MOTORE DC RECUPERO ENERGIA

[delgiu87]

Ciao a tutti,

ho un problema con un motore DC 48 v 1500W (scooter elettrico)

ho un half bridge con mosfet da 45 A 60 V (2 per ogni side, 4 in totale)

il pilotaggio è gestito da un PIC che genera alla frequenza di 15khz un dead time di 1 us inviato ad un driever national
lm5109b con 100nf di bootstrap...interposto ai gate reistenza da 10ohm con diodo opposto 1n4148.

I segnali sembrano essere sufficientemente ripidi...infatti i mosfet restano freddi....

risultati...durante una decelerazione rapida (tral'altro controllata da una rampa sia in fase di accelerazione che in decelarazione, circa 5secondi per effettuare l'intero ciclo)
i mosfet e a volte anche il driver saltano in aria...

siccome non mi è ancora ben chiaro il funzionamento del recupero di energia mi piacerebbe sapere perché il mio motore che è collegato normalmente al +48 dovrebbe far fluire corrente nella batteria...

esiste una configuarazione che ho trovato qui su electroportal con motore a massa e mi sembra di averla capita...provata sulla mia scheda non parte il motore...invece con motore al + almeno va però non credo recuperi...anzi sembra che ricircoli tutto nel diodo del mosfet hs(sarà per quello?)

come posso identificare questo recupero?
come posso gestire la corrente di ricarica?
é possibile che salti in aria perché la corrente generata passa tutta per i diodi che bruciano all'istante?

se riuscissi ad avere chiaro i pilotaggi, i versi delle correnti in tutte le casistiche possibili forse giungerei ad una conclusione che mi sta affliggendo da tempo ormai..in rete trovo poche info...

centralina.jpg (76.2 KiB) Osservato 11392 volte

segnali generati dal micro

MICRO.jpg (94.96 KiB) Osservato 11385 volte

[davidde]

é possibile che salti in aria perché la corrente generata passa tutta per i diodi che bruciano all'istante?

E' si, secondo me saltano in aria proprio per questo motivo.

Il diodo interno del mosfet mal sopporta correnti elevate per lunghi periodi, però tutto dipende da come hai collegato il motore ...

Se vuoi provare a discutere seriamente il tuo problema dovresti postare uno schema chiaro, pulito che si veda completamente e che corrisponda a quello che hai scritto , non si riesce a capire quanti mosfet stai usando (sono due per l' high side e due per il low side oppure quattro e quattro?) e nemmeno come tu abbia collegato il motore. Non sarebbe una brutta idea anche quella di postare due foto della scheda ...
Magari allega il file di Eagle su questo sito: Mediafire poi lo scarico e ci guardo.

Un' altra domanda il diodo tra gate e source a cosa serve, nello schema relativo al datasheet del driver non è indicato, perché l' hai aggiunto ?

P.S.
Hai modo di vedere tramite oscilloscopio cosa succede sui terminali di potenza del mosfet ?

[delgiu87]

sisi, lo shema è quello....è predisposto per più potenza ma intano ne monto 2 e 2.

in mezzo al ponte dove incrociano i mosfet è connesso un capo del motore e l'altro a +48v
e credo sia l'unica cosa che mancava.

ma se ci fai caso non mettono nemmeno la resistenza nel datasheet...comunque il diodo migliora il segnale e protegge maggiormente
testato e visualizzato con l'oscilloscopio anche se potrebbe essere omesso


si, ho fatto uno screenshot anche dei gate...allego questo ma non considerate la risonanza in risalita che adesso l'ho risolta(utilizzavo l'alimentatore anziche le batterie e scaldavano)...non ho voglia di rifarlo..tanto è uguale senza la risonanza...i segnali sono ripidi ..

sembra che non riuscisse a garantire le correnti impulsive necessarie....la cosa strana è il gradino che vedo sui gate così come postato...io do un deadtime ma il driver scende di pochi volt e solo quando incrocia scende completamente a zero..

sarà perché la massa è flottante..almeno mi tolgo questo dubbio se qualcuno può confermare che sia corretto il gradino

altra cosa che mi ha fatto sospettare...al momento della rottura con conseguente incendio dei mosfet high side e successivamente low side in corto avevo un dead time di 3,5us ...è troppo???

