180VDC motor aansturen met mosfet

Volgens mij werkt deze via het principe: 230vAC->Gelijkrichter -> Condensator ->IGBT-> Vrijloopdiode (dual diode) -> motor.

Dan is de spanning ook 325v...

Een DC drive is meestal niks anders dan een gelijkrichter opgebouwd met thyristoren. Daar moet altijd een trafo voor. In dit soort gevallen gebruik ik een verhuistrafo om te voorkomen dat ik die motor ga heetstoken.

Op 17 december 2019 14:58:27 schreef Posty:
Nu wou ik hetzelfde maken maar dan met een mosfet (IRFP450 14A 500V N-Channel). En hierop een PWM sturing.

Je bedoelt zoiets.

Zie ook het bericht van GJ.

Dus mijn redenering van de originele loopband zou kunnen kloppen? Of denken jullie dat de motor het zou gaan begeven door de 'te hoge spanning'?

@lambiek, zo iets ongeveer. Enkel komt mijn PWM sturing van een arduino die een TLP250 stuurt, deze stuurt vervolgens de IRF.

Gelijk volgend schema: http://2.bp.blogspot.com/-Y1WYACDi4D4/UYAPJZZp2iI/AAAAAAAAAlE/4P2fixQL…
Met B1 mijn 320VDC en met B2 een 20Volt adapter om de IRF zijn gate te sturen.

Wat normaal niet echt wenselijk is is een grote ankerstroomrimpel. Met PWM'en ga je die niet krijgen, met een thyristorbrug wel. Ik zou er een smoorspoel tussen zetten.

Ik heb deze regeling ooit ontworpen voor verlichting en motoren, voldoet prima. Maar ik zou wel een 47N60C gebruiken, die heeft net wat betere specs dan de IRFP450.

@Lambiek, dus zolang de PWM niet boven de 50% komt, kan het volgens jou geen kwaad voor de motor.(zonder transfo?) Zijn de IRFP's niet binnen de specs? Deze heb ik nog liggen.

Zijn de IRFP's niet binnen de specs? Deze heb ik nog liggen.

Met een RDS(on) van 70mΩ voor de 47N60C tegenover een RDS(on) van 0.4Ω voor de IRFP450 ga je heel wat vermogen weg stoken. De te schakelen spanning is ook hoger en de te schakelen stroom ook.

@Lambiek, dus zolang de PWM niet boven de 50% komt, kan het volgens jou geen kwaad voor de motor.

Dat hoor je mij niet zeggen.

Als je op 50% PWM't zal je +/- 160VDC meten, maar de puls van je PWM signaal is wel degelijk 320VDC na gelijkrichten en afvlakken.

Het ligt ook aan de situatie waar de motor zich bevindt en of de motor niet te langzaam draait voor voldoende koeling.

Je kunt het proberen, een trafo kan er altijd nog voor.

Afgezien van doorslag in de isolatie van de motor is een hogere spanning op zich niet funest. Uitfikken cq. doorbranden is het gevolg van te veel warmte, en dat is een gevolg van "teveel" stroom. Dat kan ontstaan wanneer de motor teveel koppel moet leveren of geblokkeerd wordt. Als je de motor op een hogere spanning aansluit de stroom hoger ook hoger worden (bij gelijk toerental).

Met PWM kun je het naar de motor gestuurde vermogen regelen. Echter 50% duty cycle betekent niet 50% warmte. Immers P = U² / R

Soldeersmurf, dat gaat er van uit dat je te langzaam PWMed dat de stroom niet "ongeveer constant" is, door de spoelwerking van de motor.

Nu wil het geval dat hier de TS al heeft aangegeven veel te langzaam te willen gaan PWMen....

Dus, Posty, probeer of je de PWM frequentie wat hoger kan krijgen. Ga er van uit dat de schakelverliezen bestaan Umax * Imax. Dit gedurende de tijd dat het je kost om de gate open te vrutten plus de tijd dat de mosfet nodig heeft om aan te gaan. Als je nu mikt op evenveel schakelverliezen als geleidingsverliezen heb je ongeveer een "max PWM frequentie" te pakken. In de praktijk ga je minder schakelverliezen krijgen, want mijn schatting is nogal worst-case.

Op 17 december 2019 17:44:30 schreef rew:
Nu wil het geval dat hier de TS al heeft aangegeven veel te langzaam te willen gaan PWMen....

1KHz langzaam, 1KHz is genoeg. Heb ik al zo vaak gedaan, zonder probleem. Een heftruck regelaar PWM't langzaam "dat kun je zowat bij tellen" en dat werkt ook zonder probleem.

Onder de streep kunnen we toch vaststellen dat het moet gaan lukken om die motor heel te houden op een hogere spanning met de juiste PWM duty-cycle.

@rew Ik denk dat we het daarover toch wel eens zijn?

