Motore parallel path, Gruppo Romagna

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Framoro
view post Posted on 6/1/2010, 19:17




Ciao Ragazzi,mi chiamo Gianfranco sono un quasi nuovo iscritto,nel senso che frequento poco il forum.
Mi sono accorto che il forum è cresciuto parecchio ,molto carino e con gente preparata.

Arriviamo subito al punto.

Apro questa nuova discussione sul motore a parallel patch,molti di voi sicuramente lo conosceranno già,se andate su energetica ambiente,potrete trovare molto,soprattutto da parte di Mac e kekko che hanno realizzato molti prototipi
http://www.energeticambiente.it/parallel-path/

gruppo romagna:
http://www.energeticambiente.it/parallel-p...ore-8-poli.html

Da parte nostra(gruppo romagna)stiamo realizzando un prototipo di motore a 8 poli(4 magneti)la cosa non è semplice,bisogna rimediare il lamierino,portarlo a tagliare (laser)e tanto altro.
Alla fine il risultato è arrivato:
https://www.youtube.com/watch?v=I-H7tpH05uo...player_embedded

Scopo del gruppo è quello di studiare questo tipo di motore e verificare la possibilità dell'overunity(quasi esclusa da Mac e kekko)
Io mi occupo della parte elettronica,e devo dire che questo motore da un gran filo da torcere :)

Chiedo all'aministratore di spostare il tread....se la sezione(il posto)è sbagliato.

Tra breve posterò lo schema del ponteH,il finale che serve per far funzionare il motore.In questo momento non ho molto tempo lo farò appena possibile.

Vorrei discutere sulla costruzione di tale ponte,per ottimizzare al meglio il suo funzionamento,dato che ho riscontrato delle anomalie :)
Non sono molto esperto di Driver tipo IR 2113 e mosfet di potenza!!!!

Quindi si aprono le danze.....parola d'ordine :woot: imparare !!!!

-G-

Edited by Framoro - 7/1/2010, 07:33
 
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Framoro
view post Posted on 7/1/2010, 07:43




Vi segnalo questo .......il nuovo progetto di Mac e kekko.....sono avanti anni luce :)
http://www.energeticambiente.it/prototipi-...-magnetico.html
 
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Framoro
view post Posted on 7/1/2010, 08:17




Per mandare il motore,bisogna fornire al suddetto una forma d'onda alternata quada.
Per fare ciò si usa un comune ponte H(completo)
Il Ponte H è formato da 4 mosfet e due integrati pilota (io uso IR2113)

Come mosfet uso IRFP460 (tre in parallelo per ogni ramo) Perche uso tanta potenza?perche Mac nelle sue prove mi ha sempre detto"guarda che questi motori danno dei picchi inversi mostruosi e distruggono tutto :) meglio usare mosfet grandini"
Questa configurazione dovrebbe regere 60A 600V,il problema non è tanto la corrente ma la tensione.
Ecco lo schema:
image
Per ora,come segnale di comando uso una comune ruota fonica con la sua relativa forcella ottica(diodo infrarosso con un fototransistor)che da un segnale corrispettivo alla posizione del rotore.
image
Ora il circuito sembra funzionare bene,ma in questi giorni ho avuto un pò di poblemini.
L'ir2113 regge tensioni dell'ordine di 600v verso il ponte,mentre come sua alimentazione prende max 25V(se non ricordo male,io lo alimento a 10-12v)

Ho notato che alimentando solo il circuito pilota(ir2113)con il segnale di comando,i due integrati incominciano a scaldare e si rovinano,non si bruciano,però si scottano :) nel senso che incominciano a assorbire circa 300mA in più e funzionano male.
Bene basta dare sempre tensione al ponte e non si rovina nulla!! ok però ieri,mandando il motore a 63V(alimentatore duale con due uscite...collegate in serie per arrivare a 60v)ho cioccato l'alimentatore.In pratica sono saltati i due transistor stabilizzatori e sono andati in corto. Al motore sono arrivati di botto 80V e sono saltati i fusibili che avevo messo di protezione.Risultato ponte non alimentato,circuito pilota Si.....IR2113 danneggiati(forse uno solo,devo verificare)
A questo punto penso due cose.

