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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Suche H-Brücke Schaltung für 48V >=30A


Autor: Alex1024 (Gast)
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Hallo,
Wie gesagt ich suche eine H Brücke Schaltung für 48V und ca 30A. Der 
Motor hat eine Leistung von ca. 5KW. Da aber die Akkus schell ausgehen 
(max 1KWh zulaessig, zusaetzlich ca 1.4kw Solarenergie vorhanden) 
reichen auch 30A.
Ich habe folgendes modul gefunden
 VNH2SP30 motor driver carrier MD01B
http://www.pololu.com/catalog/product/708
Ist es für meine zwecke ausreichend? Wie muss ich den zusaetzlich 
beschalten? Im PDF ist ja nur die eigenschaften zum Chip angegeben.
Hoffe ihr könnt mir helfen, da wir sonst ohne Schaltung mit 12/36V im 
Rennen (Formula G / Türkei) fahren müssen. Der für die Schaltung 
zustaendige kann/will uns momentan nicht helfen. Leistungs-Elektronik 
ist leider nicht mein Fach... Hoffe ihr könnt mir auf die schnelle 
helfen. Waere sonst zu schade für die viele mühe.
Hie ein Bild vom Auto:
http://www.flickr.com/photos/alex1024/2793379056/i...
Grüsse aus Izmir/Türkei

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Alex1024 wrote:
> Hallo,
> Wie gesagt ich suche eine H Brücke Schaltung für 48V und ca 30A.
> [...]
>  VNH2SP30 motor driver carrier MD01B
> Ist es für meine zwecke ausreichend?
Nein. Ein Blick ins Datenblatt des VNH2SP30 sagt direkt auf der ersten 
Seite ganz oben, dass die maximale Betriebsspannung 41 V beträgt.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Du wirst keine H-Brücke brauchen, sondern einen Brushlessregler (hoffe 
ich mal). Oder habt Ihr einen "normalen" 5KW Elektromotor verbaut?

Wäre in der Tat schade um die Arbeit, wenn Ihr keinen Regler - was auch 
immer für einen - bekommen würdet.

Viel Erfolg, auch wenn ich nicht weiterhelfen kann

Axelr.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Habe mir eben mal das Datenblatt durchgelesen. Viel zu klein!

Bei 48Volt kannst Du es mit 75Volt MOSFETs (IRFP064N) in Brücke 
versuchen. Jeweils drei parallel, also insgesamt 12 Stück.
Die mit einem vernünftigen Treiber angesteuert, sollten gehen.
Wichtig ist, die Betriebsspannung direkt an den Fets mit schnellen Elkos 
abzublocken und die parasitären Induktivitäten der Masseverbindungen 
gering zu halten.
Am besten alles galvanisch vom Steuerkreis trennen (Toshiba TLP250).

Habe sowas mal als Einquadrantsteuerung für 120V (2x2.5PS) mit einem 
IGBT gebaut. Bei 48Volt kämen nach meinen BErechnungen eher MOSFETS in 
Frage.

Foto:
Beitrag "Re: vernünftige IGBT Ansteuerung?"
Beitrag "Re: vernünftige IGBT Ansteuerung?"

Berechnungen (Betrachtungen):
Beitrag "Re: vernünftige IGBT Ansteuerung?"

Gruß erneut
Axelr.

Autor: Alex1024 (Gast)
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Ob es ein normaler DC Elektromotor ist, weiss ich ehrlich gesagt nicht. 
Bin selber für die Solarpanele zustaendig, die wir per lamination im 
Institut selbst hergestellt haben. Also die haben einen Poti im pedal 
stecken der einen PWM chip steuert, der wiederum an die Steuerschaltung 
angeschlossen ist. Solange das Auto in der Luft hing, lief es ja auch 
normal. Bis 30 Amper hatten wir gemessen, aber soweit das Auto unten ist 
brennen die mosfets durch. Die Akkuspannung kann man direkt am Motor 
anklemmen. Also wie vorhin gesagt ist nicht mein Fach, ich muss es mal 
morgen mit den jungs abklaeren. Die Schaltung haben wir jedenfalls nicht 
bekommen. Sonst haetten wir evtl. selber nach Fehlern suchen können. Zur 
not fahren wir halt mit 36V, ob dann das obige modul mitmacht?
Danke für eure schnelle Antworten, werde ich morgen mit den jungs 
diskutieren. Hoffe wir kriegen noch auf die schnelle was hin.
Gruss
Alex

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Das Modul macht den Strom NICHT mit, sage ich mal aus meiner 
Erfahrung.

