Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM H-Brücke 150A Motor


von Christoph L. (christoph_l)


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Hallo Zusammen,

Ich habe vor mit zwei 12V 150A Motoren, einen kleinen "Bagger" zu bauen, 
also das ganze soll elektrisch fahren, bzw. die Motoren sorgen für den 
Vortrieb. Da ich nicht unendlich Strom zur Verfügung habe, will ich die 
nicht benötigte Leistung ungern verheizen, vorallem, hat der Motor ja 
dann nicht so viel Drehmoment wie wenn man ihn mit PWM ansteuert.

Ich suche ne H Brücke mit MOSFET Treiber und eine PWM Ansteuerung die 
150A schalten können.

Ich habe mich schon ein bisschen eingelesen, und demnach werde ich wohl 
auch eine Freilaufdiode für den Motor brauchen, da mir sonst das ganze 
abfackelt.

Vielen Dank schonmal für eure Hilfe

von klaus auf arbeit (Gast)


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lass it

von Jens (Gast)


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Servus,

Für 150A wird es wohl keine fertige Brücke geben, die das Schalten kann.
Da wirst du selber ran müssen.
Wichtig ist bei solchen Strömen, dass sich der Strom einigermaßen gleich 
aufteilt auf die parallelen MOSFETs und eine möglichst niederinduktive 
Anbindung. Also keine langen Leitungen in der Brücke. Erst die 
Motorleitungen und die Batterieleitungen dürfen etwas länger sein.
Bau einen großen Zwischenkreiskondensator ein, der das kann 
(Rippelstrom).
Du kannst dir mal die Curtis-Regler anschauen. Die werden für 
elektrische Rollstühle und sowas genommen. Die haben so die 
Größenordnung, die du suchst.
Alternativ kannst du dir natürlich auch so ein Teil besorgen und du 
verzichtest auf den Selbstbau.

Gruß, Jens

von Joe (Gast)


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Ich habe da zufällig auf der Internetseite www.ups.bplaced.de so etwas 
gesehen. Irgendwo rechts stand ein entsprechender Hinweis für eine 
PWM-H-Brücke.

Joe

von Di P. (drpepper) Benutzerseite


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Kurzer Hinweis: Parallele FETs mögen gerne kleine Widerstände (mOhm) in 
Serie, um die Bauteiltoleranzen auszugleichen, damit sich der Strom 
gleichmäßiger verteilt.

von MaWin (Gast)


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> Vielen Dank schonmal für eure Hilfe

Finde erst mal heraus, welchen Strom die Motoren beim Anlaufen brauchen,
also den Blockierstrom, Betriebsspannung/Motorinnenwiderstand.

Das werden mehr als 150A sein.

Dann finde heraus, wie viel Strom MOSFETs, die mit 150 oder 175A 
beworben werden, wirklich vertragen. Bei TO220 Gehäuse ist so bei 30A 
Schluss. Du kannst dann ausrechnen, wie viele MOSFETs du parallel 
schalten musst, und weil due vorwärts/rückwärts fahren möchtest brauchst 
du das 4 mal. Es kann sinnvoller sein, Ein Schütz zum umpolen des Motors 
im Stillstand zu verwenden, und nur einen Satz MOSFETs als PWM zur 
Drehzahleinstellung.

Wenn du wisst, wie viele MOSFETs du parallel brauchst, weisst du, 
welchen Strom du brauchst, um deren Gates schnell genug umladen zu 
können, weisst also welchen MOSFET-Treiber du brauchst. Den kannst du 
dann hinter einen NE555 hängen, der irgendwie (Pedal?) mitbekommt wie 
stark die PWM nun sein soll.

Profis bauen das dann so, daß sie nicht den Blockierstrom vertragen, 
sondern eine Strombegrenzung einbauen, die die MOSFETs in jedem PWM Takt 
in weniger als 1us abschaltet, wenn der normale Strom überschritten 
wird. Dann ist natürlich auch weniger Beschleunigung möglich. Die 
Elektronik dazu ist aber aufwändiger, letztlich wenigen der gesparten 
MOSFETs aber billiger.