1) Mancando tensione al circuito di potenza(ponteH)dal diodo di bootstrap passa corrente verso il carico,provocando il danno,l'IR si sovraccarica

2)La rete resistiva verso i Gate dei mosfet e troppo piccola 4,7 + 5,6 ohm ma l'IR2113 dovrebbe tenere, regge max 2A!!! Poi ho fatto andare il motore per quasi due ore senza notare il minimo riscaldamento dei l'integrato.

Idee??

P.S. Chi mi da la formula per calcolare bene le resistenze di Gate?

-G-

Ecco la forma d'onda sulla bobina del motore
image
Dal motore escono dei picchi inversi di + - 300V che non danno problemi al ponte(al suo interno ha una rete di clamp per limitare i picchi 390v)
Ma l'alimentatore non ha retto :) hihihihi che "asino che sono"

-G-
 
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view post Posted on 7/1/2010, 10:04
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Immane Rompiball

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Ciao Framoro e benvenuto.
Mi sono permesso di correggere il titolo della discussione perchè dovrebbe essere "parallel path" come percorso parallelo. Patch sta per pezza, toppa. Un motore a pezza parallela mi dava l'idea di motore rappezzato... :lol:
Comunque, complimenti per tutto il lavoro e la dedizione che ci avete messo e probabilmente anche le risorse e non voglio subito deludervi ma ho seguito tutta la vicenda su progettomeg e poi su energie alternative e non mi pare che abbiate speranze sul lato free energy. Ma anche come motore non mi pare che prometta bene sulla caratteristica "efficienza". Anche, perchè, i motori moderni di una certa stazza, sopra i 10KW hanno rendimenti ottimi vicini al 90-95% e quelli speciali si avvicinano anche di più al 100%. Combattere con queste tecnologie non è semplice. Se si parla di aumentare il rendimento di un motore a scoppio che ha in media un 20-25% magari ci sarebbero margini di studio. Ma nel settore motori elettrici è dura.
Comunque, parlando di controlli di potenza ci rimane un ampio margine di discussione e quì possiamo discuterne per qualche anno a venire.

Parlando del circuito, se controlli sul datasheet del IR2113 noterai che non e un full H bridge driver ed il circuiti in cui lo usi è un pò fuori dall'ordinario. Il carico deve essere connesso tra il drain del MOS in basso ed il source del mos in alto e non è previsto che drain della parte low sia connesso con il source della parte high. Peggio, se costruisci due rami del ponte con il carico nel mezzo.
A te serve un integrato o un circuito che preveda l'impiego di un full H bridge con le sue temporizzazioni e le adatte tensioni di pilotaggio.

Per quanto riguarda la corrente di pilotaggio, diodo o no di bootstrap i gate dei mosfet sono isolati e non ci deve passare corrente alcuna. La corrente di pilotaggio serve solo per affrontare i transienti di commutazione ovvero la parte capacitiva dei gate o la capacità Cgs. In situazione statica non ci deve essere corrente. Se c'è vuol dire che hai un corto o un mos è fritto. Le resistenze di gate servono solo a limitare la corrente di carica/scarica della capacità di gate e a nient'altro. Non so se esiste una formula per calcolarle ma credo che si debba agire visualizzando sull'oscilloscopio i fronti di commutazione. Quando sono abbastanza ripidi da soddisfarci, si è trovato il valore giusto. Ripeto, i gate sono isolati ed in condizioni statiche non assorbono corrente. Solo nelle transizioni ed a questo servono i drivers fino a 2A con relative resistenze.
Con i diodi di free weeling che hai messo non dovresti avere dei picchi o quasi sul motore in quanto le extratensioni dovrebbero finire rettificate sulla tensione di alimentazione, quindi controlla lo stato di quei diodi.
Se l'alimentatore è scoppiato forse si deve al fatto che si è trovato in uscita una tensione superiore a quella di ingresso. Allo scopo di evitare quel tipo di scoppiamenti è utile mettere in parallelo al regolatore tra uscita ed ingresso un diodi di bypass in modo che la tensione in uscita non sia mai superiore a quella di ingresso. Almeno, nel caso si impieghino i soliti 7812/78H12/LM338K ecc...
Spero di esserti stato utile. ;)
 
