MOTORE DC RECUPERO ENERGIA

[delgiu87]

integrato nella ruota posteriore, potenza massima a tensione di Pmax=1500 W, V=48, batterie di trazione N.4 tipo ermetiche senza manutenzione 12V 42Ah, tempo di carica completa di 6 ore, posizione centrale sotto la sella conducente, dispositivo di carica a bordo, raffreddamento ad aria, variatore meccanico di velocità con sistema di regolazione elettronica, velocità massima di 45 km/h, pendenza massima superabile del 20%, autonomia fino a 65 km.


questa è la descrizione del mio scooter roller faam.
montava una centralina prodotta da elektrosystem modello PM04-B
la frequenza di pilotaggio è 15khz.

Ribadisco, nonostante prove a 24 V il motore con una brusca decelerata(addirittura a vuoto...non voglio imagginarmi su strada)
fa ronzare i MOS(tentatativo di morte) a fine ciclo di spegnimento.

Se creo una brusca decelerata da una velocità maggiore credo che accada di nuovo il kataboom!

Secondo quanto spiegato su un articolo trovato qui ho montato il motore a massa e ho invertito i segnali ma stranamente appena il motore cominciava a girare impazziva il microprocessore e quindi MOS andavano in corto.
probabilmente il disturbo s'induceva sull'alimentazione principale...siccome la centralina PM04-b monta il motore a + e dice che recupera l'energia...non vedo perché non devo capirne il funzionamento anche con questo sistema.

[davidde]

Credo che il sistema più semplice per recuperare l' energia sia proprio quello che ha indicato IsidoroKZ.

Il problema che hai tu è quello di chiudere il mosfet alto nel momento sbagliato. Secondo me, ma non lo assicuro assolutamente, il mosfet alto nella tua "vecchia" configurazione va chiuso soltanto in frenata e secondo modalità ben ponderate. Considera che la chiusura di tale mosfet si traduce in un corto circuito netto sul motore. Non vedo cioè un senso utile nel chiudere tale transistor nel momento dell' accelerazione secondo me deve rimanere aperto. Poi il fatto che il motore sia collegato tra il positivo di alimentazione e il punto medio del mezzo ponte o tra tale punto e massa è di importanza secondaria.

In poche parole per me i due MOS devono lavorare distintamente, quello basso in accelerazione ti darà la possibilità attraverso un pilotaggio in PWM di gestire l' energia che invii al motore, quello alto durante la frenata ti darà la possibilità di recuperare energia da inviare alla batteria a patto che la corrente riesca dal motore a giungere alla batteria. perché ciò avvenga la tensione di ricarica dovrà essere maggiore dei 48V di alimentazione. Per il motivo che ha spiegato fpalone ieri devi quindi essere in grado di elevare la tensione.

Voglio chiederti una cosa, il pilotaggio attuale della tua scheda riproduce fedelmente quello della scheda originale o te lo sei "inventato" tu ?

[delgiu87]

no, me lo sono inventato io diciamo...ma siccome non ho ancora bene chiaro i versi delle correnti...

se il motore è collegato al + chi lo fa andare avanti e mosfet low side...al rilascio la corrente generata dl motore dove circola??

secondo il sistema motore a gnd gira pilotato dal mosfet alto e quando questo si apre la corrente circola nel suo diodo
regolando opportunamente il PWM del mosfet sotto che limita il passaggio di corrente nel diodo di ricicolo del MOS sopra...

...nel mio caso invece gira pilotato dal MOS low side e al rilascio??....trova il diodo sotto che blocca e sopra circola in se stesso...

non mi è chiaro....comunque adesso come adesso..anche se non recupera energia mi viene da pensare che quella corrente generata circola tutta per il diodo sopra.....probabilmente la centralina regge e il problema lo da solo nella fase che descrivevo sopra...

però vorrei capire per diagnosticare...non provare finche non mi saltano in aria tutti i mosfet che ho...

[davidde]

Credo che questo sia l' articolo al quale fai riferimento: pilotaggio motori

L' articolo riferendosi ad una configurazione del genere

Pilotaggio motore.png (1.87 KiB) Osservato 4767 volte

dice all' incirca che:

- per pilotare il motore in trazione si lavora in PWM sul mosfet M1. Ok ?

- se si vuole immagazzinare l' energia prodotta (in discesa non in frenata) dal motore sfruttandolo come generatore si deve pilotare mediante PWM il mosfet M2. Considera che se M2 è aperto e il numero di giri del motore è sufficiente per garantire ai suoi capi una tensione superiore a quella delle batterie la corrente circolerà in direzione degli accumulatori (passando dal diodo di protezione del mosfet M1) ricaricandoli, ma se il numero di giri non è sufficiente per garantire tale condizione la corrente non potrà circolare e quindi non ricaricherai un bel niente.
Quando il mosfet M2 si chiude il motore, che sta funzionando come generatore, viene messo in corto circuito. Questo corto circuito ha l' effetto del freno motore e quindi tenderà a rallentare il mezzo in movimento.
I "problemi" che questo corto circuito genera sono sostanzialmente due, il primo è che la corrente circolante nel mosfet M2 diventa elevatissima e se si insiste troppo (con i tempi di chiusura) si danneggerà inevitabilmente il semiconduttore. Il secondo è, come detto sopra, quello di rallentare il mezzo che si stà muovendo lungo una discesa.
Appare quindi chiaro che se si mantiene a lungo il corto circuito il mezzo tenderà a fermarsi, il PWM di M2 va quindi gestito in modo che il motore possa operare ad un regime tale da mantenere ai suoi capi una tensione superiore a quella di alimentazione.

