Векторное управление BLDC

arb
amaora:

Динамические потери на переключении это дополнительно 3~5 Вт. Без радиатора тепловыделение для такой платы надо держать ниже 10 Вт.

Т.е. максимум 30А.

amaora
arb:

Т.е. максимум 30А.

Предыдущая версия, где было две платы, имела транзисторы с Rdson 2.5 мОм, и незначительно (+20 может быть) нагревалась при токе 30 А. Новые транзисторы имеют Rdson 0.75 мОм, что дает расчетное тепловыделение при 50 А лишь на ~2 Вт больше того, что было на старой при 30 А. Расчет приблизительный, и точно можно будет сказать только попробовав.

Olegars

Я именно про это и говорю, убрать все детали которые торчат выше транзисторов в сторону от мосфетов или на другую сторону, и с верху прикрутить радиатор. И вот легким движением за 100 рублей получится ампер 150-200

Зеленые это мосфеты
К стати по ссылке рег 300 гр всесит, как раз радиатор

amaora

Нет, так не получается. Даже если бы можно было так просто установить эффективно работающий радиатор, мощность растет от тока по квадрату, то есть с 50 А на 200 перейти это даст увеличение тепловыделения в 16 раз. А если четыре платы взять, то получим те же 200 А, со в 4 раза большим тепловыделением еще и на 4 раза большую площадь, итого нагрев останется прежним. Другие проблемы конечно могут быть, не считая стоимости.

Попробовать ничего не мешает, но я уже говорил, корпус у тех транзисторов отводит тепло в плату, и на верх приклеивать радиатор бессмысленно. Эффективный способ охлаждения требует других решений. Может быть на обратную сторону платы радиаторы паять на открытые полигоны, может быть на алюминиевой пластине вместо текстолита плату делать как со светодиодами.

arb
Olegars:

И вот легким движением за 100 рублей получится ампер 150-200

Не все так просто. Припаять все ключи строго в одной плоскости проблематично. Из-за этого используют терможвачку, а у нее термосопротивление больше чем у пасты. Соответственно отвести тепла можно меньше, чем расчетное.

Olegars

Мне кажется вы сгущаете краски

amaora:

Попробовать ничего не мешает, но я уже говорил, корпус у тех транзисторов отводит тепло в плату, и на верх приклеивать радиатор бессмысленно. Эффективный способ охлаждения требует других решений. Может быть на обратную сторону платы радиаторы паять на открытые полигоны, может быть на алюминиевой пластине вместо текстолита плату делать как со светодиодами.

Так делают же алюминивые платы, они дороже конечно, но тут цель оправдывает средства
вот к примеру telerem.ru/…/alyuminievye-pechatnye-platy-/

amaora

Ну может быть получится ~75 А с радиатором и обдувом. На значения больше 100 не рассчитывайте.

Olegars

Блин, они что волшебники? Где там на плате 50х40 4 комлекта мосфетов можно разместить?
www.hobbywing.com/article.php?id=201
И как раз так и сделано, мосфеты уперты в радиатор

arb
Olegars:

Блин, они что волшебники?

Конечно, на словах. В тестах все обычно по другому, особенно в длительных.

Olegars

В кикад гербер получился, вот расчет стоимости за 100штук
Total Price:₽11077.80

Weight:700g
с двойной толщиной меди
Total Price:₽14076.86

Weight:780g

Потерялось вот, не нужно?

The following libraries were not found:

/home/amaora/devel/pcb/lib/fake

Gapey
Olegars:

Так делают же алюминивые платы, они дороже конечно, но тут цель оправдывает средства
вот к примеру telerem.ru/pechatnye_platy/a...hatnye-platy-/

ну во первых многослойные алюминиевые платы будут существенно дороже …
во вторых там теплопроводность диэлектрика далеко не супер …
с тем же успехом можно отвести тепло на противоположную от мосветов сторону платы через пролитые припоем переходные отверстия и налепить радиатор через тот-же номакон …
все силовые мосфеты расчитаны либо на отвод тепла через термослой - тоесть через большую плошадь медной дорожки распределяющей тепло по плате к которой припаян теплоотводящий элемент (алюминивая плата только несколько уменьшает размеры этого термослоя и лблегчает крепление к радиатору) либо непосредственно на радиатор … на больших токах последние предпочтительнее …

Olegars:

Блин, они что волшебники? Где там на плате 50х40 4 комлекта мосфетов можно разместить?

