Hallo Zusammen, Ich bin aktuell dabei mir ein Konzept zu Überlegen für eine Motoransteuerung mit 58V, 1.5kW Nennleistung, BLDC. Ansteuerung über einen STM32. 1. Frage: Bei einer Endstufe ist eigentlich Motorstrom ziemlich egal, weil diese ja über die extern. angebrachten MOSFETs und somit nicht direkt über die Endstufe laufen, stimmt das? Ich kann hier somit eigentlich "alle" Endstufen nehmen, unabhängig vom Motorstrom? Z. B. den hier: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8302.pdf 2. Hat jemand Erfahrungen mit der STM32 Motorcontrol Workbench? Ich glaube mit diese Library kann lediglich 1 Motor angesteuert werden, (direkt über den STM). Gibt es hier Varianten, damit 3 Motoren gleichzeitig über einen Motor angesteuert werden (51V, 1.5kW). Ich hab hier nämlich nichts gefunden. 3. Hat hier jemand schon ähnliche Motorsteuerungen gebaut und kann mir hier seine Tipps geben? :) Danke & Grüße
Alexander M. schrieb: > 1. Frage: > Bei einer Endstufe ist eigentlich Motorstrom ziemlich egal, weil diese > ja über die extern. angebrachten MOSFETs und somit nicht direkt über die > Endstufe laufen, stimmt das? Wie bitte? Die Endstufe ist das, was den Strom des Motor trägt und steuert. Mögl. meinst du mit 'Endstufe' in deinem Kontext die MOSFet Treiber. Alexander M. schrieb: > 3. Hat hier jemand schon ähnliche Motorsteuerungen gebaut und kann mir > hier seine Tipps geben? :) Ja. Ich habe mit 3 verschiedenen MCs (AVR8, XMega, STM32) BLDC Steuerungen für 4kW/48V Motoren gebaut. Allerdings habe ich da geklotzt statt gekleckert, da wir das für E-Mobile konstruiert haben. Treiber waren IR2110, Logik mit Sinusmodulation innerhalb des MC, Endstufen aus 18 Stück IRFB3205/IRFB3207. Massive Konstruktion mit Kupferschienen und Kühlkörper. Da pro Fahrzeug 2 BLDCs vorgesehen waren, haben wir die Motosteuerungen mit elektronischem Differential ausgestattet.
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Alexander M. schrieb: > Hat hier jemand schon ähnliche Motorsteuerungen gebaut und kann mir hier > seine Tipps geben? 1. die Endstufe liefert den Motorstrom. Das, was du verlinkt hast, ist der Treiber, also das Teil, das in der Endstufe die Leistungstransistoren ansteuert. 2. Fang mit einer Leistung deutlich unter 100W an. Denn wenn der Motor einen Nennstrom 25A braucht, dann sollte die Endstufe kurzfristig 5-10x mehr liefern können. 3. Nimm ein fertiges EVAL-Board für erste Untersuchungen. 4. Kaufe einige ähnliche Geräte, die am Markt erhältlich sind, zerlege und analysiere sie. 4. Unterschätze nicht die Komplexität der Analogtechnik. > Gibt es hier Varianten, damit 3 Motoren gleichzeitig über einen Motor > angesteuert werden (51V, 1.5kW). Ich hab hier nämlich nichts gefunden. Wie meinst du "3 Motoren über 1 Motor"? Oder willst du 3 Motoren über 1 µC steuern? Wenn so: warum? Sooooo teuer ist so ein µC ja nun nicht. > 1.5kW Nennleistung Dir ist grundsätzlich schon klar, dass in solchen Antrieben meist viele Ingenieurmannjahre stecken? Und zwar von Ingenieuren, die sich damit auskennen...
