Um controlador de 5kW (DIY)

[Sun_rise_pt]

acabei de construir (neste fim de semana chuvoso) mais um controlador bldc.

http://www.youtube.com/watch?v=eorg-u4eh80

espero, um dia no futuro próximo, aplicar o conjunto num veículo adequado à capacidade motriz.

que me perdoem a crítica de serem raras aqui as aparições de máquinas ou componentes. sei que há ítems que não compensam ser feitos: por custarem barato; por falta de tempo; por não darem satisfação; por não passarem de sonhos de concepção duvidosa.
outros há que reunem vários factores agradáveis...

pessoalmente acharei muito interessante que o pessoal hobista procure construir o que lhe desperta interesse.
onde está o histórico espírito aventureiro luso de ir até onde puder e descobrir?

espero que haja muito mais motivação para construir algo que acaba sempre por dar um prazer especial além de acréscimo de conhecimento. as dores de cabeça que sempre aparecem fazem parte da preserverança.
e todos (tenho certeza!) possuem capacidade de fazer algo.
há neste site esses poucos construtores das horas vagas que dão um brilho especial aos tópicos aqui inscritos sem os quais a nova energia se ficaria apenas por mais um local de alguma informação genérica.

temos de mostrar que não ficamos só pelas intenções e que somos capazes de "correr atrás" de objectivos sérios

[Njay]

[jmal]

muito bom, tenho uns motores que utilizam esse integrado como controlador e são fáceis de utilizar e funcionais, o senão é que não podem controlar curvas de aceleração, são lineares, e também potências variáveis.

já agora deixo uma questão, nesse limitador de corrente o feedback está a entrar no mc ?

outra questão, qual é o módulo e preço dos igbt's que estás a utilizar ?

[Sun_rise_pt]

estou a utilizar, além do mc33035, o mc33039 e 3 drivers p/ mosfet ou igbt da international rectifiier.

pela minha experiência, o conjunto possui uma boa resposta na aceleração e um torque quase perfeito desde uma rotação algo baixa.

desde há anos que venho usando preferencialmente o mc33035 e comecei a construir desde o mais simples, com 3 fet canal n mais 3 fet canal p. isto para motores bldc.
o mesmo ic é muito versátil, pois também funciona muito bem excitando transistores para energizar, sob control, motores dc de escovas.
digamos que é "tudo em um, especialmente no caso dos bldc: gere a sequencia de fases "lendo" a posição do rotor; gere o control da aceleração por pwm; tem proteção contínua de sobre-intresidade para lá da programada; possui gestão de sob-tensão de alimentação; pode programar-se para sensoreshall posicionados nos 60º ou 120ª eléctricos. além de controle de travagem; de inversão de sentido de marcha do motor; de inibição de funcionamento. alimenta os sensores hall
acho que não esqueci de algum dos "predicados"...
ah... ainda possui uma informação de erro que ocorre em algums situações.
para a coisa ficar perfeita, eu se fosse o costrutor di chip só acrescentaria uma facilidade: a capacidade deste ic impedir que se pudesse reverter o sentido de marcha enquanto o motor não estivesse garantidamente parado. posso garantir que nesta situação acontece algo desastroso!!!
não é difícil construir um sensor adicional para evitar este problema. irá ser o próximo passo, pois pretendo que a reversão de marcha do veículo seja por controle eléctrico.

quanto à limitação de corrente tenho-a programada num divisor rc onde é retirada por amostagem uma tensão de 100mv p. p. num pedaço de condutor entre o conjunto dos emissores dos 3 igbt's da parte "baixa" da ponte trifásica e a alimentação (negativo) da fonte de 60v.
sem carga mecânica no motor, apenas consigo picos superiores a 10a na alimentação durante a aceleração brusca. surpreendentemente não há vestígio de algum aquecimento nos igbt's.

os módulos que estou a utilizar neste teste (mg50q2ys50 da toshiba) não são os mais adequados para trabalho real. porém, poderei usá-los em dobro (paralelo) a fim de dobrar a corrente nominal. tenho uns quantos (outros) capazes de suportar corrente de 200a contínuamente.
o preço deles foi irrisório, de quase nada. pediódicamente apareciam ups de potância considerável, na sucata, provenientes de bancos, e sempre que pude fui retirando estes elementos e outros antes da coisa seguir para reciclagem.