Beim Aufbau muss man darauf achten, daß der Strom gleichverteilt durch 
die MOSFETs fliesst, also die Zuleitungswiderstände und INduktivitäten 
im Milliohmbereich gleich sind, und der Umladestrom nederinduktiv zu den 
Gates kommt, also die Zuleitungen ganz kurz und breit sind.

von klaus auf arbeit (Gast)


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http://www.semikron.com/products/data/cur/assets/SK_300_MB_075_24703737.pdf
Davon 2Stück: einen für die linke Seite und einen für die rechte Seite.

Oder zwei Brücken hiervon parallel:
http://www.semikron.com/products/data/cur/assets/SK_85_MH_10_T_24910110.pdf
http://de.farnell.com/semikron/skm111ar/mosfet-n-semitrans/dp/9563067

Einzelmodule, 4Stück daher:

http://de.farnell.com/ixys-semiconductor/ixfn200n07/mosfet-n-sot-227b/dp/4905659

eine Kiste mit Crimpringösen, eine Rolle 10mm², niederohmige Elkos mit 
M5 Terminals und das alles niederindutkiv verkabeln.

Dann kommen die MOSFET Treiber... ( dazu evtl. später von jemand anderem 
mehr )

KaA.

von Grendel (Gast)


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von klaus auf arbeit (Gast)


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http://www.ups.bplaced.de/images/P_H_SCH.JPG

noch so einer, der mit TO220 bei solchen Strömen bastelt, das dann auch 
noch veröfentlicht und alle denken, das funktioniert.

http://www.ups.bplaced.de/images/Runner_Mot_H_3.2.jpg

Wo sollen hier 150A durchfliessen? Beim Endstufenverbau im Auto kommt 
doch auch niemand auf die Idee, das mit 4mm² zu verkabeln! Da muss es 
minimum 35mm² sein. Das ist bei zwei 150A Motoren nichts anderes, als 
bei ein/zwei 2x1000Watt Verstärkern im Kofferraum. Da sind auch nicht 
umsonst Schraubanschlüsse drann. Und bei den Endstufen werden nur 
Spitzenströme in deser Leistungsklasse abgerufen. Der durchschnittliche 
Strombedarf liegt gut 20dB darunter.

Du hast nur 12Volt! bei einem Übergangswiderstand von 50mOhm fallen bei 
150A schon mal 7.5V SIEBEN KOMMA FÜNF volt an dieser Stelle ab. Es 
kommen also noch 4.5Volt am Motor an...
Also, dicke Schrauben, dicke Kabel und entsprechend dafür gemachte 
(designte?) Halbleiterschalter verwenden.

delta I / delta t = U: auch wenn Du nur 12V Betriebsspannung hast, wirde 
die bei der schnell schaltenden Last schnell in die Höhe schiessen, 
aufpassen...

Viel Erfolg trotzdem ;)

Klaus auffa Arbeit.

von Charly B. (charly)


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Christoph Lehner schrieb:
> Ich habe mich schon ein bisschen eingelesen, und demnach werde ich wohl
> auch eine Freilaufdiode für den Motor brauchen, da mir sonst das ganze
> abfackelt.

gelesen ist schon mal gut, papier ist aber sehr geduldig, und zw.
Theorie & Praxis sind oft Welten ( manchmal Galaxien ;) )

i hab sowas aehnliches schon gemacht (~70A), fertige Brucke ist mir
nicht bekannt, aber i weiss lange nicht alles.....
i hab einzelfets benutzt, sind denk i auch preiswerter und die
Auswahl ist einfach viel groesser

mein tip, nimm dir einen kleinen Motor, zb. 10-20 A und fang
damit an, wenns Knallt tut's nicht so weh ;)

viel erfolg & vlG
Charly

von klaus auf arbeit (Gast)


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@Grendel

12V:
http://www.evparts.com/products/golf-cart/controllers-dot/club-car/ct1946.htm

Bei electricmotorsport.com gibt es gar keine 12 Varianten, schade.

von klaus auf arbeit (Gast)


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Beitrag "Re: vernünftige IGBT Ansteuerung?"