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Framoro
view post Posted on 7/1/2010, 12:41




Grazie della correzione :)
Per quanto riguarda il rendimento......un motore asincrono piccolo o di media dimensione,arriva a rendimenti poco superiori al 60 - 70%.Motori brushless arrivano a rendimenti di circa 80% ma sei quasi a top di gamma.....rendimenti superiori si ottengono con motori specifici per range di giri fissi(o poco variabili) e costano un botto!!!!
Se vai a guardare il nuovo di mac....è una bestia rendimento costante su tutti i range di giri(e non costa un cavolo farlo)!coppia di spunto molto bassa.hai presento lo scoterone vetrix,la sua corrente di spunto è altissima...supera i 15 - 20kw il motore di Mac fa fatica a arrivare al doppio della potenza nominale del motore......Sai i semafori...parti ti fermi :) .Vedremo la cosa è interessante.

Il nostro è un motore di studio non ha pretese commerciali(poi non si sa vedremo)

Per quanto rigurda IR. ho visto in rete molti schemi di ponti interi!! se vai a guardare le application note.....c'e anche quella aplicazione
www.irf.com/technical-info/appnotes/an-978.pdf
mezzo ponte o ponte intero...le cose non cambiano
 
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Framoro
view post Posted on 7/1/2010, 13:42




Il mio problema è che sono troppo pignolo :)....In questa appilicazione non serve molto sapere la resistenza esatto di Gate, lavora con frequenza basse..
Il gate può essere rappresentato come un condensatore,a frequenze basse non assorbe una cicca,ma quando vai su in freq. le cose cambiano e può assorbire diverse centinaia di mA se non A.Tutto questo per brevissimo tempo,il tempo necessario per caricare la giunzione e mandare in conduzione il drain-source(per avere il fronte ripido).
Tornando a l'IR2113 o ir2110
L'integrato in questione serve per avere un ponte con solo Mosfet a Canale-N.I mosfet sopra non funzionano se non hanno un riferimento al surce(mentre queli lato basso,non hanno problemi dato che il source e collegato a massa)per questo c'e il famoso condensatore di bootstrap,che si carica e manda un riferimento a gate per funzionare

http://olatitant.wordpress.com/2008/07/14/...satore-e-diodo/
 
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view post Posted on 7/1/2010, 15:28
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Immane Rompiball

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Essere pignoli non fa mai male. Anzi. :rolleyes:
Comunque, lasciami continuare a credere che motori asincroni trifase di potenza superiore al KW abbiano un rendimento superiore all'80%, e che naturalmente girano a regime costante dato dalla frequenza di rete e dal numero dei poli. Per macchine relativemente grosse si può arrivare anche oltre il 90%, sempre per motori asincroni trifase per potenze superiori ai 100KW. I motori degli scooter elettrici sono una cosa diversa. Così pure i brushless.
Non so cos'è il "nuovo mac"... altrimenti già sarei andato a vedere... :unsure:
In ogni caso, corrente per tensione fa potenza, che tradotta in meccanica fa coppia (Nm) per numero di giri (radianti al secondo) e di li non se esce. Considera che a numero di giri zero, la potenza è zero, ed il rendimento deve avere un certo andamento curvo per forza. Un motore che non assorbe corrente non può fornire coppia, quindi, qualcosa che non quadra c'è e non credo che sia la free energy.

