Щіткові двигуни потужністю 500 Вт Розробка H-мосту 30V 75A
Цей сайт використовує файли cookie. Продовжуючи переглядати цей сайт, ви погоджуєтесь з нашою Політикою використання файлів cookie.
сподіваюся, я тут, на форумі, зі своїми проблемами.
Те, про що я говорю: Перш за все, я хочу не побудувати бойового робота, а спритну камеру-бота для спостереження за тваринами. Однак цей бот схожий на бойові боти, за винятком броні, зброї та призначення. Бот не буде їздити швидко (макс. Приблизно 12-15 км/год), але має крутний момент для крутих градієнтів: техн. До 80 Нм. можливо.
Ключові дані:
Загальна вага близько 70 кг
Алюмінієва рама: 48x56x20см (ДхШхВ)
Шини: 400 х 100 мм
Габаритні розміри: 86x70x40cm (LxWxH)
Привід: 2 двигуни щіткових двигунів потужністю 500 Вт/13 Нм
Акумулятор: 2x свинцевий фліс 12 В/36Ah
Контроль: .
Відповідно до теми, мова йде про контроль!
Дозвольте мені згадати, що я маю певний досвід у розробці елементів управління MOSFET, оскільки я вже побудував електромобіль, який перевозиться людиною, і який я зараз використовую для доручень.
Тут використовується двигун BLDC потужністю 2 кВт з датчиками Холла, розроблена мною система управління витримує 55 В і забезпечує короткий термін до 150 А; Безперервний струм руху 50А.
Розробка цього регулятора була досить складною, тим більше, що я виміряв пускові струми 220А за допомогою затискача! Польові транзистори першого покоління нагрілися настільки, що припій став рідким! До цього моменту FET працювали належним чином.
Виходячи з цього досвіду, я хотів би зробити управління ботами якомога простішим і недорогим, отже, двигуни щіток замість BLDC.
Перевага щіткового двигуна: ШІМ-керований MOSFET в гілці землі був би достатнім для безступінчастого регулювання потужності замість 4 MOSFET в H-мості. Великий недолік: якби FET замкнувся, бот негайно прискорився.
Ось чому я подумав про 2 варіанти для можливого управління, які я хотів би представити тут:
Містить 4 реле сильного струму 60A (по 2 паралельно) і 1 MOSFET (IRFP3077 + драйвер IR2184), безперервний струм 75A (з обмеженням струму).
Операція прямого/зворотного руху можлива через реле, але їх, мабуть, слід перемикати лише без струму (з ШІМ = 0). На мій погляд, це може бути справжньою проблемою при зміні напрямку під час руху на повній швидкості, тому що, мабуть, буде недостатньо, щоб "лише" вимкнути лівий мотор на лівий поворот Двигун (тоді генератор) навантажував би контакти реле.
Моє запитання: ХТО МАЄ ДОСВІД ЦЬОГО? Скільки тривають реле і як (негативно) це впливає на практичну їзду?
Перевага цього варіанту управління полягає в простій структурі, що має лише один MOSFET.
Містить повний міст з 4 IRFP3077-MOSFET (+ 2x драйвери IR2184), безперервним струмом 75A (з обмеженням струму), спочатку розробленим до 30 В (робота можлива до приблизно 55 В після обміну конденсатора та захисного діода!).
Отже, тепер до моєї проблеми: я вже дивився тут на форумі, але не знайшов розумного управління двигуном. Мотор-редуктор потужністю 500 Вт має номінальний струм 27А, пускові струми в 2-3 рази вищі (залежно від ситуації).
Звідси моє запитання до експертів:
- чи є міст 75A-H, який можна купити недорого, або варто було б його побудувати самостійно?
- Мені взагалі потрібен H-міст чи мій бот буде розумно керований за допомогою варіанту реле? У мене тут абсолютно НІЯКОГО досвіду, адже вісі жорсткі і не керовані!
- У боті з повним приводом насправді достатньо повернути лівий двигун без струму для лівого повороту під час руху вперед, або його навіть потрібно гальмувати/подавати назад?
Хто має досвід управління колесами тут?
Я вдячний за будь-яку корисну пораду.
ВАЖЛИВЕ ДОДАТОК: НА 19.09.2012 У МЕНЕ ТЕМА ЗВ'ЯЗАНОГО З КОНТРОЛОМ 30V/75A ТІЛЬКИ 47В/75А НАЛАШТОВАНИЙ. ОТОЖ, H-МОСТ МОЖЕ ТАКЖМ РАБОТАТИ З 36 В БЕЗ ПЕРЕВИЩЕННЯ КРИТИЧНИХ ОБМЕЖЕНЬ НАПРЯГУ (РЕГУЛЯТОР НАПРЯГУ, КОНДЕНТАТОРИ, ЗАХИСТНІ ДІОДИ).
---------------------------------------------------------------------
--> Оновлення станом на 31 грудня 2012 року:
1) H-міст працює і пройшов ретельне тестування (див. Звіт та фотогалерею на сторінці 4)!
