frenatura motore BDC

[luxinterior]

Ho un motore in continua controllato da un ponte per consentire rotazione in entrambi i sensi.
Per ora controllo il motore senza carico e tutto sembra andare a meraviglia (l'ho detto....adesso si scatenanerà l'inferno)
Mi chiedevo quali accorgimenti devo adottare per la frenatura del motore. Non credo ci siano particolari esigenze di frenatura rapida però con un carico meccanico ci sarà una discreta inerzia.
Ho letto che per frenare si chiudono i due lati bassi del ponte cortocircuitando il motore. Corrente limitata solo dalla resistenza degli avvolgimenti e frenata rapida. A vuoto come detto funziona ma col carico ?
Ho letto che inizalment eper rallentare si può anche imporre la tensione sul lato opposto del ponte come se volessi invertire la rotazione ma dovrei gestire una sovratensione sull'alimentazione.
Avete qualche consiglio-suggerimento per progettare al meglio il circuito di controllo
grazie

(parliamo di piccoli motori un centinaio di watt)

[IsidoroKZ]

Se alimenti il motore a rovescio per frenare, e` possibile che il motore si stacchi dai supporti e vada un po' a spasso :)

Quello che si fa, anche per controllare la frenatura, si tiene una gamba del ponte ferma e con l'altra si cortocircuita il motore per un tempo limitato, si apre il cortocircuito e l'induttanza di magnetizzazione del motore manda energia indietro nella sorgente: in pratica con l'induttanza di magnetizzazione fai un boost per recuperare energia. Gli interruttori del ponte devono essere bidirezionali in corrente per fare il ricircolo e il recupero.

Se poi la sorgente non puo` accumulare energia si deve mettere un transistore in piu` e una resistenza di frenamento.

Con uno schema e qualche numero si puo` dire qualcosa di piu` preciso.

[EcoTan]

Per ora controllo il motore senza carico e tutto sembra andare a meraviglia (l'ho detto....adesso si scatenanerà l'inferno)

Il ponte lavora a 2 livelli o a 3 livelli? (il terzo livello è tutto Off)
Nel primo caso, se non sbaglio, la frenatura avviene in modo trasparente: rallentare equivale a frenare.
Salvo, naturalmente, quanto già detto a proposito del recupero.

[luxinterior]

Ho letto qui

Se ho capito bene.....:
alimentazione a batteria:
chiudo la diagonale opposta del ponte e il sistema recupera ricaricando la batteria frenando il motore

alimentazione che non consente il recupero.
tolgo alimentazione al ponte (?)
chiudo la diagonale opposta del ponte
e chiudo la resistenza esterna per dissipare frenando il motore

Il ponte lavora a 2 livelli o a 3 livelli? (il terzo livello è tutto Off)

intendi una diagonle o l'altra (due livelli oppure le due diagonali e tutto spentto (3 livelli) ?

Per ora sto giocando con una scheda di valutazione di un prodotto texas (DRV8701) ho alimentato un piccolo motore di recupero a vuoto tanto per dare un'occhiata ai segnali e farmi qualche idea.
Devo ancora scrivere il firmware definitivo ma prima dovrei capire bene quello che devo fare...
Avviamento c'è poco da dire il componente ha un controllo di velocità con PWM quindi con una rampa fino al valore scelto avvio il motore.
Variazione di velocità modifico duty cycle PWM con rampa.
Mi rimane la frenatura se libero il ponte spegnendo tutto il motore girerà ancora per inerzia a causa del carico meccanico applicato all'albero, non so se è accettabile devo ancora discuterlo con il cliente, ma volevo prevedre un sistema di frenatura che non capisco bene come realizzare.

[SandroCalligaro]

Per poter controllare "bene" un motore DC, sarebbe meglio avere il controllo di corrente, che permette di limitare, ovviamente, la corrente e la coppia, sia in funzionamento da motore che da generatore (frenatura).
Nel caso del DRV8701, c'è una sorta di controllo di corrente solo per la limitazione. Quindi, se si applica la tensione inversa, il controllo di limitazione di corrente interverrà, limitando la corrente (vedi datasheet a pag. 16).

Riguardo alla sovra-tensione, che si ha in rigenerazione, è dovuta al fatto che, in frenatura, l'energia cinetica del carico viene trasferita sui condensatori di alimentazione del ponte, caricandoli. Una batteria non ha quel problema, perché (fino alla massima carica) si può immagazzinare energia (carica) senza far variare di molto la tensione.
Se la tensione di alimentazione del ponte si alza troppo, si può:
- sospendere la frenatura rigenerativa, fintanto che non si sarà scaricata di nuovo;
- come diceva IsidoroKZ, applicare una resistenza "di frenatura", in parallelo al condensatore di alimentazione, per dissipare una potenza maggiore della potenza rigenerata (sempre finché la capacità non si sia scaricata a sufficienza).
La frenatura in corto-circuito (entrambi gli switch bassi o alti ON) non riporta l'energia verso il bus, ma dissipa solo sulla resistenza di armatura e sugli switch stessi.

[luxinterior]

Sandro grazie per la descrizione molto chiara.
Io non ho più aggiornato la discusisone ho fatto alcune prove sempre con la scheda di valutazione che mi permette di modificare i parametri di controllo da un rudimentale programma su PC.
Purtroppo provo sempre senza carico meccancio e questo semplifca molto le cose.
Nonostante il funzionamento a vuoto ho visto che portando da 100% a 0% di colpo la PWM di controllo del motore ho un'extratensione sull'alimentaizone che quasi raddoppia per un breve intervallo (centinaia di ms)
Purtroppo non utilizzo il micro Texas montato sulla scheda di valutazione. Devo realizzare la mia scheda micro in cui aggiungerò anche la resistenza di dissipazione. Se a vuoto tutto funzioan dovrò inventarmi qualcosa per aggiugnere il carico meccanico. Mi serve tempo per mettere insieme tutto l'ambaradan...

[SandroCalligaro]

Puoi fare un conto per eccesso, se sai qualcosa del carico.
L'energia da togliere al carico va a finire (a meno delle perdite) sul condensatore di alimentazione ("bus DC" ).
Se calcoli la differenza di energia cinetica e la differenza di energia sul condensatore, ti rendi conto di dove può arrivare la tensione di bus.

Per sapere se ti occorre o meno la resistenza di frenatura, quando avrai il carico meccanico, prova a scollegato (disattivando il ponte). Se il tempo che serve a lasciarlo decelerare da solo ("coasting") è molto maggiore rispetto a quello con cui vorresti farlo frenare, allora ti occorre la resistenza di frenatura.

In ogni caso, fissata la tensione massima per l'alimentazione (il massimo valore a cui non si rompe niente), il ponte va disattivato (= tutti gli switch aperti!), se il bus supera (anzi, si avvicina a) quella soglia.