Rejeneratif Fren konusu ve Yanan LM2576'lar

[Mucit23]

Selamlar

3 faz sürücü sistemleri ile uğraşıyorum. Rejenatif frenleme konusunda problem bir problemim var.

Deneysel Amaçlı çalışmalar için bir kart yaptım. Kartın Giriş Gerilimini 12-48V olarak düşündüm dolayısıyla Mosfet sürücülerin Beslemesi için LM2576-12-HV Step Down Düşürücüler koydum. Aynı zamanda step down çıkışına, Lojik beslemeler için +5V ve 3.3V regülatörler koydum.


Normalde Sorun yok çalışıyor. Fakat Motor Yavaşlama esnasında hemen 4. bölgeye geçiyor ve generatör olarak çalışıyor. Bu durumda Bazen ani frenleme durumlarında motorun ürettiği emk 45-50V civarlarına çıkıyor. Dolayısıyla LM2576'nın düz modelleri hemen bozuluveriyor. Bu pik gerilimleri Osiloskopla yakaladım.

Bu pik gerilimleri nasıl filtrelerim onu düşünüyorum. Bazı güç elektroniği uygulamalarında bazı alimünyum dirençler kullanıldığını görmüştüm. Ama yöntem hakkında bilgim yok.

Ben bu Pik gerilimleri nasıl dizginlerim? Bunun en kolayı nasıl olur?

[sadogan]

TVS ile koruyabilirsin.

[kimlenbu]

Burada mosfet katının şeması yok, mosfetleri nasıl sürdün ? Kullandığın motorun gücü nedir ? Ayrıca motor beslemesini niye regülatör üzerinden yapıyorsun ? lm2576'da 3A'i geçemezsin. Rejenaratif frenlemede hangi mosfetler hangi duty cyle'da açık ? Aktif olarak akım kontrolü yaparak mı frenleme yapıyorsun yoksa gelişi güzel mi ?

[Mucit23]

Motora PWM uygulamak için çok sade bir kart yaptım. İhtiyacım olan en temel seviyede donanımı eklemeye çalıştım.Akım koruması vs de yok. Çünkü Deneysel çalışamalar yapıyorum. Herhangi bir eleman arızalandığında hızlı bir şekilde değiştirip çalışmalarıma devam etmem gerekiyor.  yaptığım Test kartının Devre şeması budur.


Mos Sürücü olarak IR2101 kullandım. Motor Beslemesini Regülatör üzerinden yapmıyorum. Orada yanlış anlaşılma oldu. VIN Gerilimi 12-48V arasında değişebilir diye düşünmüştüm. Motor Doğrudan DC giriş geriliminden besleniyor. Kaç volt verirsem DC bara gerilimi o oluyor. Fakat Mos Sürücüler için Sabit 12V gerilim Gerektiği için Step Down Regülatör kullandım.

Şuanda Blok komutasyonla motoru sürüyorum. Örneğin DutyCycle %80 açıp sonra DutyCyle'ı yavaş yavaş 0'a çekersem sorun yok ama hızlı düşürürsem motorun ürettiği emk çok fazla oluyor. Motor Frenliyor. Şuanda Frenleme Üzerine Herhangi birşey yapmıyorum aslında, Gelişigüzel gerçekleşen olaylar bunlar.

Motor Hakkında Teknik bilgi fazla yok. Elimde Model Uçaklar için daha önce almış olduğum bu motor vardı.
https://hobbyking.com/en_us/ntm-prop-drive-50-50-580kv-2000w.html?___store=en_us
Bu motora 3 tane hall sensör bağlayıp rotor pozisyonu aldım ve çalıştırdım.

[Zoroaster]

7. bir mos ile baraya direnc sokup frenleme enerjisini isiya cevirebilirsin.

[Cemre.]