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> 1. Frage: > Bei einer Endstufe ist eigentlich Motorstrom ziemlich egal, weil diese > ja über die extern. angebrachten MOSFETs und somit nicht direkt über die > Endstufe laufen, stimmt das? Nein, die Endstufe treibt den vollen Phasenstrom des Motors. > Ich kann hier somit eigentlich "alle" Endstufen nehmen, unabhängig vom > Motorstrom? > Z. B. den hier: > https://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8302.pdf Nein (ohne den Link angesehen zu haben). Endstufe muss zum Motor passen und vor allem auch die Gate-Treiber zur Endstufe. Die Logik, die die Vollbrücke ansteuert, gibt's fertig. Selbst entwickeln lohnt nicht. Das können andere besser und billiger. > 2. Hat jemand Erfahrungen mit der STM32 Motorcontrol Workbench? Ich > glaube mit diese Library kann lediglich 1 Motor angesteuert werden, > (direkt über den STM). > Gibt es hier Varianten, damit 3 Motoren > gleichzeitig über einen Motor angesteuert werden (51V, 1.5kW). Ich hab > hier nämlich nichts gefunden. Einen Mini-Motor wirst du vielleicht direkt ansteuern können, aber bei größeren Motoren brauchst Du Gate-Treiber, die richtig satten Strom für die Endstufen liefern können. Wir reden hier von zweistelligen Ampere um die Gates auszuräumen. LTSpice ist hier Dein Freund, um überhaupt mal ein Gefühl dafür zu bekommen, wieviel Strom da eigentlich fließt. > 3. Hat hier jemand schon ähnliche Motorsteuerungen gebaut und kann mir > hier seine Tipps geben? :) > > Danke & Grüße Die Firma, für die ich arbeite, hat drei Jahre für die Entwicklung der kompletten Motorsteuerung gebraucht. Irgendein Sonderfall taucht immer auf, der nicht vorhersehbar war, und dafür sorgt, dass die Steuerung in Flammen aufgeht. Ein Fall, an dem sich verdammt lange die Zähne ausgebissen wurde: Wohin mit der Energie, die im System steckt, wenn der Motor auf einmal aus sein soll? Denn der dreht sich - je nach Massenträgheit - weiter und induziert mächtig viel Leistung zurück in die Endstufe.
Matthias S. schrieb: > Alexander M. schrieb: >> 1. Frage: >> Bei einer Endstufe ist eigentlich Motorstrom ziemlich egal, weil diese >> ja über die extern. angebrachten MOSFETs und somit nicht direkt über die >> Endstufe laufen, stimmt das? > > Wie bitte? Die Endstufe ist das, was den Strom des Motor trägt und > steuert. Mögl. meinst du mit 'Endstufe' in deinem Kontext die MOSFet > Treiber. Richtig, angenommen einzelne MOSFETs und dazu wenn möglich einen "fertigen" IC, der über PWM etc. die Ansteuerung der MOSFETs macht. > Alexander M. schrieb: >> 3. Hat hier jemand schon ähnliche Motorsteuerungen gebaut und kann mir >> hier seine Tipps geben? :) > > Ja. Ich habe mit 3 verschiedenen MCs (AVR8, XMega, STM32) BLDC > Steuerungen für 4kW/48V Motoren gebaut. Allerdings habe ich da geklotzt > statt gekleckert, da wir das für E-Mobile konstruiert haben. Treiber > waren IR2110, Logik mit Sinusmodulation innerhalb des MC, Endstufen aus > 18 Stück IRFB3205/IRFB3207. Massive Konstruktion mit Kupferschienen und > Kühlkörper. > Da pro Fahrzeug 2 BLDCs vorgesehen waren, haben wir die Motosteuerungen > mit elektronischem Differential ausgestattet. Danke für die Tipps!
