p mosfet als schakelaar

Op 10 juni 2011 00:50:41 schreef free_electron:
Moment.. we hebben het over een DC MOTOR. niet over een inductieve last...
Als je stopt met een DC motor aan te drijven (van spanning voorzien) en je gaat hem als generator gebruiken dan blijven de polen gelijk... met andere woorden de + pool blijft de + pool. dat keert niet om ! ( of ben ik nu aant raaskallen ? )

Nee, dat niet; maar het zijn twee aparte verschijnselen die allebei optreden.
De 'uitloopspanning' heeft dezelfde polariteit als de voedingsspanning. Het is dezelfde EMF die er al die tijd al was.
Maar de gewone inductieve 'kick' van de zelfinductie van de motor is er ook nog.
Zijn energieinhoud is weliswaar véél kleiner dan die van de uitbollende motor, maar als je àl te snel afschakelt, krijgt je toch een gemene negatieve prikker op de verder positieve spanning.

Links het schema van de motor. I1 is de voeding. L1 en R1 zijn de zelfinductie en de weerstand van de draadwikkeling. L2 en R2 zijn de massatraagheid en wrijving van de rotor. H2 zet motorstroom om naar koppel, en H1 zet draaisnelheid om naar tegen-EMF. H1 en H2 zijn dus ook constante factoren.

Bij het plotseling uitschakelen van de stroom gedraagt de spanning die I1 te verduren krijgt als in de rechter grafiek. De spike is van L1, de rest is back-EMF als gebruikelijk.

Op 13 juni 2011 09:49:39 schreef Zonnepaneeltje:
Bedankt rew.
Kan zo de induktie van de motor niet vinden maar ik meen dat ik ooit eens iets in de orde van 100uH heb gelezen. Heb zojuist mijn L-meter er aan gehangen, hij geeft 8.38 uH aan.

Hmm. Dat scheelt nogal wat.

Die 740mJ geldt voor de fet en niet voor de interne diode(?)
De last wordt verdeeld over 5 fets, het is een halve brug met 5 parallelle fets onder en 5 boven.

Ah! sorry! Dan heb jij dus inderdaad te maken met de diode karakteristieken van de fets aan de overkant. Als je de bovenste FETs uitschakeld zal de inductie de spanning naar beneden sturen. Zodra ie onder de nul komt gaan de diodes van de onderste fets geleiden. In de praktijk geleiden die diodes niet direct. Dus moet je de zener-spanning van de bovenste fets * de tijd die de diodes nodig hebben om te gaan geleiden bepalen.

De spanning haal je uit fig 10.

Ik zie net dat het schema nog wel wat eenvoudiger kan.
Als ik het koppel door stroom voorstel, en de draaisnelheid, dus EMF, door spanning, dan heb ik de twee omzetters niet nodig en komt er dit:

L1 en R1 zijn weer de zelfinductie en draadweerstand van de wikkeling; R2 en C2 (nu natuurlijk parallel) verbeelden het mechanische gedrag van de motor.
In dit schema is het makkelijker te zien wat er gebeurt bij het uitschakelen. Eerst de 'kick' van L1, maar verder de back-EMF van C2.

L1 en R1 kun je meten aan een 'losse' motor. R2 haal je uit de stroom onder belasting, C2 is weer een maat voor hoe langzaam de motor uitloopt.

FET, Thanks! Gave manier om de mechanische kant te modelleren.

Even spelen met een harddisk-motor:

Even voor de orde groottes: R2 - C2 heeft een RC tijd van rond de 2 sec (ruwe schatting). In vol bedrijf loopt er zo'n 0.5A. De weerstand R2 is dus ongeveer 24 ohm.... Dat maakt C ongeveer 1/12. Hmm. Ik had verwacht absurd grote condensator waardes te krijgen, maar dat valt behoorlijk mee.
(alhoewel 120000 µF is voor een gemiddelde condensator wel veel.

[update!] Hey FET... Thanks again!

Wat ik tot nu toe nog niet goed begreep is: hoe kan het zijn dat als je op de motor afremt, je energie je batterij in kan pompen....

Stuur je de motor met een H-brug, dan kan je remmen door b.v. beide lage fets aan te sturen. In het schema is je bron (nu een spanningsbron) dan nul. Je sluit de C2 dan via L1, R1 kort.

Doe je dit met een PWM, dan wordt L1 dus opgeladen, en z'n flyback gaat via de protectie diodes terug de voeding in!

Idem als je hem even tegengesteld aanstuurt: Dus met een positieve spanning op C2 zet je een negatieve spanning op de bron. L1 wordt nu snel opgeladen, en zal bij de "terugslag" dus energie aan de batterij leveren.

Even concreet. Stel je hebt nog 11V in C2 zitten. R1 en R2 verwaarlozen we even (R1=0, R2= oneindig). L1 = 1 mH. Laat ik de terminals van de motor even A en B noemen. (in FET z'n schema: B=GND, A = tussen de stroombron en L1. )

Om de motor aan te sturen zet ik A op 12V, en B op 0V.

Stel ik wil remmen, dus ik zet gedurende 1 ms B op 12V en A op 0V. L1 laad nu op met 11+12V = 23V! V = L di/dt, dus di = Vdt/L = 23 . 1mH / 1ms = 23A. Dan geef ik de boel vrij, L1 zal dan punt B voorbij de 0V duwen totdat de protectie diode daar in geleiding gaat: -0.6V. Idem gaat punt A omhoog naar 12.6V. Omdat C2 nog steeds 11V is, staat er nu dus 12 + 0.6+0.6 - 11 = 2.2V over L1. De 23A zal dus afbouwen gedurende ongeveer 10ms en daarbij dus energie die uit C2 gekomen is terug leveren aan de batterij!

[Bericht gewijzigd door rew op maandag 13 juni 2011 14:08:11 (61%)]

Krijg nou wat, nu heb je mij met m'n eigen schema het terugleveren uitgelegd. Arigato gozai mashita.