смотря каких мосфетов … если таких www.infineon.com/dgdl/irf7748l1pbf.pdf?fileId=5546… то вполне можно …

Olegars
amaora:

Нагрев сейчас больше на транзисторах, их сопротивление 3мОм, а шунтов 0.5мОм.

arb:

Смотрел тепловизором, у меня есть возможность по работе. Поэтому к таким идеям отношусь осторожно. Как вариант не против еще, если шунт с мизерным сопротивлением (так чтоб почти не было падения и соответственно нагрева), а измерение делается через усилитель.

А зачем вообще шунт нужен если можно прям на мосфете измерять ?

Gapey
Olegars:

А зачем вообще шунт нужен если можно прям на мосфете измерять ?

можно , только измерения будут ± трамвайная остановка …
сопротивление перехода не постоянно и меняется от очень многих факторов … в том числе от температуры и достаточно сильно …

amaora
Olegars:

Потерялось вот, не нужно? The following libraries were not found:

Должно без этого открываться.

Olegars:

А зачем вообще шунт нужен если можно прям на мосфете измерять ?

Точность сопротивления шунта посмотрите www.seielect.com/catalog/sei-csnl.pdf и сравните с графиком зависимости Rdson от температуры. Такие замеры годятся только для детектирования КЗ.

5 months later
amaora

Немного ошибался на счет предельного тока, 75А получается без радиатора и обдува и можно пробовать больше. В долговременном режиме скорее всего будет нужна искусственная конвекция.

Заметьте это фазный ток, что ходит по мотору, а не потребляемый. Нужно хорошо подобрать нагрузку, чтобы получить такой ток по входу не превышая фазный ток. Этот тест был на моторе rotomax 1.20. На картинке ток, температура платы и потребляемая мощность.

alexeykozin
Olegars:

alexeykozin а по ссылке регулятор как понимать, 6-14s это нужно умножить на 3.7в получается питание 22.2-51.8 вольт? А почему именно li-po? От автомобильного не будет работать? И как он синхронизируется? Датчиками или бездатчиковый? Есть опыт использования? Чота это все сомнения вызывает, те векторные регуляторы что на алибабе встречаются меньшей мощности, а цена в р-не 10000. Наверное какой нибудь кривой костыль который на низких оборотах вообще крутить не будет, или момент куриный будет, что думаете?

при пересчете из ли-по и ли-он в максимально допустимое напряжение число S умножают на 4,2вольта. 3,6 у лион и 3,7 у липо это среднее рабочее в ходе цикла заряд разряда.

по векторным руглям я так и не нашел дешевой альтернативы,
для моторов с датчиками холла - есть решения порядка 500-750 пиковой мощности до 1000р
дополнительный плюс наличия датчиков хола - гарантированный старт мотора с максимальным усилием под нагрузкой.

вот что я пробовал
вариант 1

ru.aliexpress.com/item/…/32825522360.html
регуль отдает заявленную мощность, без существенного нагрева даже без радиатора. максимальное напряжение от которого пробовали 39 вольт

-этот регуль выдает прямоугольные импульсы (не синус и даже не трапеция) изза чего на максимальной мощности под нагрузкой неприятный тролейбусный гудеж

  • регуль управляется постоянным напряжением 0-5вольт на вход vr ,

  • имеет реверс.

  • есть защита по току

  • есть защита если мотор долго не стартует

  • нет тормоза
  • пока накат колеса не завершается реверс не включится.

вариант 2

ru.aliexpress.com/item/…/32841355316.html

  • не гудит под нагрузкой, наверное синус или что то типа того

  • максимально по потреблению давали 750вт, от 12S сколь существенного нагрева не обнаружено

  • есть защита по току

  • есть защита если мотор долго не стартует

  • есть защита от переразряда батареи (по низкому напряжению)

  • управляется постоянным напряжением 0,8 - 4,5 вольта что является типовым выходом для ручек или педалей акселератора с датчиками холла

  • слабый тормоз,
  • реверс может быть настроен при сетапе
  • использовать реверс для заднего хода автомобиля не получится.

тестил на мотор колесо от гироскутера 10,5 дюймов, купленное за 1500р на радиорынке, при самой долгосрочной и большой нагрузке колесо чуть теплое.
аналогичные колеса на авито и юле почемуто дороже, просят 2000-2500тр, возможно можно уторговать

подборка небольших видео
www.youtube.com/playlist?list=PLZAtOnM_9-yO0DDbLJM…

www.youtube.com/playlist?list=PLZAtOnM_9-yO0DDbLJM…

amaora:

какая сейчас актуальная стоимость изделия?

amaora
alexeykozin:

какая сейчас актуальная стоимость изделия?