Lothar M. schrieb: > Alexander M. schrieb: >> Hat hier jemand schon ähnliche Motorsteuerungen gebaut und kann mir hier >> seine Tipps geben? > 1. die Endstufe liefert den Motorstrom. Das, was du verlinkt hast, ist > der Treiber, also das Teil, das in der Endstufe die > Leistungstransistoren ansteuert. Danke. > 2. Fang mit einer Leistung deutlich unter 100W an. Denn wenn der Motor > einen Nennstrom 25A braucht, dann sollte die Endstufe kurzfristig 5-10x > mehr liefern können. > > 3. Nimm ein fertiges EVAL-Board für erste Untersuchungen. > > 4. Kaufe einige ähnliche Geräte, die am Markt erhältlich sind, zerlege > und analysiere sie. > > 4. Unterschätze nicht die Komplexität der Analogtechnik. Danke! Werder wohl wirklich so anfangen müssen. Mir ist durchaus bewusst, dass das Ganze nicht ohne ist... >> Gibt es hier Varianten, damit 3 Motoren gleichzeitig über einen Motor >> angesteuert werden (51V, 1.5kW). Ich hab hier nämlich nichts gefunden. > Wie meinst du "3 Motoren über 1 Motor"? > Oder willst du 3 Motoren über 1 µC steuern? Wenn so: warum? Sooooo teuer > ist so ein µC ja nun nicht. Genau, die Idee wäre z. B. 3 Motoren mit 1 uC anzusteuern und im besten Fall alles "fix & fertig" zu haben. Aber hab mir natürlich schon gedacht, dass es leider nicht so einfach wird ;)
Alexander M. schrieb: > Ich bin aktuell dabei mir ein Konzept zu Überlegen für eine > Motoransteuerung mit 58V, 1.5kW Nennleistung, BLDC. Ansteuerung über > einen STM32. Schau mal hier: https://github.com/vedderb/bldc https://vesc-project.com/sites/default/files/Benjamin%20Posts/vesc_75_300.pdf Das ist fertig, das kannst Du kaufen, das funktioniert. Da stecken mehrere Jahre Arbeit drin. Willst und kannst Du die überhaupt investieren? Und nein, Du solltest die Idee, mehrere Motoren über einen Controller anzusteuern, ganz schnell vergessen. fchk
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Frank K. schrieb: > Alexander M. schrieb: > >> Ich bin aktuell dabei mir ein Konzept zu Überlegen für eine >> Motoransteuerung mit 58V, 1.5kW Nennleistung, BLDC. Ansteuerung über >> einen STM32. > > Schau mal hier: > > https://github.com/vedderb/bldc > https://vesc-project.com/sites/default/files/Benjamin%20Posts/vesc_75_300.pdf > > Das ist fertig, das kannst Du kaufen, das funktioniert. Da stecken > mehrere Jahre Arbeit drin. Willst und kannst Du die überhaupt > investieren? > > Und nein, Du solltest die Idee, mehrere Motoren über einen Controller > anzusteuern, ganz schnell vergessen. > > fchk Vielen Dank. Werde mir das auf jeden Fall mal anschauen :) Wie vorhin gesagt, lieber wäre mir eine "fertige" Lösung, um hier Zeit & Geld zu sparen ;)
Alexander M. schrieb: > Vielen Dank. Werde mir das auf jeden Fall mal anschauen :) > > Wie vorhin gesagt, lieber wäre mir eine "fertige" Lösung, um hier Zeit & > Geld zu sparen ;) https://trampaboards.com/vesc-6-75--p-33322.html Die 60V Versionen passen für Dich nicht, Du brauchst minimal 10, besser 15V mehr an Spnnungsfestigkeit, damit der Controller nicht durch Spannungsspitzen stirbt. Mit Deinen 58V Nennspannung bist Du zu nahe an den 60V der anderen Versionen. Und viel billiger wirst Du bei einem Selbstbau auch nicht wegkommen. fchk
Alexander M. schrieb: > Genau, die Idee wäre z. B. 3 Motoren mit 1 uC anzusteuern Was sparst du dabei? Das teure an so einem Controller ist der Leistungsteil, nicht der uC für 2,50... Denn 1 leistungsfähiger uC, der 3 Motoren steuern kann, kostet letzlich 3x so viel wie der billige, der nur 1 Motor ansteuern kann. Fiskalisch ist also nichts gewonnen. Allerdings ist eben 1 Motor mit 1 dafür dedizierten uC viel leichter beherrschbar, als wenn sich 3 Ansteuerungen auf 1 uC tummeln und sich die Rechenleistung aufteilen müssen. Oder andersrum: wenn du 1 einfache Motorsteuerung mit 1 uC für 1 Motor fertig hast, dann hast du automatisch auch 3 Motorsteuerungen mit je 1 uC pro Motor fertig. Wenn du aber 1 Motor auf deiner "3 Motoren pro uC" Steuerung am Laufen hast, dann hast du die gleiche Arbeit nochmal 2x vor dir. Und wehe, es gibt Wechselwirkungen, weil die Rechenleistung ungünstig verteilt wird...
