En az 2,5kW'lık bir bldc motor sürücüsü tasarlayacağım.
Daha önceden drone motoru için basit bir tasarımım olmuştu, çıkan problemleri basitçe çözebiliyordum.
Ancak yüksek güçlülerde nelere dikkat etmem gerek bunlardan bahsederseniz tasarım esnasında faydalı olacaktır.
Mosfet olarak coolmosfet ya da SiC mosfet ya da (HiFet veya Profet sürücülü olduğu için bu da olabilir.) kullanmayı düşünüyorum.
Bunun yanında mos sürücü olarak daha profesyonel ne kullanabilirim?
Anahtarlama frekansım optimum ne olmalı?
Akım için hangi yöntemle ölçüm yapsam doğru olur. (Sistem hareketli)
Önümde vakit var..
Sizin önerileriniz nedir?
İlerlerse güzel bir konu olabilir :)
Şu aralar yüksek güçlü bldc sürücü kitleri karşıma çıkmakta. İzlenimlerimi söyleyeyim.
Öncelikle yüksek güçte anahtarlama elemanı olarak Fet değil de IGBT tercih ediliyor. Anahtarlama frekansı genelde 15KHz ile 20 Khz arasında.
Akım ölçüm yöntemi olarak 50 mOhm , 5 mOhm gibi low side IGBT den gnd ye giden yola direnç koyup, opamp ile adc girişine göre şekil veriyorlar.
Şimdilik bunları söyleyebilirim.
İyi çalışmalar.
Motor 35-40A olacağı için dirençle ölçmek uygun olmayacaktır diye düşünüyorum
6-step trapez sürüş , sensörlü sensörsüz sinusoidal sürüş ya da vektör kontrol, bunlardan hangisini yapacağınıza karar verdikten sonra sistem yapısı ancak belli olur.
Eğer maliyet çok önemli değilse vektör kontrole yönelmenizi tavsiye ederim.
Fazladan işlem gücü gerektireceği için daha pahalı bir işlemci ve en az 2 motor fazından akım ölçümü için de 2 akım sensörü masrafı çıkar.
Güç katı kolay.
Artık oturmuş çözümler var. İster modül kullanın ister kendiniz tasarlayın çok zorlamaz.
Direnc dendiyse sont diye anla. Yuzlerce binlerce amper boyle olculur/du.
Alıntı yapılan: apsis - 29 Eylül 2017, 13:52:39
Motor 35-40A olacağı için dirençle ölçmek uygun olmayacaktır diye düşünüyorum
Neden uygun olmasın ?
40A peak geçse bile 5mOhm direnç üzerinden 40^2*0,005 = 8 Watt harcanır. 1 mOhm kullanırsanız 1,6 Watt harcanır. Eğer endişeniz harcanan güç ise tabi.
Endişeniz hassasiyet ise o daha çok sizin tasarlayacağınız opamp katının hassasiyetine bağlı.
Incik boncukla uğraşmak yerine IPM kullanmak mantıklı olabilir.
2.5kW pek de buyuk bir güç sayılmaz aslında.
Cycle by Cycle akım kontrolü güzel olur. Bu tarz aşırı akım vs kontrollerini de donanıma yıkmak lazım. (Comparator vs..)
Peki kaç kHz sürsem verimli olur? Daha önceki uygulamalarım 16-20kHz oldu.
Sinüs örneklemesi mi yapsam yoksa direk trapez olarak mı süreyim.
Daha önce IGBT kullanmadım. Bu güçlerde fet kullanmam dezavantaj oluşturur mu?
Bir de oluşabilecek pwm deki kaymalara karşı nasıl bir önlem almalıyım
besleme gerilimi 60V muydu ? :)
Hocam 72 olması muhtemel. Ama daha düşük gerilimli olsun dedim. Bilmiyorum alırlar mı. Bu elektrikli araç yarışları için. Tübitak yerlilik istediği için bunlarda sürücüyü yapalım dediler. Aynı zamanda müh.tasarımı için vermeyi düşünüyorum
@Cemre. IPM derken https://www.direnc.net/7mbp75vda-120-50-75a-1200v-seven-pack-ipm-module (https://www.direnc.net/7mbp75vda-120-50-75a-1200v-seven-pack-ipm-module) bunlardan mı bahsediyorsun?
Evet, o bir örnek.
Gate driver kısmı da içerisinde olan NTC'li ve aşırı akım korumalı bir model iş görecektir.
Valla mantıklı. Gate sürücü tasarım yükünden de kurtulmuş olurum. Ancak tasarıma fiyat performans açısından bakılıyorsa dezavantaj oluşturabilir
Fiyat performans oranlarının discrete dizayndan kötü olduğunu hiç sanmıyorum.
Konuyu tekrar canlandırayım. Direk IPM gibi modülleri kullanmayacağız. Kaliteli bir iş çıksın istiyoruz. Infeneon firmasının coolmos yada optimos'ları ilgimi çekiyor. Kullanılacak mos yurt dışından neresi olursa olsun temin edilmeye çalışılacak.
Bana kaliteli, pişman etmeyecek bir marka tavsiye etmenizi istiyorum. Motor 72V 35A olacak.
Infeneonun kataloglarına çok baktım içinde kayboldum. Hangi mos olsun karar veremedim. Mosu belirleyebilirsem sürücü kısmını halledeceğim.
Not: sistemi IPM modüller gibi modüler ile yapmak istemememizin nedeni arıza durumunda onarımı ve maliyeti arttırmasıdır ve E-mobilde de kullanacağımız için tasarımı siz yaptınız yerine hazır sürücü takmışsınız diyecekler.