Öncelikle sistem verilen speed set point'lere giderken bir rampa izlemek zorunda ve bu rampa süresi kalkışta sistemin aşırı yüklenme limiti aşılmayacak kadar uzun, duruşta DC Barayı şişirmeyecek kadar uzun olmalı. Eğer daha hızlı duruş yaptırabilmek istiyorsanız @Zoroaster hocamın da dediği gibi Dynamic Braking Chopper diye de geçen 7. anahtarı DC Bara'ya dinamik frenleme direnci üzerinden direk paralel girerek DC Bara'yı deşarj edecek şekilde anahtarlamasını sağlamalısınız.
Misal 230V beslemeli 3 Fazlı bir motor sürücüde 310V normal çalışma gerilimi dersek ve DC bara kapasitelerimizin 400V olduğunu varsayarsak, 310V üzerinde bir değerden başlayarak (misal 350V) 350V-375V arası braking chopper duty'si lineer şekilde artacak, 375V-395V arası %100 dolulukta çalışacak ve 395V üzerinde over voltage hatası verecek şekilde bir mantık kurulmalı. Bu değerleri kendi sisteminizin tolerans sınırlarına göre düzenleyebilirsiniz ama kabaca mantık bu şekilde olmalıdır. Piyasada görebileceğiniz şebekeye rejeneratif çalışma özelliği olmayan tüm sürücüler bu şekilde çalışır. Servo sürücülerde %5 Duty'ye sahip dirençler dahili olarak gelir. Daha fazlası gerekli ise kullanıcı kendisi takar. Asenkron motor sürücülerde ise sistemin rejeneratif çalışması sözkonusu ise (çoğunlukla yerçekimine karşı çalışan sistemlerde, örn. Vinç kaldırma eksenleri gibi) dahili frenleme kıyıcısı olan modeller tercih edilir ve üreticinin önerdiği değerlerde frenleme direnci sürücüye takılır.

Kolay gelsin.

Ekleme: Birazcık akıllı sürücülerde eğer Vdc Controller DC bara gerilimini kontrol altında tutamazsa ve bu özellik aktif edilmişse duruş rampasını freeze edip uzatmak gibi bazı ek önlemler mevcuttur. Genelde frenleme direnci bağlamadan çok küçük rejenerasyonların olduğu ve duruş süresinin kritik olmadığı uygulamalarda iş görür bu çalışma. Çoğunlukla da duruş rampa süresinin 0 Saniye gibi fizik kurallarına aykırı ayarlanması durumlarında sistemi kurtaran bir mekanizma olarak iş görüyor. Ama mıknatıslı motorda genellikle yüksek dinamizm ihtiyacı olduğundan frenleme direnci şarttır. Yukarıda da örneğini verdiğim gibi bu tip sürücüler zaten üzerlerinde %5 duty karşılayacak şekilde dahili frenleme direnci ile gelirler.

Ayrıca, sanırım deneysel çalıştığınız için implemente etmediniz ama speed feedback'iniz elinizde varken neden duty değiştirmekle uğraşıyorsunuz ki? Basit bir PI kontrolör yazın da duty'i o düşünsün. Siz speed set point verin sisteme. Bunu da bir ramp function generator'e girin, oradan PI set point'i olarak alsın ve işlesin. Siz Duty ile uğraşmayın bence. Zaten arkasına aşırı akım, kısa devre koruması ve i2t koruma, aşırı yüklenme algılama gibi fonksiyonları da eklediniz mi/yazdınız mı tamamdır

[Okan AKÇA]

Seri diyot bağla   mossun + bacağına

[Mucit23]

Öncelikle sistem verilen speed set point'lere giderken bir rampa izlemek zorunda ve bu rampa süresi kalkışta sistemin aşırı yüklenme limiti aşılmayacak kadar uzun, duruşta DC Barayı şişirmeyecek kadar uzun olmalı. Eğer daha hızlı duruş yaptırabilmek istiyorsanız @Zoroaster hocamın da dediği gibi Dynamic Braking Chopper diye de geçen 7. anahtarı DC Bara'ya dinamik frenleme direnci üzerinden direk paralel girerek DC Bara'yı deşarj edecek şekilde anahtarlamasını sağlamalısınız.
Misal 230V beslemeli 3 Fazlı bir motor sürücüde 310V normal çalışma gerilimi dersek ve DC bara kapasitelerimizin 400V olduğunu varsayarsak, 310V üzerinde bir değerden başlayarak (misal 350V) 350V-375V arası braking chopper duty'si lineer şekilde artacak, 375V-395V arası %100 dolulukta çalışacak ve 395V üzerinde over voltage hatası verecek şekilde bir mantık kurulmalı. Bu değerleri kendi sisteminizin tolerans sınırlarına göre düzenleyebilirsiniz ama kabaca mantık bu şekilde olmalıdır. Piyasada görebileceğiniz şebekeye rejeneratif çalışma özelliği olmayan tüm sürücüler bu şekilde çalışır. Servo sürücülerde %5 Duty'ye sahip dirençler dahili olarak gelir. Daha fazlası gerekli ise kullanıcı kendisi takar. Asenkron motor sürücülerde ise sistemin rejeneratif çalışması sözkonusu ise (çoğunlukla yerçekimine karşı çalışan sistemlerde, örn. Vinç kaldırma eksenleri gibi) dahili frenleme kıyıcısı olan modeller tercih edilir ve üreticinin önerdiği değerlerde frenleme direnci sürücüye takılır.