2) Специфікація H-моста покращується на основі результатів випробувань до: 47V/81A.
.
Публікацію відредаговано 6 разів, останнє - Ларс (31 грудня 2012 р., 14:38).
Gizmo
Я в дорозі і думаю про це ще раз пізніше, але швидко:
Зробіть собі послугу і залиште реле вимкненими. Приклеєний контакт реле не рідкість для чогось подібного, якщо ви не берете справді товстого монстра. Олбрайт - хороший бренд, але вони важкі і дорогі.
Тут є кілька гуру-гуру, а IBF - головний будівельник. Можливо, його Speedy триває стільки?
Що стосується елементів управління, кожен, хто створив бота вагою 100 кг, повинен щось знати. Думаю, це залежить від вашої маневреності. На вибір є 3 варіанти:
(1) Одне колесо на 100% вперед, інше на 100% назад => максимальна зміна напрямку
(2) Одне колесо на 100% вперед, інше гальмо => середня зміна напрямку
(3) Одне колесо на 100% вперед, інше кочення => мінімальна зміна напрямку
дякую за рекомендацію.
Попередні регулятори швидкості розроблені для напруги 12 В і для класу продуктивності хижаків/пір'яних ваг (з потужними акумуляторними викрутними двигунами). Клас продуктивності (приблизно) 100 кг, особливо для 24 В (36 В), ще не врахований.
У попередніх версіях H-міст був реалізований для ходових приводів. З МОП-транзисторами, які, згідно з технічним паспортом, можуть витримувати до 120 А в холоді. Таким чином, можна надійно досягти постійного струму від 10 до 20 А та пускового струму від 30 до 50 А.
З метою зменшення витрат у наступних версіях пристроїв використовувались напівмости MOSFET. Це означає, що в даний час встановлено обмеження струму 40А, я не зміг придбати інші напівмости MOSFET з більшими струмами.
Означає: Наведений вище проект не може бути реалізований за допомогою моїх контролерів швидкості.
Одного разу я розробив електронний вимикач для сильніших струмів. Однак ніякого регулятора швидкості, а лише з "плавним пуском" при увімкненні, щоб двигун раптово не потрапив під повну пару. Чотири паралельно підключених MOSFET досі не створювали жодних проблем (= збоїв).
На що слід остерігатися. Після відключення двигун не замикається. Тому він може продовжувати працювати в режимі генератора. Ця напруга генератора повинна поглинатися вільно діючим діодом. Цей діод повинен "мати можливість" нести струм. У цьому вимикачі живлення діод вільного ходу 20А є єдиним компонентом, який помітно нагрівається.
Використання реле не рекомендується. Як зазначалося вище, перемикання індуктивних навантажень пов'язане з дуже високим ризиком, так що контакт реле може застрягти. Це може бути альтернативою, якщо він переведений у знеструмлений стан. Але сенс реле для мене ставиться під сумнів, якщо MOSFET все одно повинен взяти на себе енергетичні роботи.
Мені все ще не вистачає одного пункту в описі: передача.
З мого досвіду, у малих передач настільки самоблокується (. Так вони це називають.), Що додаткове гальмо насправді не потрібно. З важкими вагами в 100 кг це, мабуть, інакше (?)
З моїми регуляторами швидкості режим гальмування та рульового управління розділений.
У стаціонарному режимі при повороті на місці обидва колеса або двигуни спрацьовують у протилежних напрямках. Тож бот красиво обертається на місці.
Як тільки відбувається рух вперед або назад, і його потрібно "керувати", гальмується лише колесо з внутрішньої сторони кривої або зменшується його швидкість. За певних обставин обертався в протилежному напрямку навіть на низьких швидкостях та великих кутах повороту.
Якщо колесо на зовнішній стороні кривої додатково прискорене, рух рульового управління стає занадто поспішним. Потім бот б'є гачок, як заєць на бігу. Переважно близько 180 градусів.
=> Ось чому програмне забезпечення розрізняє "поворот" на підставці або "рульове управління" під час руху.
(За допомогою малого регулятора швидкості для класу Antweight ви все ще можете визначити в параметризації ПК для контролера, чи слід прискорювати колесо на зовнішній стороні кривої під час рульових рухів)
.
Вас цікавить електроніка для бойових роботів та гусеничних транспортних засобів (регулятори швидкості, ESC)? => http://www.Robots.IB-Fink.de
Девіз: "Хто хоче, той знайде шляхи. Хто не хоче, той знайде причини".
Крихти
А як щодо спостереження з повітря?
Перевага: річки, ями та нерівності не мають значення. Наскільки важке ваше обладнання камери? Якщо єдині 2 кг важкі, варіантом буде вертоліт або подібний.
Не буде чути на 100 м.
Чи має ваш бот повний привід?
Що може говорити проти H-моста? З додатковими зусиллями ще потрібно впоратися. В Інтернеті є деякі елементи керування ШІМ для H-мостів. Тоді потрібно лише змінити силовий ділянку. Для управління я рекомендую 4-канальний пульт дистанційного керування та бездротову камеру (для керування каналами та 2 для камери, наприклад, збільшення).