daqui a uma semana ou duas estou a prever ter cá uns fet da ir com um custo de pouco mais de €2.00 (unidade) para fazer uma nova ponte com eles e assim ser possível construir "globalmente" um controlador com componentes novos adquiridos no mercado.
se adquirisse estes módulos (da toshiba, da fuji, da infineon, etc...) no mercado a coisa ficaria dispendiosa com o custo unitário acima de €100.00. porém, como os tinha disponíveis, resolvi testar antes de adquirir os fet.

bem... nunca se fica completamente satisfeito com o trabalho... há sempre mais um incremento...
já está desenhado um pcb sem led e sem trimpots (que são úteis em protótipos) mas com acréscimo do buck converter na mesma placa.

[tavares]

excelente ,

é isto a crise , dá-nos incentivo a criar-mos alguma coisa .

por acaso no workshop o njay falou-me da hipótese da construção de um controlador , mas essa já não é a minha área, mas ainda bem que há quem o possa fazer.




p.s - aos moderadores:

este tópico deveria ir para a secção dos projectos.

[Bluesky]

eheh ...já tinha reparado nisso mas estava a ver quando alguém iria se queixar, demoraram imenso!!!! tens também de arranjar um controlador para motores a carvão.

faz um favor ao pessoal, aparece no próximo workshop, vais ver que o pessoal é real. gostei muito do teu controlador, está porreiro mas não aprovo as características do motor nem do seu barulhento funcionamento.

lamento que não apreciares os conceptualistas, talvez um dia compreendas a importância desta area e o facto de que existe um universo paralelo aos semi-condutores e ao mundo digital.

sabes bem que este forum nunca foi generalista, por isso não aceito essa critica pois ninguém tem culpa que andes a dormir. o facto dos projectos eléctricos estarem "mal arrumados" não significa que não estivessem lá à muito tempo, este forum é pluridisciplinar mas isto não é sinonimo de generalista, pois para mim generalista é algo superficial - toca em tudo mas sem detalhes.

agora pergunto-te se serias capaz de conceber um controlador para um motor eléctrico com outro tipo de características eléctricas, reprogramando esse ic...

[Sun_rise_pt]

este ic não é programável, bluesky...

se tivesses reparado no que está escrito, ele na grande versatilidade, adapta-se a vários tipos de motores sem e com escovas.

não querendo entrar (de novo) em polémicas estéreis continuo a discordar...
na questão do ruído do motor, porque não conheço algum que não emita... e olha que nas várias décadas da minha vida profissional (provávelmente mais do que imaginarás...) poderei dizer que já conheci uma elevada percentagem de motores de todos os tipos, e só os desactivados estavam silenciosos.

este motor, pessoalmente, considero-o excelente pelas várias características interessantes do mesmo, dentro dos conhecidos semelhantes.
aliás, o ruído dos motores brushless (para mim) não é desagradável nem forte

quanto a projectos funcionais no site (de auto-construção e válidos), a não ser que eu não os tenha visto, o que não creio devido ás minhas visitas diárias, são extremamente raros. e acredita que recordo deles...

a bem de todos os interessados, seria muito válida uma secção especializada no que já foi construído, aqui exposto e que funcione de facto.

a parte informativa (superficial) do forum tem um interesse compreensivelmente subjectivo para quem se interesse por coisas mais profundas.
se for o caso, poderei indicar locais na net para se poder fazer uma análise comparativa válida.

(pedoem o desabafo:
acho que pessoal vive da história passada, e anda a perder o dinamismo.

exemplo: na minha zona ontem passou um mini-tornado que como sabemos causou estragos materiais avultados e feridos, inclusivamente.
interessante e figurativo: muita gente para se informar, olhando, fotografando e comentando. raros foram os que se dispuseram a desobstruir caminhos, e a ajudar outros em notória dificuldade)

[Bluesky]

este ic não é programável, bluesky...

mas podes escolher os pinos que te interessam, certo? mudar a configuração? em relação ao barulho algo não está bem, repara que são os diys os que mais zumbidos e trepidações produzem, penso que devemos tomar o som como um guia. eu procuro o silencio e a estabilidade total num motor.