Her ikisini de yapmış ve motor (BLDC, ACIM, PMSM) kontrol etmiş (discrete ve IPM) biri olarak söylüyorum ki, "doğru seçilmiş bir IPM".
Kolay gelsin...
Hocam sizi iyi anlıyorum ancak "tübitak efficiency challenge" yarışlarında adamlar elektronik kısmının ne kadarını kendin tasarladın diye bakıyorlar ve her bir eksikte 300W ceza alıyorsunuz. Bana da kalsa söylediğiniz tercih ederim ama istekler bu şekilde.
Alıntı yapılan: apsis - 12 Aralık 2017, 22:05:42
Hocam sizi iyi anlıyorum ancak "tübitak efficiency challenge" yarışlarında adamlar elektronik kısmının ne kadarını kendin tasarladın diye bakıyorlar ve her bir eksikte 300W ceza alıyorsunuz. Bana da kalsa söylediğiniz tercih ederim ama istekler bu şekilde.
Anlamadım. Yani sürücü mantığını lojik kapılarla implemente etsek daha yüksek puan mı alacağız? ;D
Belkide :D. Şaka bir yana sizin dediğiniz modülleri kullananlar oldu ancak geçerli saymamışlar.
Alıntı yapılan: apsis - 12 Aralık 2017, 22:09:47
Belkide :D. Şaka bir yana sizin dediğiniz modülleri kullananlar oldu ancak geçerli saymamışlar.
Şaka olmalı. Neyse, zorunluluksa sorun yok. Maliyet baskısı altında olan çoğu üretici özellikle bu güçlerde discrete IGBT kullanmayı tercih ediyor.
Hocam malzeme teminin de maliyet sıkıntımız yok. Size sorum infeneon firmasını nasıl bilirsiniz. Önerebileceğiniz düşük Rdson mosfet ailesi var mı? Kataloglardan 1mohm gibi değerlerde bulabiliyorum ancak çeşit ve üretici çok. Bu alanda fuji,fairchild gibi firmalarda iyi. Ancak özellikler coolmos ve optimos karşıma çok sık çıkmakta. Üretici ve teknoloji seçiminde kararsız kaldım. Açıkçası coolmos ile optimosu da pek ayırt edebilmiş değilim.
Infineon mu? Çok iyi biliriz. International Rectifier IR'yi de iyi biliriz :)
ON Semi'ye bakabilirsiniz. FAN serisi gate driver'lara bakın.
Powerex'e (Mitsubishi) bakın.
Fuji'ye bakın.
ST, IXYS...
SiC için Cree, GeneSiC
Madem en önemli konu verimlilik ve maliyet probleminiz yok, Full SiC MOSFET anahtar kelime olabilir. Konu ile ilgili Fırat Deveci'nin blog yazısını okumanızı tavsiye ederim. 16-20kHz aralığında çalışacaksınız. Anahtarlama kayıpları baş düşmanınız. Akım okumak için ACSxxx sensörler kullanılabilir. İletim kayıplarını minimize etmek lazım. Layout dizaynı çok önemli discrete yapıda. Umarım bu konuda yeterli tecrübeniz vardır.
Kolaylıklar,
2.5 kW pek de yüksek güç değeri değil, maliyet açısından mosfet kullanmak en mantıklısı.
35 amper akımı her faz için 3 yarım köprü "iyi sürülmüş" ve iyi soğutulacak mosfetle kontrol etmek gayet mümkün, iyi çalışmalar.
@Cemre. mosfeti seçerken "Pulsed Drain current"a göre mi seçmeliyim? Sonuçta PWM anahtarlama kullanılacak. Önceden bunu göz önüne almazdım. Mosfet seçerken firmaların stok durumlarına da bakıyorum. Mesela 60A'lik mosfet için "Pulsed Drain current" 230A yazıyor ama mosfet stokta yok. Bunun yerine 31A'lik bir mosfet için "Pulsed Drain current" 93A yazan bir mosfeti seçsem uygun olur mu? Tabi bunlara bakarken ısı faktörlerini de göz önüne alıyorum.
60A diyen mosfet 25°C jonksiyon sıcaklığı için sürekli olarak 60A diyordur muhtemelen. Ancak jonksiyon sıcaklığını 25°C'de tutmak kolay olmayacaktır. Siz 100°C'deki continuous akımlara bakın.
Pulsed akımlar arka arkaya birkaç kez dayanabilecekleri değerlerdir. Yazar zaten. Bu misal kısa devre dayanımı olarak düşünülebilir. Ayrıca anahtarlama frekansı ile çıkış akımının ne kadar derate olduğunu söyleyen grafiklere bakın.
Piyasadaki herhangi bir ACIM sürücü kataloğuna baktığınızda default 5kHz olan anahtarlama freq. 15kHz civarlarına çıkartıldığında cihazın yaklaşık %50 derate olacağını söyler. :)
Ama Fırat DEVECi sitesinde şöyle yazmış pulsed akımı için : " Bir çok uygulamada mosfetler PWM tekniği ile kullanıldığından mosfetlerden anlık yüksek miktarlarda akım akıtabilmek mümkündür." diyor. Buradan PWM ile kullanılabilir diye düşünmüştüm.
http://www.firatdeveci.com/datasheet-okumak-mosfetler-part-1/ (http://www.firatdeveci.com/datasheet-okumak-mosfetler-part-1/)