Die beiden Motore von dem GoKart im Foto von mir haben je 2.5PS, also je 
1.7KW@120Volt Betriebsspannung.
Da fliessen trotzdem locker 50Ampere während der Fahrt. Hochgebockt 
waren es auch um die 20... Gegen die Wand kam der 160Ampere Automat.

Müsst Ihr auch rückwärts fahren können?

>Der für die Schaltung zustaendige kann/will uns momentan nicht helfen.

Weist Du weshalb?

Gruß
Axelr.

Autor: Alex1024 (Gast)
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Also es liegt am Motor. Wir haben die Schaltung vom letzten Jahr die wir 
inzwischen gefunden haben ausprobiert, auch die ist hin... Der Motor ist 
auch vom letzten Jahr, und da lief die Schaltung. Der war monatelang im 
alten Auto draussen. Wahrscheinlich dass er was abbekommen hat vom 
Regen. Der Motor sollte auch nicht soviel Strom ziehen waehrend er in 
der Luft haengt. Da wir den Motor nicht mehr aendern dürfen haben wir 
kaum noch Chancen im Rennen... Aber was solls, den Spass lassen wir uns 
nicht verderben. War sowieso chaotisch dieses Jahr, angefangen von der 
Organisation bis zum fehlende Sponsoren. Wir sind froh das wir überhaupt 
soweit gekommen sind. Aergerlich isses besonders weil das Rennen direkt 
vor unserer Nase stattfindet. Keine 20KM entfernt vom Institut... Da 
hatten wir einen grossen Vorteil.
Vielen Dank für eure mühe, besonders dir Axel :)

Autor: axelr. (Gast)
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>Da wir den Motor nicht mehr aendern dürfen

aber austauschen werdet ihr ihn doch dürfen - - wenn er defekt ist...

Autor: Axel (Gast)
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Schick mal Fotos von den Anschlüssen des Motors, Typenschild etc.

ist es ein normaler Gleichstrommotor oder ein Brushless?

Bei einem normalen Gleichstrommotor reicht nur ein FET und keine 
H-Brücke. Die erhöht nur die Verluste.


Axel

Autor: Atmega8 Atmega8 (atmega8) Benutzerseite
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@ Axel (Gast)
Solange sie nur vorwärts kommen wollen reicht ein ... also besser 10 
Mosfets!

@ Alex1024 (Gast)
Du kannst Mosfets parallel schalten, also am besten Mosfets die eine 
etwas höhere Spannung (100V) aushalten und bis zu 50A an Strom schalten 
können.

Hier von Reichelt:
- IRF3710 - 100V / 57A - 89cent pro Stück

Der max. Strom deines Motors beträgt 5000W/48V = 105 Ampere
wenn er gerade anfährt musst du damit rechnen!

Zusätzlich musst du noch eine Sicherheitsreserve einplanen.

Wenn die Temperaturen im Auto steigen oder die Mosfets wärmer werden da 
ja eine ganze Menge Strom über sie rüber fließt werden Sie etwas 
ineffizienter.


Was ich dir sagen wollte ... Klatsch ein paar mehr Mosfets in die 
Schaltung, ist einfach besser. ( 89cent mal 10 = 8.90 Euro :) )
Damit wirst du bestimmt so 300A schalten können.

Wichtig: Freilaufdioden nach GND und VDD einplanen, da die Induktivität 
(Motor) dauernd geschaltet wird.

Dazu noch einen Treiber für die Mosfets, eine billige Schaltung für 10 
cent hat bei mir immer ausgereicht.
- Versorgungsspannung von dem Treiber auf 12V begrenzen.
(du hast hier zwar 10 mal mehr Gate-Ladung als ich, aber deine PWM liegt 
auch nicht bei 100kHz, wohl eher bei 10kHz ? )

Billige Treiber Schaltung: PNP+NPN Transistor (Komplementär)
Beitrag "Re: MOSFET-Treiber durch einen Transistor ersetzen?"