Kolay gelsin.

Ekleme: Birazcık akıllı sürücülerde eğer Vdc Controller DC bara gerilimini kontrol altında tutamazsa ve bu özellik aktif edilmişse duruş rampasını freeze edip uzatmak gibi bazı ek önlemler mevcuttur. Genelde frenleme direnci bağlamadan çok küçük rejenerasyonların olduğu ve duruş süresinin kritik olmadığı uygulamalarda iş görür bu çalışma. Çoğunlukla da duruş rampa süresinin 0 Saniye gibi fizik kurallarına aykırı ayarlanması durumlarında sistemi kurtaran bir mekanizma olarak iş görüyor. Ama mıknatıslı motorda genellikle yüksek dinamizm ihtiyacı olduğundan frenleme direnci şarttır. Yukarıda da örneğini verdiğim gibi bu tip sürücüler zaten üzerlerinde %5 duty karşılayacak şekilde dahili frenleme direnci ile gelirler.

Ayrıca, sanırım deneysel çalıştığınız için implemente etmediniz ama speed feedback'iniz elinizde varken neden duty değiştirmekle uğraşıyorsunuz ki? Basit bir PI kontrolör yazın da duty'i o düşünsün. Siz speed set point verin sisteme. Bunu da bir ramp function generator'e girin, oradan PI set point'i olarak alsın ve işlesin. Siz Duty ile uğraşmayın bence. Zaten arkasına aşırı akım, kısa devre koruması ve i2t koruma, aşırı yüklenme algılama gibi fonksiyonları da eklediniz mi/yazdınız mı tamamdır

Anladım hocam. Birkaç güç elektroniği uygulamasında Alimünyum dirençlerin bu iş için kullanıldığını görmüştüm.  Yapıyı Anladim ama şimdilik onunla uğraşmayacağım. Şuanda herhalde alınabilecek en kolay önlem TVS diyot bağlamak. Yarın birkaç çeşit TVS diyot alacağım.
Bu frenleme direnci dediginizde aynı şey degilmi? Yani bir mos üzerinden Dc barayı dirence doğru anahtarlamak gerekiyor.

@Cemre. Hocam bir sonraki aşamada PI Konusu var. Onu daha yazmadım. Ama şu Ramp Function konusunda sizi rahatsız edeceğim. Öncelikle Sinüs modülasyon işini çözmem gerekiyor. Bunun motor üzerindeki etkilerini görmek istiyorum.

Hall Sensör işini çözdüm. O konu tahmin ettigim gibi hall sensörleri birkac mm sağa sola oynatmamla çözüldü.

[esensoy]

http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/data_brief/2a/72/b0/b2/66/12/42/e5/DM00127214.pdf/files/DM00127214.pdf/jcr:content/translations/en.DM00127214.pdf


Sayfa 4/9 da fren için uygulanabilecek bir devre var, diğer modüller de çok faydalı olacaktır,

[WrtM]

Aslında yapılmış hazır donanımlar üzerinde uğraşmak daha etkili sonuçlar verecektir. FOC ile uğraşmak istiyorum diyorsunuz , olayın mantığı yazılım üzerinde dönüyor ancak siz motivasyon ve enerjinizi bir yandan donanım tasarımında harcıyorsunuz.Bu arada bende birşey sormak istiyorum tvs diyotlar rejeneratif enerjiyi absorbe edecek kadar uzun dayanabiliyorlar mı? Ben süreleri us-ms bandında biliyorum.

[Mucit23]

Elimde hazır kartlar var ama şu acemiliğimi atana kadar o kartlarla uğraşmak istemiyorum. Çok narinler patır kütür o kartlara girince elimde kalıyorlar.

Şuanda ST'nin X-Nucleo IHM08M1 ve STM32F303RE Nucleo kartı var. Aynı zamanda çinden bu kartı almıştım.

https://tr.aliexpress.com/item/BLDC-brushless-DC-motor-PMSM-permanent-magnet-synchronous-motor-development-board-STM32-including-BLDC-motor/32815165033.html?spm=a2g10.10010108.1000016.1.4ddd185f5fm4YC&isOrigTitle=true

Nucleo F303RE ile çok uğraştım onunlada BLDC motoru çalıştırdım ama En son X-Nucleo IHM08M1 üzerindeki mosfet sürücüler arızalanınca elimde kaldı. Neyse Arızalanan çipleri yurtdışından tekrar getirip kartı çalışır hale getirdim. Şimdilik o beklemede.

Benim kendi yaptığım kartta Malzeme sıkıntısı yaşamıyorum.