Drehzahlsteller für 600W Motor

[TheTeichi]

Hallo liebe Leute, habe schon lange nichts mehr gepostet und komme direkt mit einem Problem zu euch und hoffe, dass Ihr mir helfen könnt :).

Ich helfe gerade einem Freund bei einer kleinen spielerei.
Wir haben beim Conrad einen Drehzahlsteller für 10A gefunden.
Mein Freund hat aber einen Motor der 36V und 22A benötigt (DC Motor Bürsten).

Wir würden jetzt gerne die Schaltung so umdimensionieren, dass wir sie verwenden können, denn die Schaltung ist genau das was wir brauchen, nur halt leider nicht im richtigen Bereich :).


Ich habe im Anhang natürlich den Schaltplan online gestellt damit Ihr ihn sehen könnt.

Anmerkung zu meinen Skizzen:

!!!ES STEHT 12-24V ---> vergesst das bitte, da MUSS 36V stehen!!!

Zur Spannungsebene erzeugen:

Ich habe bereits umgeschrieben, dass ich nicht von 12-24V sondern 36V brauche...d.h. ich habe nur die Kondensatoren auf 50V ausgelegt, der Festspannungsregler hält das aus (ist zwar im Limitbereich, aber mit Kühlkörper sollte es gehen). Des weiteren verwende ich die 9V gleich weiter, weil der IC2 (SG3524) eine Versorgungsspg größer 8V braucht.


CON1:

Der Con1 dient dazu extern die Drehzahl zu regeln mit einer Steuerspannung von 0-5V.


PWM:

Mit dem Poti R3 wird das PWM Signal eingestellt.


FRQ:

Damit kann man die Schaltfrequenz verstellen.


I LIM:

Strombegrenzung einstellen.


Ich bin nicht sehr gut in der Schaltunganalyse leider...daher weiß ich nicht welche Bauteile ich jetzt alle austauschen muss, damit ich 22A über das ganze schicken kann. Ich denke jedoch, dass es nicht all zu viele Bauteile sein werden. Ich denke der MOSFET (IRL2505) muss ausgetauscht werden, dann die Schottkydiode MBR745 und eventuell der MOSFET treiber (TC4427A), das weiß ich aber nicht??


Freue mich schon auf eure antworten und Hilfe :)

Lg
Euer Mike

[Richard]

Stelle doch einmal den Link zum Drehzahlsteller b.z.w. dessen Datenblatt hier rein.

Gruß Richard

[TheTeichi]

bittesehr:

http://www.h-tronic.com/Presse/download/BA_1191507_DrehzahlstellerV2.pdf


aja sry, nicht conrad h-tronic wars :)

[Richard]

bittesehr:

http://www.h-tronic.com/Presse/download/BA_1191507_DrehzahlstellerV2.pdf
aja sry, nicht conrad h-tronic wars :)

Hmm mit einem "kräftigeren Fed der möglichst ähnlich an zu steuern ist UND einem der neuen Stromstärke angepassten "Sense" R sollte das machbar sein. Fragt sich ob sich die Mühe lohnt, was der Treiber kostet. Ansonsten.....
http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/index.php?cPath=65 einmal hier vorbei schauen, der 4 von oben scheint für euch zu passen wenn man nicht immer "Vollgas" verlangt. Der letzte auf Seite 2 ist quasi mit allem an zu steuern aber etwas schwächer, mit Kühlkörper/Lüfter sollte sich das aber ändern.

Gruß Richard

[TheTeichi]

hm die schaltungen sind zwar nicht schlecht, aber er muss die verwenden die ich in gestellt habe :).

er muss da so in der art projekt machen und hat von seinem projektleiter die aufgabe bekommen diese schaltung auf eben die 22A auszulegen.

wir würden daher gerne diese schaltung anpassen auf das was wir brauchen.

was meinst du mit Sense R? Kosten sind eher nicht das Problem,weil wir würden das gerne mit dem lösen.

[Richard]

hm die schaltungen sind zwar nicht schlecht, aber er muss die verwenden die ich in gestellt habe :).

er muss da so in der art projekt machen und hat von seinem projektleiter die aufgabe bekommen diese schaltung auf eben die 22A auszulegen.

wir würden daher gerne diese schaltung anpassen auf das was wir brauchen.

was meinst du mit Sense R? Kosten sind eher nicht das Problem,weil wir würden das gerne mit dem lösen.