Matthias S. schrieb: > Ja. Ich habe mit 3 verschiedenen MCs (AVR8, XMega, STM32) BLDC > Steuerungen für 4kW/48V Motoren gebaut. Allerdings habe ich da geklotzt > statt gekleckert, da wir das für E-Mobile konstruiert haben. Treiber > waren IR2110, Logik mit Sinusmodulation innerhalb des MC, Endstufen aus > 18 Stück IRFB3205/IRFB3207. Massive Konstruktion mit Kupferschienen und > Kühlkörper. > Da pro Fahrzeug 2 BLDCs vorgesehen waren, haben wir die Motosteuerungen > mit elektronischem Differential ausgestattet. Rein aus Interesse: hast du Fotos davon? Das sind grob 80 A, das hätte ich glaub noch rein mit PCBs gemacht, schon allein um die Kommutierungsinduktivität klein zu halten. Was für eine Schaltfrequenz? Welchen der aufgezählten FETs hast denn nun genommen? Die max. 55 V des IRFB3205 wären für 48 V ja verdammt knapp.
Lothar M. schrieb: > Oder andersrum: wenn du 1 einfache Motorsteuerung mit 1 uC für 1 Motor > fertig hast, dann hast du automatisch auch 3 Motorsteuerungen mit je 1 > uC pro Motor fertig. > > Wenn du aber 1 Motor auf deiner "3 Motoren pro uC" Steuerung am Laufen > hast, dann hast du die gleiche Arbeit nochmal 2x vor dir. Und wehe, es > gibt Wechselwirkungen, weil die Rechenleistung ungünstig verteilt > wird... Als Hobbyist stell ich mir die Synchronisation bei mehreren uC'n (je nach Anforderung) deutlich schwieriger vor, wie mehrere Motoren in einem Controller zu verarzten. Und Firmware = Software ist ja auch wiederverwendbar. Ist also nicht so, dass sich der Aufwand verdreifacht. Je nach Ansteuerung braucht es aber die passende Peripherie, die dann gern mal nur fuer einen Motor vorhanden ist. Zumindest gibt es einen STM32 mit zwei Motor-Control-Einheiten.
Ich habe so eine Vollbrücke mal mit 4x4 IRFB3077 aufgebaut, als die Dinger noch preiswert waren (inzwischen werden die in Gold aufgewogen). Die können bis 75V. Wenn man mehr möchte, der IRFB4110 ist auch ein sehr gut geeigneter FET und kann bis 100V. Der Aufbau war noch auf Lochraster, aber 6mm² Kupfer unten aufgelötet. Der Vorteil so großer Endstufen ist, daß es im Fehlerfall kaum Schaden gibt. Ich hab mir mit dem Aufbau mit dem HIP4081 so ein richtiges Ei gelegt, dieser IC ist die untauglichste IC-Krücke des Jahrhunderts, weil er trotz Einhaltung der design rules Fehlsteuerungen der Vollbrücke produziert, die er eigentlich verhindern sollte. Daraufhin verdampfte eine Verbindungsleitung zwischen zwei 12V Bleiakkus, die FETs haben das ungekühlt schadlos ausgehalten. Die Schaltung auf zwei IR2110 Arbeitstiere umgestrickt funktionierte dann auf Anhieb problemlos - also niemals den Fehler machen und HIP4081 verwenden, egal wie toll das Datenblatt klingt!
