Considérations de conception pour un circuit d’entraînement de moteur à courant continu?

raforanz

Considérations de conception pour un circuit d’entraînement de moteur à courant continu?


Je prévois de développer un circuit de commande pour un moteur à courant continu brossé de 24 V, 500 tr / min (@ sans charge), 2 A, 4 kg-cm. Le moteur ne doit tourner que dans une seule direction. Je prévois d’utiliser un MOSFET IRF44ZN avec un pilote approprié pour piloter le moteur et un PIC 16f873a pour générer du PWM. Mais le défi est que le moteur doit fonctionner en continu pendant au moins une journée (24 heures). Quelles sont les choses à prendre en compte lors de la conception d’un lecteur pour une telle application?

Andy aka

Fréquence PWM? Diode de retour sur le moteur? Tension d’alimentation? Courant d’alimentation? Pilote FET = bon? Le moteur est-il content d’être entraîné toute la journée indépendamment du circuit de commande électronique? Avez-vous une boucle de rétroaction pour contrôler la vitesse ou le couple sur le moteur?

raforanz

Je dois contrôler la vitesse de 5rpm à 500 rpm. le secteur ca est 230v, 50Hz dont 24v sera dérivé. oui, le moteur tourne bien toute la journée sans entraînement électronique.

raforanz

oui, je vais avoir une boucle de rétroaction pour contrôler la vitesse.

Andy aka

Ces informations ainsi que le tirage actuel prévu à différentes vitesses seraient utiles – pourquoi ne pas les ajouter à votre question d’origine plutôt que sous forme de commentaires?

Phil Frost

Lisez toutes les fiches techniques et veillez à respecter toutes les limites spécifiées. Si cela semble tenir compte de beaucoup de choses, c’est le cas. Il s’agit d’une question trop large telle qu’elle se présente actuellement.

Réponses


 davidcary

Voici certaines des choses auxquelles je pense lorsque je dois conduire un moteur:

  • Ai-je envisagé d’utiliser un pilote de moteur standard?
  • Plutôt que de commencer une conception complètement à partir de zéro, ai-je envisagé de commencer avec un pilote de moteur open-source , d’apporter quelques améliorations, puis de rendre ces améliorations à la communauté?
  • Ai-je envisagé d’utiliser un « commutateur auto-protégé » tel que l’International Rectifier IPS6031PBF, l’Infineon Technologies BTS50080-1TMB, etc. qui ne nécessite pas autant de temps de conception qu’un FET brut?
  • Ai-je envisagé d’utiliser des pièces que je peux réellement acheter, comme l’International Rectifier IRFZ44N?

Surchauffe du moteur:

  • Le moteur est-il suffisamment conçu pour supporter en continu la charge maximale à la vitesse maximale requise? (C’est plus chaud que de fonctionner sans charge).
  • Le moteur est-il suffisamment calibré pour gérer en continu la charge maximale à la vitesse minimale requise? (Bien que cela nécessite techniquement moins de puissance mécanique, le « refroidissement automatique » est moins, donc il peut devenir plus chaud).

  • vaut-il mieux tourner à la vitesse demandée aussi longtemps que possible, jusqu’à ce que le moteur tombe en panne? Ou vaut-il mieux que le système refuse de fonctionner à la vitesse demandée lorsque le moteur semble surchauffer, ralentir ou s’arrêter pour protéger le moteur?

Surchauffe du transistor:

  • Le transistor et son dissipateur thermique sont-ils suffisamment calibrés pour gérer en continu le courant normal maximum?
  • Que se passe-t-il si les fils reliant le moteur sont court-circuités? Est-ce si improbable que ce soit OK si le transistor explose? Ou est-ce si probable qu’il vaut la peine de concevoir le système pour mesurer le courant de sortie et désactiver le transistor lorsqu’il atteint la limite de courant maximale?

  • Quelle est la tension nécessaire pour activer le FET de puissance « à fond »? Mon microprocesseur peut-il l’allumer correctement ou dois-je connecter la grille du FET de puissance à une tension plus élevée – peut-être 10 V ou 12 V?

  • Combien de charge électrique faut-il pour activer et désactiver le FET de puissance? Combien de temps faut-il à mon microprocesseur pour pousser cette quantité de charge sur la porte ou retirer cette charge de la porte? Une résistance de 10 Ohms entre mon microprocesseur et la grille est-elle adéquate, ou un pilote MOSFET entre eux maintiendrait-il le FET de puissance beaucoup plus froid? (voir Capacité de la porte par rapport à la charge de la porte dans les transistors à effet de champ à n canaux et comment calculer la dissipation de puissance pendant la charge / décharge de la porte )

Autres considérations:

  • Qu’est-ce que le chemin à courant élevé « transistor activé »? (source d’alimentation au transisistor au moteur à la source d’alimentation)
  • Quel est le chemin à courant élevé immédiatement après la coupure du transistor? (moteur à diode de retour au moteur)
  • Puis-je réduire la différence dans ces deux boucles, afin de réduire l’UEM rayonnée?
  • Tous les connecteurs, fils, fusibles, capteurs de courant et autres composants des deux voies à courant élevé sont-ils conçus pour gérer le courant normal maximum en continu?
  • Comment puis-je détecter le courant du moteur?
  • Quelle est la pire chose qui puisse arriver s’il y a un bug dans le logiciel? Existe-t-il un moyen d’organiser le matériel afin que les bogues inévitables du logiciel ne causent pas de dommages permanents?


 yogece

en ce qui concerne le pilote MOSFET, vous avez a) LOW SIDE DRIVER (Charge connectée entre + VDD et la borne de vidange) b) HIGH SIDE DRIVER (Charge connectée entre la borne source et la masse) ces deux ont leurs propres avantages et inconvénients. Pilote MOSFET http://code.google.com/p/qut-brushless-controller/wiki/mosfetdrive

si vous optez pour LOW SIDE DRIVER, vous pouvez concevoir un pilote avec des composants discrets (ce circuit fonctionne bien pour moi) https://www.circuitlab.com/circuit/4j8c53/discrete-mosfet-driver/ .Je vous suggère de construire le pilote et testez-le en lui appliquant PWM; si vous rencontrez un problème, postez ici.

si vous optez pour le HIGH SIDE DRIVER, vous devrez peut-être utiliser des circuits intégrés de pilotes tels que IR2110, IR2101, .. et des problèmes de conception tels que le choix d’une diode d’amorçage appropriée, d’un condensateur d’amorçage.

 

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