Около 9000р.

4 months later
alexeykozin

Всем привет, можно сказать подзаразили меня товарищи из этой темой идеей поисследовать код и аппаратные решения.
за основу взял blue pill stm32duino (stm32f103c8) и останки от сгоревшего регуля (драйверы и ключи остались живы)
стартовал в ардуино иде, затем в местах где тормоз переписал на более быстрые методы, с производительностью пока проблем нет.

первая проба-цель была запустить маленький коптерный моторчик в совершенно безсенсорном режиме тоесть совсем без обратной связи ни эдс, ни токов, ни холов.
посчитал табличку синусов в массив и крутил пвм углы на фазах как 0, 120, 240 градусов с шагом в 1 градус (тупо взял идею от немецкого брашлес гимбал). частоту шим сделал 50кгц

увеличивая обороты достиг того что моторчик плавно разгоняется и выходит на большие обороты, но при этом момент очень небольшой.

второй шаг прикрутил код считывания холов, из него таблица положение-> угол,
при этом, на данном этапе, углы на обмотках решил пока не дробить по прогнозу скорости.
поскольку из моторов с холами у меня только мотор-колесо от гироскутера - эксперимент стал делать на нем.

по прерыванию от любого из холов считываю значение PORTB в один такт (у меня все холы на нем пины 13,14,15 т.е. сдвигая на 13 бит взад я сразу получаю готовый степ холлов)
в массивчике сразу прописаны углы для каждого из шагов хол-сенсоров
как только холы срабатывают я пишу углы в пвмы фаз.
причем как то сразу угадал что ноль холов совпал с нулем электрического угла.
движок стартанул и отлично держит нагрузку,
попробовал развернуть фазу холов относительно электрической на 180 - движок стал крутиться в другую сторону
поигрался с углами опережения и офигел от разных эффектов (но это отдельный разговор) оптимальными оказались именно 0 для вперед и 180 для назад.
мне показалось это странным т.к. фронты импульсов холов для направления назад и направления вперед отличаются на 30 градусов. но работает и фиг с ним, пока забил )

дальше интересно было промежутки между степами холов поделить на 60 градусов, сделал это при помощи таймера, при поступлении сигнала от хола сравниваю число шагов и меняю прескалер так чтобы таймер насчитывал к следующему разу 60 шагов. получилось считает более менее ровно 59-61 выходит.
т.е. я имею положение по холам 0, 60, 120, 180,240, 300 градусов и поправку в диапазоне 0-60 и как сумму значение поворота ротора с точностью до градуса.

после того как я применил поградусное управление первый старт показал что я не угадал с углом опережения, задал теоретический для движения вперед -30 между углом с холов и электрическим градусов и вуаля - все завелось!
но осталась таки мистика почему такая разница у 6-шагового и 360 шагового режима.

но вот что меня огорчило. посмотрел я осцилом на фазы и просто в шоке. не то что нет синусоиды, вообще какойто бредовый спонтанный сигнал не поддющийся описанию! (при этом если смотреть на шимы управляющих сигналов - красота, чистый синус!)

стал внимательнее перечитывать тему - собственно вопрос ждать красивой осциллограммы по вольтажу не следует? максимум синус будет в токах фаз?
что делать измерять эдс в фазе и если он не отличается от требуемого синуса менять шим до получения нужного результата - типа как обратная связь в цифровых звуковых усилителях?

ssilk
alexeykozin:

максимум синус будет в токах фаз?

Скорее всего - да. В самокатно-велосипедных синусных контроллерах в цепи одной из фаз стоит ACS712-30 или аналогичный.

alexeykozin

обычно ставят токовый резистор и микруху спецовый усилок к нему,
даже в китайских гироскутерах на фазах так сделано
ах, да забыл…

есть такая фиговина - гироскутеры, самый ходовой размерчик колес 10-10,5 дюймов, так вот пока зима на авито и подобных живой но помучанный жизнью скутер можно взять от 3тр руб.
а там внутри из полезного
сдвоенный контроллер на который юные дарования написали свою прошивку github.com/NiklasFauth/hoverboard-firmware-hack
два мотор-колеса с холами
10 баночная лион батарея с бмс
зарядное устройство
народ уже прочухал и вовсю пилят самоделки самокаты, самоходные телеги, снегокаты итд. т.к. ценник по цене двух покрышек)

кстати в прошивках юных дарований есть чтение датчиков тока, но дальше похоже эти данные никак не используюся. (я не нашел)
схемка vocke.tv/lib/exe/fetch.php?media=20150722_hoverboa…