Der Widerstand = R genannt gegen GND ist der Strom Mess R und regelt den Treiber Strom. Wenn der Treiber merkt das mehr als 10 A fließen macht der einfach ZU/Aus oder ähnlich, also muss der R so Dimensioniert werden das es für den Treiber so aussieht als wenn bei 22 A 10 A gemessen werden. R 10 0,022 Ohm muss also durch einen R von 0,01 Ohm ersetzt werden und somit der Steuerung Bei 22 A 10 A "vorgelogen" wird. :-) Ob dann der Kühlkörper noch ausreicht????

Gruß Richard

[TheTeichi]

asooo richard ich dachte du meinst jetzt was spezielles :D, sry :D

ja das hab ich mir schon ausgerechnet. der jetzige hat 0,022 Ohm bei 10A macht einen Spgabfall von 0,22V.

Ich nehm einfach einen 0,1Ohm bei 22A und hab das gleiche ergebnis :). so kann ich dem entgegenwirken :D


ich sollte vorher lesen bevor ich schreibe, hab gerade gesehen dass du das auch geschrieben hast...na egal :D....jetzt bleibts stehen :D.

Hm ja dass muss ich dann testen, aber ich dachte zusätzlich an einen kleinen CPU kühler der da a bissl kühlt, sicherheitshalber. Werde vorher mal kurz testen wie es mit der Wärme aussieht, wird aber denke ich zu hoch sein....Werd also den Kühlkörper vergrößern und anschließend noch einen kleinen Lüfter montieren, weils so schön ist :D

[Jakob L.]

Den Mosfet würde ich etwas grösser als eigentlich nötig dimensionieren (z.B. IRFP4310Z, 1,80 € bei Reichelt). Der hat nur 6 mOhm RDS_On, so dass die Verlustleistung auch bei 22A Dauerstrom lediglich ca. 3 Watt ist. Dazu kommen noch die Umschaltverluste, die jedoch aufgrund der relativ niedrigen Schaltfrequenz (5-20 kHz) nicht so sehr ins Gewicht fallen. Das sollte noch mit dem vorhandenen Kühlkörper der Schaltung gehen.

In dem Sense-Widerstand hat man bei Verwendung von 0.01 Ohm bei 22A übrigens deutlich mehr Verluste als bei den original verbauten 0.022 Ohm für 10A. Das muss man bei der Bauform natürlich auch berücksichtigen, damit der Widerstand nicht zu heiss wird.

Schau dir bitte auch die Dicke der Leiterbahnen im Leistungsteil an. Bei einer Verdopplung des Stroms hat man immerhin die vierfachen Leitungsverluste in den Leiterbahnen. Je nach Layout und Dicke des Kupfers kann das möglicherweise zu Problemen führen. Eventuell ist es einfacher, den Leistungsteil komplett neu aufzubauen. Eine weitere Möglichkeit wäre die Verstärkung der Leiterbahnen durch Auflöten von Kupferdraht oder Entlötsauglitze.

[TheTeichi]

Den Mosfet würde ich etwas grösser als eigentlich nötig dimensionieren (z.B. IRFP4310Z, 1,80 € bei Reichelt). Der hat nur 6 mOhm RDS_On, so dass die Verlustleistung auch bei 22A Dauerstrom lediglich ca. 3 Watt ist. Dazu kommen noch die Umschaltverluste, die jedoch aufgrund der relativ niedrigen Schaltfrequenz (5-20 kHz) nicht so sehr ins Gewicht fallen. Das sollte noch mit dem vorhandenen Kühlkörper der Schaltung gehen.

--> Laut Datenblatt würde das der jetzige MOSFET aushalten....wenn ich ihn tausche, brauche ich dann auch einen anderen MOSFET Treiber?


[/QUOTE]
In dem Sense-Widerstand hat man bei Verwendung von 0.01 Ohm bei 22A übrigens deutlich mehr Verluste als bei den original verbauten 0.022 Ohm für 10A. Das muss man bei der Bauform natürlich auch berücksichtigen, damit der Widerstand nicht zu heiss wird.[/QUOTE]

--> Ich dachte an einen Keramikwiderstand (dessen Toleranzen jedoch gut sind). Bei denen ist die Wärmeabfuhr besser. Ich werde die Schaltung zusätzlich mit einem CPU Lüfter kühlen.