Il discorso che faceva fpalone in merito alla frenata era proprio riferito al fatto che la tensione che il tuo motore potrà presentare ai morsetti durante la decelerazione non potrà mai superare i 48V che gli fornivi precedentemente e quindi di fatto non puoi ricaricare le batterie. IsidoroKZ ti consigliava per l' appunto di sfruttare un' altro sistema ovvero quello di immagazzinare energia nel motore. In questo modo riusciresti attraverso i picchi che si generano durante l' apertura del mosfet (relativo alla frenatura) ad avere una tensione più elevata dei 48V che quindi può far circolare la corrente verso gli accumulatori ricaricandoli.

Comunque sia i tuoi mosfet esplodono perché chiudi quello alto nel momento sbagliato.... prova a fare funzionare il tutto lasciandolo sempre aperto, vedrai che la situazione migliora ... Inoltre io parallelerei al diodo interno a M1 un' altro diodo di potenza e sceglierei componenti con una Vds superiore ai 60V, almeno il doppio della tensione di alimentazione ...

se il motore è collegato al + chi lo fa andare avanti e mosfet low side...al rilascio la corrente generata dl motore dove circola??

Se entrambi i mosfet sono aperti la corrente non circola perché il circuito è aperto.

secondo il sistema motore a gnd gira pilotato dal mosfet alto e quando questo si apre la corrente circola nel suo diodoregolando opportunamente il PWM del mosfet sotto che limita il passaggio di corrente nel diodo di ricicolo del MOS sopra...

No, non è così. Il MOS low side serve per cortocircuitare il motore in modo da farlo frenare, non serve per limitare la corrente nel diodo del MOS alto.

non mi è chiaro....comunque adesso come adesso..anche se non recupera energia mi viene da pensare che quella corrente generata circola tutta per il diodo sopra.....probabilmente la centralina regge e il problema lo da solo nella fase che descrivevo sopra...

NO! Finché la tensione ai capi del motore (quando lavora come generatore) non supera i 48V non circola corrente in quel diodo. Il mosfet esplode perché lo chiudi senza limitare la corrente di cortocircuito che diventa elevatissima danneggiandolo. Se non chiudi quel mosfet non esplode nulla.

Delgiu87 sappi che le mie (per il momento) sono solo ipotesi, non ho mai lavorato con questo tipo di circuito e quindi non escludo che i miei ragionamenti possano essere errati. Prima di prendere per buono quanto scritto aspettiamo conferma o smentita da chi ne sa molto più di me.

Miei carissimi colleghi... cosa ne pensate ?

[delgiu87]

ciao fpalone...il motore è brushless magneti permanenti

il diodo sul motore non è presente...anche se non hai eagle ho postato lo schema ...

,....in mezzo al ponte e connesso il motore che poi va al +48 diretto...

[IsidoroKZ]

C'e` un sano e robusto condensatore sul ponte, dove arriva l'alimentazione?

Per le prove, in fase di motoring puoi attivare solo il transistore di sopra, mentre per la braking puoi pilotare in PWM solo quello di sotto, usando i diodi di substrato dei MOS per il ricircolo. Perdi un po' di efficienza ma semplifichi il pilotaggio.

Mi sembrava di aver letto di mettere in parallelo un diodo fuori dal MOS: direi che serva a poco, eventualmente ci torno su.

[davidde]

Scusami IsidoroKZ mi permetti una domanda ?

Quando dici: "perdi un po' di efficienza" ti riferisci al fatto dei diodi esterni montati in parallelo a quelli dei MOS oppure ad un pilotaggio differente del mezzo ponte ?

Grazie !

[IsidoroKZ]

Scusa, non mi sono spiegato bene.

Mi riferisco al fatto che se si pilota solo un MOS per volta si utilizza il diodo di substrato dell'altro che ha una caduta di tensione diretta relativamente elevata, e tempi di recupero inverso non spettacolari. Se invece si pilotano i due MOS in controfase, con opportuno death time, uno dei due MOS lavora nel terzo quadrante, e la sua caduta di tensione e` decisamente piu` bassa di quella del diodo suo interno.

[davidde]

Ok, ti ringrazio !

Toglimi per favore l' ultima curiosità. Questo tuo ultimo discorso è riferito soltanto alla fase di frenatura, giusto?
Durante l' accelerazione non ha senso chiudere il mosfet basso (riferendoci al caso in cui il motre sia collegato tra il punto medio del mezzo ponte e massa) oppure sbaglio ?

[IsidoroKZ]

Ok, ti ringrazio !

Toglimi per favore l' ultima curiosità. Questo tuo ultimo discorso è riferito soltanto alla fase di frenatura, giusto?
Durante l' accelerazione non ha senso chiudere il mosfet basso (riferendoci al caso in cui il motre sia collegato tra il punto medio del mezzo ponte e massa) oppure sbaglio ?

Durante l'accelerazione e la marcia normale e` comunque opportuno chiudere anche il MOS in basso. La ragione e` che quando si apre il MOS in alto, nell'induttanza di armatura c'e` corrente che continua a passare attraverso il diodo di substrato del MOS di sotto. Questo provoca una caduta di tensione di un volt o due. Se si chiude il MOS di sotto, la corrente continua a passare "a rovescio", da source a drain in un N, ma al posto di passare per il diodo passa per il canale che fa una caduta di tensione molto piu` piccola e cosi` il rendimento sale.

Negli alimentatori a commutazione (ad esempio il buck) questa tecnica e` chiamata synchronous rectifying o semplicemente buck sincrono.

PS: nella risposta precedente era dead time, non death time, ma ho qui vicino un modulo igbt da 1000V 100A passato a miglior vita, e ho scritto il tempo di morte