinuado pelo fabricante.

http://www.robotpower.com/downloads/BTS7960_v1.1_2004-12-07.pdf

A tensão máxima de operação é 27,5V !

Não dá para usar no seu projeto.

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Permalink Responder até José Gustavo Abreu Murta em 22 dezembro 2018 at 13:16

Analisando o seu circuito :

1) Acoplador ótico:

https://www.vishay.com/docs/83725/4n25.pdf

a) A corrente do coletor do fototransistor deve ser de 10 mA. Para VCE = 0,5V

I = V / R = 35,5 V / 10 K = 3,55 mA

Sugiro R4 = 3,3 K ohms = > I = 10,7 mA

b) Para a entrada do acoplador :

Vout = 5 V e VF do diodo = 1,3V

V = 5 - 1,3 = 3,7 V

Para corrente IF de 10 mA

R = V / I = 3,7V / 0,01 A = 370 ohms ( ou 330 ohms )

Pode usar 200 ohms ( I = 16,8 mA)..

O que eu acho problemático nesse circuito é que o Mosfet vai estar sempre ON. Só vai estar OFF somente quando o acoplador estiver ativado.

https://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_7.html

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Permalink Responder até Dieliton Fonseca Vieira em 22 dezembro 2018 at 14:20

Obrigado, farei as modificações. Mas já tentei usando um driver também (IR2102) e dessa forma os pinos digitais de controle vão direto no driver, sem o opto. Da mesma forma tive problemas com aquecimento e queima, por isso acredito que o problema seja a tensão reversa gerada pelo motor.

Boas festas