[/QUOTE]
Schau dir bitte auch die Dicke der Leiterbahnen im Leistungsteil an. Bei einer Verdopplung des Stroms hat man immerhin die vierfachen Leitungsverluste in den Leiterbahnen. Je nach Layout und Dicke des Kupfers kann das möglicherweise zu Problemen führen. Eventuell ist es einfacher, den Leistungsteil komplett neu aufzubauen. Eine weitere Möglichkeit wäre die Verstärkung der Leiterbahnen durch Auflöten von Kupferdraht oder Entlötsauglitze.[/QUOTE]

--> Meinst du den Leistungsteil auf eine extra Print verlegen bzw. beim Verstärken: Wenn ich Kupferdraht unten anlöte, habe ich dann nicht den Effekt, dass die Leitungsverluste noch mehr ansteigen?


lg

[TheTeichi]

noch etwas ist mir eingefallen....


glaubt ihr, dass es möglich ist den Leistungsteil so zumzubauen, dass ich einen 2/4 Quadrantenbetrieb erzeugen kann...wenn ja kann mir jemand mit einer Skizze zeigen was ich da alles ändern muss? =)


lg und DANKE für eure Hilfe :)

[PICture]

Hallo!


--> Laut Datenblatt würde das der jetzige MOSFET aushalten....wenn ich ihn tausche, brauche ich dann auch einen anderen MOSFET Treiber?

Normaleweise nicht, aber wenn sich die MOSFETs mit Gatekapazität und Schwellenspannung an Gate sehr unterscheiden, dann könnte es nötig sein.

Erst wen ich wissen würde, was "2/4 Quadrantenbetrieb" ist, könnte ich mein Hirn einschalten. :(

[TheTeichi]

naja das ist jene art wie man den Motor betreiben möchte.

Einquadrant ist nur gas geben und das wars.
Zweiquadrant ist gas geben und bremsen
Vierquadrant ist, da kann man den motor auch im generator betrieb verwenden ---> Energierückspeisung möglich.


Ich würde mich aber nur auf den Zweiquadrantenbetrieb entschließen, da bei Bleiakkus eine Rückspeisung nicht viel ausmacht.

[PICture]

Danke sehr für die perfekte Erklärung, bist du ein Lehrer ? :)

So wie es bisher aussieht, werde ich mit Spass lebenslang und ohne Hoffnung auf Begnadigung lernen müssen. :(

[TheTeichi]

lol nein ^^. ich bin ingeneur für elektrotechnik im bereich energietechnik...d.h. ich kenn mich mit motoren und kurzschlussberechnungen aus...jedoch habe ich das schon lange nicht mehr gemacht.
ich studier zur zeit mechatronik und mikrosystemtechnik und bin daher auf den kleinelektronik bereich über gegangen.....daher tu ich mir noch schwer mit den schaltungen ^^.

ja leider, ich kenn das, aber es gibt leider keine guten bücher die alles wissen in einem haben xD.


aber es wäre toll wenn mir andere noch helfen könnten bei dem problem, damit das projekt wenigstens einen zweiquadrant besitzt.
es wäre interessant zu wissen ob man einfach nur den mosfet treiber ein zweites mal nimmt, dann anschließend den rechten teil auch nocheinma,, das richtig verschaltet und evola....aber da bin ich mir eben nicht sicher ;).

lg

[PICture]

Als erstes was ich gelernt habe war: nicht selber wissen, aber fehlende Informationen schnellmöglichst finden können. Dafür ist auch unser Forum, von mir aus, sehr emmpfehlenswert, bist hier also zufällig ? :) richtig gelandet.

Ich muss dich aber aus eigener Erfahrung warnen, dass der Wissenshunger unstillbar ist. :D

[TheTeichi]

nein ich hab schon früher zu meiner htl zeit hier vorbei geschaut wie ich meine diplomarbeit gemacht habe ^^.
und hier sind wirklich sehr viele kompetente leute die einem helfen können, daher wende ich mich gerne an das forum :D.

ja das weiß ich ^^

[Jakob L.]