[Sun_rise_pt]

tenho (e tive) por cá vários motores.
os brushless produzem ruído proporcional á potência.
como é natural em todo o motor, parte da energia (pequenina) é convertida em vibrações mecânicas que se propagam no ar.
apesar de tudo, a pessão acústica é bem menor do que um comum berbequim com 1/10 da potência deste motos.
infelizmente não é fácil contornar essa energia desaproveitada.

quanto ao ic:
pode-se adapatar, com algumas alterações, a motores bifásicos ou tetrafásicos. porém estes motores não são tão interessantes quanto os trifásicos extremamente difundidos e utilizados pelas vantagens reconhecidas.
muitos controladores de e-v's chineses o usam, assim como já os vi em material sofisticado (ex.: ventiladores de equipamentos industriais e de laboratório).

na versão para controlador motores dc de escovas, como é evidente, não necessita "conhecer" a posição angular eléctrica do rotor, pelo que dispensa sensores hall ou ópticos. usa-se básicamente a sua capacidade de geração pwm, além de outras como o limitador de intensidade, o sensor de tensão baixa, de temperatura, etc.
é fácil fazer um controlador destes para "manusear" umas boas centenas de amprere, apesar de haver outros bem mais económicos com ic´s (ampops), transistores e componentes passivos existentes en todo o comércio de electrónica.

[Barrocas]

parabéns pela inciativa, e agradecemos por partilhares connosco, também concordo que devemos por as "mãos na massa"

[Sun_rise_pt]

neste fim de semana construí uma nova ponte trifásica, desta vez com mosfet's e demais material adquirido no mercado.

o vídeo do trabalho: http://www.youtube.com/watch?v=pzdmaamb8wk

tenho mais umas idéias que porei em prática assim que possível:
- um recuperador "inteligente" de parte da energia dispendida nas travagens.
- um inversor "inteligente" do sentido de rotação do motor para evitar o uso de inversor mecânico
- um inversor/redutor de 60v e 72v com saída de 12vdc estabilizada, de construção simples, para uso em sistemas auxiliares num veículo eléctrico que não possam funcionar directamente com tensões mais elevadas que os 12v

[ivitro]

tenho umas questões a colocar.

o controlador não permite fazer a inversão do sentido do motor? e tambem aproveitar a energias das travagens?

na ponte de mosfet, não está a sobrecarregar mais uns que outros? :s o que são aqueles coisas debaixo da placa da ponte?

outra coisa qual a corrente que passa por cada?


cumprimentos

[Sun_rise_pt]

outra coisa qual a corrente que passa por cada?

o controlador não permite fazer a inversão do sentido do motor?

permite

e tambem aproveitar a energias das travagens?

não. o controlador permite apenas gerir diversos parâmetros que condicionam a energia fornecida ao motor. o circuito de conversão da energia mecânica da travagem em energia eléctrica onde o elemento que foi motor passou a ser gerador, é outro circuito electrónico especializado nesta função.

o que são aqueles coisas debaixo da placa da ponte?

imagino que se esteja a referir aos fusíveis de proteção dos mosfet

na ponte de mosfet, não está a sobrecarregar mais uns que outros?

não. no desenho de uma ponte a carga é sempre repartida equilibradamente.

[jmal]

não. o controlador permite apenas gerir diversos parâmetros que condicionam a energia fornecida ao motor. o circuito de conversão da energia mecânica da travagem em energia eléctrica onde o elemento que foi motor passou a ser gerador, é outro circuito electrónico especializado nesta função.

não precisa de ser outro circuito, mas esse ic não dá para isso, a técnica da travagem regenerativa consiste em usar as partes negativas das 3 meias pontes, basta aplicar a mesma frequência que ele usa para acelerar com um "duty-cicle" superior a 50 % e menor de 90 %, este intervalo define a intensidade da travagem.