Klingt fast wie mein Projekt. Da ging es um den Generator-Start eines 120ccm-Motors - und zwar sensorlos. Alles mit 48V-Technik. Programmiert auf einem ATmega644 im wesentlichen in der ISR. Falls Du an Programm, Board oder Schaltplan interessiert bist, melde Dich einfach. VG, Bernd
Frank K. schrieb: > Alexander M. schrieb: > >> Vielen Dank. Werde mir das auf jeden Fall mal anschauen :) >> >> Wie vorhin gesagt, lieber wäre mir eine "fertige" Lösung, um hier Zeit & >> Geld zu sparen ;) > > https://trampaboards.com/vesc-6-75--p-33322.html > > Die 60V Versionen passen für Dich nicht, Du brauchst minimal 10, besser > 15V mehr an Spnnungsfestigkeit, damit der Controller nicht durch > Spannungsspitzen stirbt. Mit Deinen 58V Nennspannung bist Du zu nahe an > den 60V der anderen Versionen. > > Und viel billiger wirst Du bei einem Selbstbau auch nicht wegkommen. > > fchk Interessant, danke. Werde ich mir auf jeden Fall anschauen. Besser wäre natürlich sowas "open source" zu bekommen :) Vielleicht gibt es da in Github etc. ein paar Ideen ;)
Maxe schrieb: > Als Hobbyist stell ich mir die Synchronisation bei mehreren uC'n (je > nach Anforderung) deutlich schwieriger vor, wie mehrere Motoren in einem > Controller zu verarzten. In der alltäglichen industriellen Praxis ist das aber so: da sind einfach an 1 NC-Steuerung z.B. 15 Positionierungsachsen einer Produktionsanlage angeschlossen. Die NC-Steuerung sendet einfach die Positions- bzw. Fahrkommandos an jede Achse und die führt sie dann aus. Das bedeutet: 1 Rechner für die Positionierung, 1 Antriebsbus und 15 gleiche Antriebe. Und jetzt kannst du nämlich ganz einfach die 15 durch 5 oder durch 20 ersetzen. Das Ergebnis: am grundlegenden Konzept ändert sich nichts, nur die Anzahl der Teilnehmer am Antriebsbus variiert. Maxe schrieb: > Und Firmware = Software ist ja auch wiederverwendbar. Allerdings eben nur, wenn die nötige Hardware genauso "wiederverwendbar", also in gleicher Weise 3x vorhanden ist. > Ist also nicht so, dass sich der Aufwand verdreifacht. Es ist noch schlimmer, denn wenn die Motorsteuerung eine bestimmte Hardware eines Controllers benötigt, die nur 2x vorhanden ist, was ist dann mit der 3. Achse? Was, wenn sich dann die Interrupts von 3 Achsen in die Quere kommen? Dann kann es ganz schnell passieren, dass sich der Aufwand nicht nur verdreifacht, sondern die Aufgabe mit 3 Achsen parallel gar nicht gelöst werden kann. Und beim Hardwaredesign ist es viel einfacher, 1 Motorsteuerung mit 1 µC und 1 Endstufe zu entwickeln und 3 Platinen davon zu bestellen, wenn der Prototyp dann läuft, als 1 Steuerung mit 1 µC und 3 Leistungsteilen, von denen dann eines herumzickt, weil das Layout wegen der Größe der Leiterplatte so abgefahren umständlich gemacht werden musste.
Deswegen verwenden große Wechselrichter bzw. Stromrichter gerne Lichtleitertechnik zur Ansteuerung der Endstufen. Halte ich nicht viel von bzw. nur bei HGÜ-Anlagen wo man sowas gut zur Isolation der Steuersignale der vielen in Reihe geschalteten Halbleiter verwenden kann, aber scheint sich bewährt zu haben.
Alexander M. schrieb: >>> Wie vorhin gesagt, lieber wäre mir eine "fertige" Lösung, um hier Zeit & >>> Geld zu sparen ;) >> >> https://trampaboards.com/vesc-6-75--p-33322.html >> > Interessant, danke. Werde ich mir auf jeden Fall anschauen. > Besser wäre natürlich sowas "open source" zu bekommen :) Vielleicht gibt > es da in Github etc. ein paar Ideen ;) Das IST open-source. Da läuft die Firmware aus dem github-Link aus meinem ersten Posting drauf. https://github.com/vedderb/bldc Und die Hardware dafür ist auch dokumentiert, jedenfalls im Wesentlichen. https://vesc-project.com/node/311 Und wie gesagt: so viel billiger wirst Du mit einem Selbstbau nicht werden. Vor allem nicht, wenn Du Kühlkörper (ja, die wirst Du brauchen) usw mechanisch bearbeiten musst. Außerdem ist es nur fair, die Entwickler dann auch zu unterstützen. fchk
Halbbrücke schrieb: > Rein aus Interesse: hast du Fotos davon? Nein, ist schon etwas her und da hatte ich nur selten ne Knipse bei. Es war modular, jede Phasenendstufe hatte eine Platine und darauf wurde die MC Platine gesteckt. Halbbrücke schrieb: > Welchen der aufgezählten FETs hast denn nun > genommen? Müsste der IRFB3207 gewesen sein.
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