è normale che il segnale sui gate tende leggermente a deformarsi diminuendo, se pur di poco, il dead time
quando faccio sforzare o assorbire più corrente al motore?

i mosfet non scaldavano..era già da minuti che andava..poi brusco cambiamento di velocità e tac....

gate drive

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[davidde]

No no, non ci siamo.... se vuoi fare un discorso serio sono più che disposto a provare ad aiutarti se vuoi fare le cose un tanto al chilo per me l' argomento è chiuso qui!

Dico, ma come si può pretendere di far funzionare un qualcosa del genere senza entrare nel dettaglio e risolvendo tutto con un "tanto è uguale", stiamo scherzando ?

Io per un progetto simile al tuo, anzi probabilmente più semplice è un paio d' anni che ci sono dietro con la collaborazione di tutto il forum. Ora, non dico che ci debba volere tutto questo tempo ma non si può nemmeno pretendere di risolvere a caso! Togliti dalla testa che il funzionamento sia banale!

Poi :

- Chiedevo gli oscillogrammi sui terminali di potenza e mi fai vedere il gate
- Chiedevo uno schema elettrico decente e non l' hai postato
- Chiedevo qualche fotografia e nemmeno a pensarci

Ragazzi, qui nessuno chiede nulla però almeno il rispetto è d' obbligo !


[EDIT]:
prima di postare le immagini non sarebbe una brutta idea quella di ridimensionarle, cosa ne dici ?

[delgiu87]

scusami...non pensavo di mancarti di rispetto...ho cercato di mettere le notizie importanti....ma lo shema è quello ...più che caricartelo dove mi hai linkato...ti ho dato schema e layout...li hai visti?

non ho rimesso l'immagine perché era identica senza la risonanza ...comunque la mettero più tardi....

ah intendi sul motore?...sul motore ci sono degli spykes legegri ...mandero tutto

mangio e poi lo faccio...

[davidde]

Allora, chiariamo subito che la mancanza di rispetto non era intesa nei miei confronti ma piuttosto nei confronti di tutti quelli che hanno letto il messaggio, ti spiego anche il perché così abbiamo modo di capirci subito e magari di cominciare una valida collaborazione. Prendi ad esempio il tuo ultimo messaggio ti riporto soltanto per farteli notare gli errori di ortografia che hai fatto in cinque righe in croce:

shema ----> schema
mettero ----> metterò
spykes ----> spike
legegri ----> leggeri
mandero ----> manderò

Vedi leggendo quest' ultimo messaggio a me verrebbe proprio la voglia di lasciar perdere anche senza bisogno di mettere in conto lo schema postato (che fa venire i brividi). Devi cercare di capire che chi si trova dall' altra parte dello schermo mal sopporta questo lassismo. Io o noi dobbiamo cercare di aiutare uno sconosciuto secondo i dati che passa, se questi dati sono confusi e poco curati perdi tempo tu e tutti quelli che ti aiutano. Chiaro il concetto ?

Detto ciò non siamo qui per fare polemica quindi "sintonizzati" e poi partiamo !

P.S.
Oltre a caricare i file su Mediafire devi anche incollare nel messaggio il link che ti viene restituito altrimenti cosa potremmo mai vedere ?

[delgiu87]

opsss..vero!....

http://www.mediafire.com/?mz4dm4vmdld

http://www.mediafire.com/?cyee5uym3yz

[fpalone]