[ivitro]

não. o controlador permite apenas gerir diversos parâmetros que condicionam a energia fornecida ao motor. o circuito de conversão da energia mecânica da travagem em energia eléctrica onde o elemento que foi motor passou a ser gerador, é outro circuito electrónico especializado nesta função.

não precisa de ser outro circuito, mas esse ic não dá para isso, a técnica da travagem regenerativa consiste em usar as partes negativas das 3 meias pontes, basta aplicar a mesma frequência que ele usa para acelerar com um "duty-cicle" superior a 50 % e menor de 90 %, este intervalo define a intensidade da travagem.

pois bem me parecia que eram fusíveis.

a carga que vai ser alimentada não influencia a potencia retirada ao gerador? suponho que quanto maior for a carga mais "agarrado" ficará o motor.

seguindo este raciocínio o problema está nas baterias que não conseguem absorver instantaneamente a carga fornecida pelo gerado..mas metendo um super-condensador talvez minimize este problema.

outra questão, o que foi feito com este controlador pode ser feito por exemplo pic, atmega, arm... quais são os contras destes micros fase a este controlador? é a programação? com um micro há liberdade de fazer tudo.

[jmal]

não. o controlador permite apenas gerir diversos parâmetros que condicionam a energia fornecida ao motor. o circuito de conversão da energia mecânica da travagem em energia eléctrica onde o elemento que foi motor passou a ser gerador, é outro circuito electrónico especializado nesta função.

não precisa de ser outro circuito, mas esse ic não dá para isso, a técnica da travagem regenerativa consiste em usar as partes negativas das 3 meias pontes, basta aplicar a mesma frequência que ele usa para acelerar com um "duty-cicle" superior a 50 % e menor de 90 %, este intervalo define a intensidade da travagem.

pois bem me parecia que eram fusíveis.

a carga que vai ser alimentada não influencia a potencia retirada ao gerador? suponho que quanto maior for a carga mais "agarrado" ficará o motor.

seguindo este raciocínio o problema está nas baterias que não conseguem absorver instantaneamente a carga fornecida pelo gerado..mas metendo um super-condensador talvez minimize este problema.

outra questão, o que foi feito com este controlador pode ser feito por exemplo pic, atmega, arm... quais são os contras destes micros fase a este controlador? é a programação? com um micro há liberdade de fazer tudo.

não percebi o seu raciocínio, quanto a mim não existe problema nenhum, é como a maior parte funciona.

[ivitro]

no gerador quando maior for a carga maior será o atrito magnético, não é assim? logo não depende só do ângulo de disparo dos fet´s

[jmal]

no gerador quando maior for a carga maior será o atrito magnético, não é assim? logo não depende só do ângulo de disparo dos fet´s

sim, mas esta técnica é a das mais utilizadas e funciona. quanto refiro os 50 % de duty-cycle, é digamos o mínimo para se obter alguma travagem, menos que isso não trava, e superior a 90 % é quase como um curto-circuito no motor, digamos que a travagem de 0 a 100 % possivel, varia entre os 50 % e 90 % de duty-cycle aplicado.

[ivitro]

e não dá para combinar as duas técnicas?

eu nunca andei de carro eléctrico mas talvez possas dizer sente-se a variação dos tais 50% aos 90%? não seria melhor meter a 90% o dutty e depois fazer o resto com controlo de carga fornecida ás baterias ou outro dispositivo de armazenamento de energia?

[jmal]

e não dá para combinar as duas técnicas?

eu nunca andei de carro eléctrico mas talvez possas dizer sente-se a variação dos tais 50% aos 90%? não seria melhor meter a 90% o dutty e depois fazer o resto com controlo de carga fornecida ás baterias ou outro dispositivo de armazenamento de energia?

não, porque isso faria aquecer muito o motor, alias esta técnica é a mais simples mas também a que oferece mais riscos. existem técnicas são mais eficientes e que realmente usam esse controlo, a do tesla por exemplo, torna o motor num gerador, eleva a tensão para a tensão de carga e controla a corrente em função daquilo que se está a travar.