--> Laut Datenblatt würde das der jetzige MOSFET aushalten....wenn ich ihn tausche, brauche ich dann auch einen anderen MOSFET Treiber?



Der Mosfet-Treiber würde auch für den grösseren Mosfet reichen. Der vorhandene IRL2505 sollte aber auch noch reichen, hat aber etwas höhere Verluste und geringere Reserven bei der Maximalspannung.





In dem Sense-Widerstand hat man bei Verwendung von 0.01 Ohm bei 22A übrigens deutlich mehr Verluste als bei den original verbauten 0.022 Ohm für 10A. Das muss man bei der Bauform natürlich auch berücksichtigen, damit der Widerstand nicht zu heiss wird.--> Ich dachte an einen Keramikwiderstand (dessen Toleranzen jedoch gut sind). Bei denen ist die Wärmeabfuhr besser. Ich werde die Schaltung zusätzlich mit einem CPU Lüfter kühlen.

Du musst eben schauen, dass die angegebene Belastbarkeit des neuen Widerstandes nicht überschritten wird. Da Leistungswiderstände bei Nennlast sehr heiss werden können, sollte man bei der Dimensionierung entsprechende Reserven lassen.






Schau dir bitte auch die Dicke der Leiterbahnen im Leistungsteil an. Bei einer Verdopplung des Stroms hat man immerhin die vierfachen Leitungsverluste in den Leiterbahnen. Je nach Layout und Dicke des Kupfers kann das möglicherweise zu Problemen führen. Eventuell ist es einfacher, den Leistungsteil komplett neu aufzubauen. Eine weitere Möglichkeit wäre die Verstärkung der Leiterbahnen durch Auflöten von Kupferdraht oder Entlötsauglitze.--> Meinst du den Leistungsteil auf eine extra Print verlegen bzw. beim Verstärken: Wenn ich Kupferdraht unten anlöte, habe ich dann nicht den Effekt, dass die Leitungsverluste noch mehr ansteigen?


lgBeim Verstärken würde man einfach zusätzliches Kupfer auf die vorhandene Leiterbahn auflöten. Das würde die Verlustleistung auf jeden Fall reduzieren.

[Richard]

Beim Verstärken würde man einfach zusätzliches Kupfer auf die vorhandene Leiterbahn auflöten. Das würde die Verlustleistung auf jeden Fall reduzieren.

Kenne ich auch so, einfach ein Stück 1,5² oder 2,5² drauf löten. :-)

Gruß Richard

[TheTeichi]

Glaubt ihr dass der vorgeschlagene MOSFET von PICture keine Probleme bereiten wird? Ich habe nachgesehen....seine Thresholdspg ist gleich....der RDSon ist besser und er wird bei weitem nicht so warm werden....jedoch sind seine Schaltzeiten anders...die rise-time ist länger aber seine fall time kürzer als der IRL2505. Da die Thresholdspannung gleich ist, müsste ich eigentlich keine Probleme mit dem MOSFET treiber haben....was meint ihr?

Belastbarkeit....meinst du da vor allem Ptot?

Ah ok dann hab ich das eh richtig verstanden mit dem Drauflöten :).


jetzt hab ich noch eine Frage zur Schottky Diode.

Ich hab eine neue gewählt und zwar diese:

http://www.conrad.at/ce/de/product/163573/SCHOTTKY-DIODE-40CTQ045-TO-220AB-VIS/SHOP_AREA_17304&promotionareaSearchDetail=005

Ich hab mich für die entschieden weil die 40A und 45V aushält....damit bin ich ziemlich sicher auf der sicheren Seite.
Oder habe ich hier vl irgendwas falsch ausgewählt? Des weiteren habe ich auch noch nie eine Schottky Diode mit drei Beinen gesehen.
Aber was ich so dem Datenblatt entnehmen konnte, werden der mittlere und der unterste Pin miteinander verbunden, richtig?

Hier das Datenblatt:

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/163573-da-01-en-Schottky_Diode_40CTQ045.pdf


und dann noch eine Frage:

glaubt ihr man kann diese schaltung auf einem zweiquadrantenbetrieb umbauen....weil zur zeit wäre es nur ein Einquadrantenbetrieb :).


lg euer dankender Mike :)