Eine H-Brücke zum Vor/Rückwärts fahren ist auch nicht so ein Problem, 
die Schaltungen mit Mosfets gibt es hier irgendwo im Forum.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Der max. Strom deines Motors beträgt 5000W/48V = 105 Ampere
>wenn er gerade anfährt musst du damit rechnen!

Das ist nicht korrekt. Das ist der normale Nennstrom des Motors 
(5kW@48V).
-----------------------------------------------
Annahme: U_nenn = 3000U/min = 50/sek:

5kW @ 50/sek => 15,9Nm Drehmoment

15,9Nm @ 105A => 152mNm/A   (= 0,152Nm/A)
Motorkonstante (c mal phi)

Gegen-EMK:
U_emk = 2PI  cp  n  =>  2PI * 152mNm/A * 50/sek

U_emk = 47,62V

U_delta = (48-47,62)V = 381mV

R_anker = 381mV/105A  = 3,62mOhm
                       ==========

Somit beträgt der Anlaufstrom etwa 48V/3,62mOhm = 13,23kA.
(Falls die Quelle das aufbringen könnte)

Autor: Axel Düsendieb (axel_jeromin) Benutzerseite
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Na so wild wird es wohl nicht werden.

Die max Akkukapazität von 1KWh macht bei 48V ca 20Ah. Also aus diesem 
Akku sind keine Kiloampere zu erwarten.
Das Solarpanel dürfte auch einigen Innenwiderstend haben.

Fünf IRFP 150N parallel sollten reichen.



Der Motor scheint mir für diese Energiequellen etwas überdimensioniert 
zu sein.

Axel

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Axel Jeromin (axel_jeromin)

>Die max Akkukapazität von 1KWh macht bei 48V ca 20Ah. Also aus diesem
>Akku sind keine Kiloampere zu erwarten.

Wenn das mal kein Irrtum ist. Ne popelige Autobatterie blingt locker 
100A, und die hat nur 12V und zwischen 40..60Ah.

MFG
Falk

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Na so wild wird es wohl nicht werden.

In der Elektrotechnik wird nicht geraten! Da wird mal gerechnet!


>Die max Akkukapazität von 1KWh macht bei 48V ca 20Ah. Also aus diesem
>Akku sind keine Kiloampere zu erwarten.

1kA@48V entstehen bei einem Kurzschluss mit einem Innenwiderstand 
kleiner 48mOhm. Eine Standart-Autobatterie wird wohl einen kleineren 
Innenwiderstand haben.

>Das Solarpanel dürfte auch einigen Innenwiderstend haben.

Da das wohl parallel am Akku liegt, hat das dafür keine Bedeutung.

Autor: Alex1024 (Gast)
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@Axelr,
Also der Motor ist ein 4.5kw, 3300 RPM, mit bürsten. Der zustaendige ist 
inzwischen da, er sagte er könne dagegen jetzt nichts machen.
@all
Wie gesagt, die Schaltung vom letzten Jahr lief problemlos. Der Motor 
gönnt sich jetzt viel mehr strom bei gleichem Tempo. Das Auto vom 
letzten Jahr war übrigens viel schwerer! (War knapp unter der erlaubten 
300kg grenze).
Wir haben keinen Ersatzmotor, selbst wenn es erlaubt ist, haben wir das 
nötige Kleingeld nicht, wie gesagt wir sind fast ohne Sponsoren im 
Rennen.
Nur die Gel-Akkus und der MPPT wurden uns zur verfügung gestellt, und 
die Akkus sind meiner Meinung nach auch nicht so das Ding. Es sind nur 
1KWh erlaubt, mehr dürfen wir nicht einsetzen.
@Axel J
Ja der Motor ist "etwas" überdimensioniert, aber einen anderen können 
wir uns momentan nicht leisten.
Aber für naechstes Jahr, was würdet ihr für 1KWh Akkus einen Motor 
empfehlen? Bis dahin hab ich genug Zeit um Leistungselektronik zu 
studieren...
Werde eure Ratschlaege mal genauer analysieren aber dieses Jahr wirds 
nichts. Morgen gehts schon um die Pole Position :D Wenigstens haben wir 
gute Sonnenenergie-zellen, und damit mehr Energie zur verfügung. Da es 
im Finale am Sonntag ca 30 Runden sind hoffen wir noch auf einen guten 
Platz. Aber erstmal das Halbfinale überstehen.
Nochmals Vielen Dank an euch :)

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