Ritornando al circuito, in fig. 27 del datasheet che hai postato si vede l'esempio di un ponte ad H completo, ma è un pò diverso da quello che hai fatto tu nel tuo schema. In particolare ci sono due induttanze (L2) che sono molto utili per evitare scoppiamenti, ed il controllo di corrente "current sensing". Inoltre, le forme d'onda da applicare sui due integrati di controllo per il pilotaggio devono essere generate accuratamente tenendo presente il tempo di accenzione e spegnimento dei due rami.
Sicuramente, il circuito integrato in questione ha senso se usi due mosfet uguali sia per la parte alta che per quella bassa, e certamente la parte alta ha necessità di una tensione di gate riferita al suo source che si trova a tensione più alta del comune di alimentazione. Non ci piove. Ma il resto delle cose che ho scritto sopra resta immutato. Non dovresti avere degli spikes così alti se i diodi di free-weeling funzionano come si deve ecc...
Sii pignolo al massimo e usa un integrato driver per ponte intero già fatto e vedrai che ammattirai meno a farlo andare... ;)
 
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robo67
view post Posted on 7/1/2010, 19:47




Guardando lo schema e confrontando l'immagine dell'oscilloscopio con le caratteristiche del data-sheet dell'IR2113 mi viene da pensare che il problema possa essere dato dal fatto che gli spikes che ti genera il motore finiscono, anche solo per qualche istante, a fare superare i limiti della Vs che, secondo la IR, deve essere compresa fra Vb-25V e Vb+0,3V.

Se lo spike del motore, che si trova fra Vs e il negativo dell'alimentazione, dovesse portare la Vs oltre il valore di Vb l'IR2113 rischierebbe di guastarsi.
Come ti ha già detto Law verifica che i diodi di ricircolo facciano il loro lavoro.
Verifica inoltre che fra il positivo e il negativo dell'alimentazione non ci siano tanti spikes, soprattutto negativi, altrimenti significa che qualche cosa, nell'alimentatore o nei diodi di ricircolo, non funziona a dovere.

Altra cosa: controlla i segnali presenti sui gate dei mosfet, perchè i driver LOW-HIGH SIDE come l'IR2113 in passato mi hanno già fregato, perchè se usi delle frequenze di commutazione basse rischi che durante la carica dei gate dei mosfet high side i condensatori C3-C9 e C5-C8 non riescano a mantenere una tensione di gate adeguata, facendoli lavorare male.


 
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Framoro
view post Posted on 7/1/2010, 20:18




CITAZIONE
C3-C9 e C5-C8 non riescano a mantenere una tensione di gate adeguata, facendoli lavorare male.

si infatti li ho dovuti aumentare a 3uf adesso il limite è di circa 20-30hz (il condensatore di boostrap.)Ho controllato sull'alimetazione del ponte non si vede nessun spaike!!!!Però non ho controllato da Vs a massa!!!!!DOMANI controllo!!!!

Grazie delle dritte!!!
 
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Framoro
view post Posted on 14/1/2010, 22:11




CITAZIONE
Sii pignolo al massimo e usa un integrato driver per ponte intero già fatto e vedrai che ammattirai meno a farlo andare...

Conoscete qualche integrato per ponte intero????? che regga 400-600V come IR???
 
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view post Posted on 18/1/2010, 09:39
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Immane Rompiball

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Io ti consiglierei il IR2453 che è un full bridge driver per mosfet fino a 600V di tensione di alimentazione. Se proprio si deve.
Però, stai attento agli avvolgimenti. Ricorda bene che devono avere la sua brava impedenza che limiti la corrente e che la corrente non saturi mai il nucleo altrimenti gli spikes sull'alimentazione sono dovuti al fatto che la linea non ce la fa a sostenere i picchi di assorbimento e l'induttanza di linea risponde con gli spikes che potresti notare. Un errore che viene spesso fatto nei motori autocostruiti è proprio quello di "sbagliare" la bobinatura. Idem per il MEG e i trasformatori o circuiti magnetici "esoterici" incluso parallel path dove spesso, la non linearità dei circuiti magnetici viene confusa con la generazione di energia dal nulla. :)
 
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Framoro
view post Posted on 18/1/2010, 09:55




Grazieeee!!!
 
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11 replies since 6/1/2010, 19:17   867 views
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