Hier stand deutilch mehr Betriebsspannung zur Verfügung, wenn mich nicht 
alles täuscht ( 80 - 120V )

von Joe (Gast)


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von Christoph L. (christoph_l)


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Joe schrieb:
> Siehe auch hier:
>
> http://www.robotpower.com/products/osmc_info.html
>
> und
>
> http://www.robotpower.com/catalog/

Die scheinen doch für meine Anwendung ideal, werd mich mal genauer 
informieren

von klaus auf arbeit (Gast)


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http://www.robotpower.com/images/mag-combo-lg.jpg

Links im Bild sind die Stromführenden Drähte?? ( weiß und blau )

Ach menno...hört doch auf mit dem Quark

von Udo S. (urschmitt)


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klaus auf arbeit schrieb:
> Links im Bild sind die Stromführenden Drähte?? ( weiß und blau )

Was ist das? 1,5 oder wenigstens 2,5 mm²?

Ne, das ist die Strombegrenzung und die träge Sicherung in Personalunion
(ROFL)

von Grendel (Gast)


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Das Teil schafft hohe Ströme NUR DANN wenn der dicke Lüfter pustet:
http://www.robotpower.com/images/osmc-wfan-lg.jpg

von oszi40 (Gast)


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Habt Ihr schon einen Gabelstapler mit 12V Batterie gesehen? P=U*I WARUM 
müssen es unbedingt 12V sein? Bis dieser Bagger läuft, hat der TS eine 
MOSFET-Fabrik finanziert und viel "Erfahrung gesammelt". :-)

von Charly B. (charly)


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Grendel schrieb:
> Das Teil schafft hohe Ströme NUR DANN wenn der dicke Lüfter pustet:
> http://www.robotpower.com/images/osmc-wfan-lg.jpg

bei Volllast sind das ueber 400W in Waerme, i bin der
Meinung das der Luefter das nicht schafft, auf keinen
fall ohne KK an den TO220

vlG
Charly

von T. (Gast)


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klaus auf arbeit schrieb:
> Links im Bild sind die Stromführenden Drähte?? ( weiß und blau )
>
> Ach menno...hört doch auf mit dem Quark

Wenn der Motor so brav auf dem Tisch liegt, werden auch keine 150A 
fließen..

Modellbauer kommen bei diesen Strömen übrigens mit 4mm² hin, da sind die 
Kabel aber auch kürzer.

von Christoph Lehner (Gast)


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Nein, der Bagger muss nicht mit 12V laufen, der ursprüngliche Gedanke 
war das man ihn mit Autobattarien betreibt, aber das kann auch mit 24V 
oder 36 Volt erfolgen.

von Joe (Gast)


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Nimm 24V oder 36V.
Das reduziert den Strom deutlich.

Die Schaltungen unter:

 http://www.ups.bplaced.de/images/P_H_SCH.JPG   und
 http://www.ups.bplaced.de/images/Runner_Mot_H_3.2.jpg

sowie http://www.robotpower.com/products/osmc_info.html

sind sehr ähnlich und schaffen das.

Die Ansteuerungen sind unterschiedlich. Das ups-Projekt ist besonders 
gut für die im Atmaga verfügbare Hardware-PWM-Erzeugung und für 
Software-PWM-Erzeugung geeignet.

12V Motoren können in der Regel auch mit 24V-PWM betrieben werden, wenn 
sie nicht überlastet werden, d.h. wenn das PWM-Signal bis ca. 50% geht. 
Der Rest ist dann eine kleine Leistungsreserve, aber nicht für 
Dauerbelastung.
Das wurde im ups-Projekt auch so gemacht. Wurde dort irgendwo 
beschrieben.

Joe

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