Salve delgiu87,
il recupero di energia in frenata da un motore non è un'operazione elementare, specialmente se si utilizza un convertitore a mezzo ponte; sarebbe utile sapere che tipo di motore hai a disposizione (a magneti permanenti, eccitazione serie, eccitazione indipendente...).
In linea di principio il problema maggiore è riuscire ad invertire la corrente a monte del convertitore mantenendo costante la tensione delle batterie e tenendo conto del fatto che la macchina elettrica quando passa in frenatura tende a fornire una tensione al massimo pari a quella che riceveva in alimentazione per la velocità di rotazione. Se quindi il convertitore in fase di motorizzazione attua strategie di tipo step-down, per ottenere la frenatura occorre pensare a strategie di controllo idonee, perché la tensione generata dal motore sarà insufficiente a consentire il recupero di energia.
Per quanto riguarda il problema sui mosfet ti posso consigliare solamente di seguire i buoni consigli di davidde visto che dovrei installare eagle per leggere i files. Solo un paio di domande però :
1) mi pare di capire che la frequenza di commutazione sia intorno ai 40 kHz, mi sbaglio?
2) per garantire la continuità della corrente sul motore usi un diodo di ricircolo ai capi del motore stesso?

[IsidoroKZ]

Salve delgiu87,
Se quindi il convertitore in fase di motorizzazione attua strategie di tipo step-down, per ottenere la frenatura occorre pensare a strategie di controllo idonee, perché la tensione generata dal motore sarà insufficiente a consentire il recupero di energia.

Se il convertitore e` bidirezionale (e un mezzo ponte con MOS e` bidirezionale in corrente) lo si puo` usare come boost, comandando opportunamente gli interruttori. Si cortocircuita per un tempo (breve) il motore, la corrente nella induttanza di armatura sale in "uscita", si toglie il cortocircuito e si ha la sovratensione per mandare indietro energia nella batteria: in pratica questo e` il solito boost che usa l'induttanza di armatura come induttanza del boost.

Se ci sono errori di pilotaggio, o anche fili lunghi e niente condensatori sull'alimentazione del ponte, tipicamente kaboom!

[davidde]

Credo che la frequenza di pilotaggio sia sui 15KHz mentre il motore sia a magneti permanenti, aspettiamo comunque la conferma di delgiu87.

Ho dato un' occhiata ai file di Eagle, se lo stampato lo hai realizzato come è disegnato ho paura che lo spessore delle piste sia piuttosto sottodimensionato. Per quanto riguarda le considerazioni di fpalone concordo pienamente. Ricaricare le batterie come avresti intenzione di fare tu non è possibile, inoltre convertire l' energia della frenata non è particolarmente conveniente. Il discorso sarebbe differente se dovessi fare molta discesa ma anche in questo caso non riusciresti a recuperare gran che. Anche se i rendimenti di un sistema di ricarica di questo tipo non penso possano essere molto proficui, la bella idea di IsidoroKZ sarebbe comunque da provare.

Per quanto riguarda l' attuale pilotaggio del motore temo non possa funzionare.
Se ho capito bene tutta la dinamica suppongo che succeda questo: quando chiudi il mosfet basso la corrente fluisce verso massa attraverso il motore, e fin qui tutto bene. Quando invece apri il mosfet basso e chiudi quello alto metti in corto circuito il motore, non essendoci una resistenza limitatrice la corrente diventa intensa e il mosfet che è il componente più debole cede. Questo succede a maggior ragione quando stai frenando perché lo scooter ha inerzia (quindi il motore si comporta da dinamo) e il mosfet alto rimane in conduzione per un tempo più lungo.

Fossi in te prima di tutto collegherei il motore tra il il punto medio del mezzo ponte e massa poi separerei bene i due segnali pilotando durante l' accelerazione il mosfet alto e durante la frenata quello basso. Collegherei poi una resistenza di potenza (da 5ohm circa) tra il punto medio del mezzo ponte e il drain del mosfet basso in modo da ridurre la corrente massima in fase di frenatura. Bisogna però fare attenzione al fatto che la fase di frenatura non può essere affidata semplicemente al rilascio del gas ma deve essere comandata, serve un pulsante o qualcosa di simile. Infine parallelerei ai diodi interni ai mosfet altri due diodi di potenza. Quest' ultima configurazione non ti permetterebbe di recuperare energia ma ti consentirebbe di sfruttare l' effetto frenante del motore in corto circuito senza distruggere il mosfet ... almeno credo ...
Cosa ne dite, potrebbe funzionare ?