Але проект звучить цікаво.
Грубо: повісьте чотири входи на Attiny Atmega Pic або щось подібне, і все готово:
Допис відредаговано 1 раз, востаннє - Krümmel (27 січня 2012 р., 11:14).
bat_boy
є гарний проект самобудови "osmc"
це, безумовно, зробить можливим дизайн приводу. Я б не рекомендував релейне рішення.
Залежно від того, чи хочете ви побудувати привід самостійно, привід через інвалідні коляски (із черв'ячною передачею), безумовно, зробить хорошу роботу.
і дякую за відповіді.
Отже, схоже, варіант реле не має сенсу.
Шкода, я отримую реле майже безкоштовно, а драйвери FET + коштують 5 євро.
Але я б, напевно, дратувався через обмежену маневреність, а потім встановив два H-мости.
Тому зараз я повинен розробити H-Bridge, якщо IBF не хоче цього робити.
@ Крюммель
Спостереження з повітря було навіть моєю першою ідеєю, наприклад, із гексакоптером із фіксацією положення та функціями повернення додому. Я маю справу з теорією 2 роки, тож прилетів до FPV (FirstPersonView), тож пілот сидить перед монітором і керує вертольотом так, ніби він сидів усередині. Однак для цього потрібен величезний досвід у безаварійній фізиці управління/польоту, тому це було б досить непридатним для початківців, як я. І тому я визначився з наземним варіантом FPV (= бот).
На мій погляд, бот має повний привід (залежно від інтерпретації), при цьому колеса з одного боку ведуться загальним ланцюгом. Зусилля з 4 двигунами видалися мені занадто високими.
Вага в якийсь момент є проблемою, врешті-решт, завжди є можливість оновити бота. Для нічних операцій мені потрібні ІЧ-випромінювачі, вони лише важать кілька кг. І розумна ІК-камера теж важить. Тоді я хотів би утримувати бота в експлуатації кілька годин, тобто "в режимі очікування" з передачею зображення через радіо. Багато об’єднується, і потрібно щонайменше 36Ah (= 25 кг) ємності.
Я знайшов H-мости для придбання на веб-сайті (ліміт 100 EUR), але більше в класі 25A. Мені цього недостатньо, бо я хочу мати резерви. Зрештою, бот спочатку є експериментальним автомобілем, і сюрпризи неодмінно будуть.
@IBF
Операційні шуми напевно спочатку лякали б тварин. Але вони повертаються через деякий час з цікавістю, і шум припиняється (на основі мого попереднього досвіду). Можна було б повертати камеру, використовуючи майже безшумний привід із гумовими ременями, тут ще є варіанти.
Щось подібне, я вже знав твої H-мости з раніше, я вже їх виявляв під час своїх набігів. Я думаю, що теплова муфта через KK хороша, тому RSon віддаляється одночасно, що має бути перевагою при паралельних транзисторах.
Я також перевірив кілька веб-магазинів, але хотів би - якщо вже купую - замовляти лише в Німеччині, макс. ЄС. H-мости з безперервними лінійними струмами 100A і швидше коштують 1,50/A, і це для мене занадто дорого (я віддаю перевагу інвестуванню в Go-Pro-Hero).
Щодо керування двигуном, ви точно знаєте, що між рекламним повідомленням та технічним повідомленням є великі розбіжності. Реаліті, регулятор 150А з 50гр. Вага може бути нормальним для високооборотних авіаційних двигунів, але він повинен виглядати досить жахливо із струмами блокування повільно обертається двигуна. На мою думку, немає сенсу брати регулятор, який може тривати пік 20А та 150А, оскільки ці значення “піків” часто досягаються лише в лабораторії виробника, подібно до вашої IRL1004 із 120А, ці значення якраз при температурі 20 °. але не доводить до 100 °.
Про мій привід/коробку передач (редагувати):
Пневматичні шини розміром 400 мм встановлюються на 20-мм вісь, на кінці якої встановлено 20-мм ланцюгове колесо від Mädler (стандарт ISO 083, що відповідає 12,7 x 4,88 мм). Простий роликовий ланцюг (DIN 8187) рухається від 1-го колеса до 18-ланцюгової зірочки (для натягування), а звідти через 11-зубчасту ведучу шестерню мотор-редуктора до 2-го колеса - привод готовий!
У постачальника також є китайський двигун якості 500 Вт із планетарним редуктором, але металеві та пластикові шестерні там змішані, що мені не дуже подобається.
IBF, як тобі моє рішення для приводу?
Здається, що найслабшим місцем є перехід боків зубчастого колеса в китайський мотор-редуктор, де невелике 9-зубчасте колесо (діаметр 1 см) зменшено до шестірні 69 (обидві зроблені з металу).
Як ви вважаєте, чи насправді існує ризик пошкодити фланги, якщо раптово уповільнено бот.
Чи привід шестерні подібного рівня приводу облітав вам раніше вуха?
.
Публікацію редагували 3 рази, останнє - Ларс (27 січня 2012 р., 14:12).