Op 17 december 2019 18:44:37 schreef soldeersmurf:
Onder de streep kunnen we toch vaststellen dat het moet gaan lukken om die motor heel te houden op een hogere spanning met de juiste PWM duty-cycle.

Ja, maar het ligt wel aan de omstandigheden. Draait de motor langzaam, wordt de motor zwaar belast, moet de motor continue draaien, enz.

Maar het moet inderdaad gewoon kunnen werken.

Ik ben het wel met REW eens; als je de frequentie wat hoger maakt, gaat het wel werken. Welke frequentie hoog genoeg is, hangt een beetje af van de inductie van de motor. Als je de spanning verdubbelt, moet je ook de PWM frequentie verdubbelen, om dezelfde stroomrimpel te houden.

@Lambiek: "werkt zonder problemen" betekend niet dat het optimaal is, het betekend hooguit dat het tot dusver niet in brand is gevlogen. Bij een lage PWM frequentie worden de verliezen in de motor wel groter, door de grotere RMS stroom in verhouding met de gemiddelde stroom. Voor sommige toepassingen is dat misschien goed genoeg, en ik denk dat de motor van een heftruck dusdanig groot is, met een hoge inductie, hoge stroom, en relatief lage voedingsspanning, dat een lage frequentie wel kan.

Als een motor 3000 rpm gaat draaien, dus 50 omwentelingen per seconde, wordt 100Hz PWM frequentie toch wel een probleem, kunnen we het daar over eens zijn?

@soldeersmurf: P = U^2 / R geldt voor weerstanden, maar een motor is niet zomaar een weerstand; je hebt ook tegen-EMK en inductie, en die vreten allebei een deel van je beschikbare spanning op. Als het goed is, is dat een proportioneel groot deel, want de tegen-EMK is bepalend voor het mechanische vermogen.

Op 17 december 2019 20:37:17 schreef SparkyGSX:
Als een motor 3000 rpm gaat draaien, dus 50 omwentelingen per seconde, wordt 100Hz PWM frequentie toch wel een probleem, kunnen we het daar over eens zijn?

Ja dat ben ik zondermeer met je eens.

Op 17 december 2019 18:22:44 schreef Lambiek:
[...]
1KHz langzaam, 1KHz is genoeg. Heb ik al zo vaak gedaan, zonder probleem. Een heftruck regelaar PWM't langzaam "dat kun je zowat bij tellen" en dat werkt ook zonder probleem.

Als je wel eens in Praag geweest bent... Op sommige tramlijnen rijden gelede trams uit de jaren '80/'90 (tegenwoordig met verlaagde middenbak) en die gebruiken een pulssturing voor de DC-motoren, kort door de bocht een PWM met variabele frequentie. Als je snel kunt tellen dan is dat vooral bij het remmen echt bijna bij te houden.

Goed. Ik trek mijn "te" in "te laag" in. Dwz.... afhankelijk van de motor kan de inductie zo laag zijn dat 1000 Hz aan de lage kant is. Maar met bepaalde motoren is de inductie dus zo hoog dat 1000Hz ook gewoon goed werkt.

Op 18 december 2019 09:57:29 schreef rew:
Maar met bepaalde motoren is de inductie dus zo hoog dat 1000Hz ook gewoon goed werkt.

Ik ben wel benieuwd wat voor soort motor het is, één met een veld en ankerwikkeling of één met permanent magneten. Ik vermoed de laatste.

EDIT:
O, wacht even. Het is een loopband, dat zie ik nu pas. Ik ging er al die tijd vanuit dat het om een transportband ging.

Op 18 december 2019 09:57:29 schreef rew:
afhankelijk van de motor kan de inductie zo laag zijn dat 1000 Hz aan de lage kant is.

Voor ijzerloze (coreless) motoren, die een extreem lage inductie hebben, is 20kHz zelfs aan de lage kant, die worden op 50-100kHz geschakeld. Nu zijn dat meestal hele kleine motoren, van een paar tot een tiental Watt, op lage spanningen.

Maar goed, het enige echte antwoord is dus "dat ligt eraan".

Vaak wordt de keuze voor een hogere PWM frequentie (20kHz is heel gangbaar) niet bepaald door de inductie van de motor, maar de wens om geen irritante fluittonen uit de motor te krijgen.

Op 18 december 2019 12:15:02 schreef SparkyGSX:
Vaak wordt de keuze voor een hogere PWM frequentie (20kHz is heel gangbaar) niet bepaald door de inductie van de motor, maar de wens om geen irritante fluittonen uit de motor te krijgen.

Ja precies. Niet dat ik dat nu nog hoor, vroeger wel natuurlijk. Het houd nu bij +/- 8KHz wel op. Vroeger werd er niet aan gehoorbescherming gedaan helaas, daar plukken veel mensen nu de vruchten van.

Op 17 december 2019 20:58:55 schreef maartenbakker:
Als je wel eens in Praag geweest bent...

Nee, mis ik dan iets?