Jump to content

    

Н-мост - управление двигателем

Понадобилось управлять достаточно мощным двигателем постоянного тока. Мне рекомендовали схему , аналогичную схеме из статьи
 "Использование драйвера ключей нижнего и верхнего уровней IR2110 — объяснение и примеры схем" с сайта habr.com.

Элементы стоят немного другие (IR2113 и т.п.), но близкие.
Собрал схему, для отладки подключил ДПМ-25, питание +5В, +15В и +25В (двигатель).
Вроде проблем быть не должно, но ...
Когда подаю 0 на один вход, а на другой последовательность импульсов, то движок крутится только при длительности управляющего импульса
в интервале от 85% до 95% периода (50 кГц) следования импульсов (скважность 1,2 - 1,05). При меньших длительностях двигатель не крутится, а транзисторы греются  (питаю
от БП с ограничением тока, так что всё целое). Получается, что регулировка какая то убогая.
Где засада? Каковы оптимальные временнЫе параметры (длительность и период импульсов -по опыту)?
И тут же вопрос по работе данной схемы. По теории, при открытом нижнем транзисторе Q2 или Q4 заряжается конденсатор С1 или С5, но
в данной схеме при вращении двигателя постоянно в одном направлении нижний транзистор полумоста закрыт постоянно, открыт нижний
другого полумоста. Как это сказывается на работе схемы?

Искал в инете, ничего путного не нашёл. Все ссылаются на то, что схема типовая, должна работать без проблем.

Вопрос конечно больше из разряда для начинающих, но там не нашёл нужной ветки.

 

схема.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, NikP said:

Искал в инете, ничего путного не нашёл. Все ссылаются на то, что схема типовая, должна работать без проблем.

На оба сигнала IN1 и IN2 обязательно должны идти импульсы.  
Если какой либо из двух транзисторов в нижнем плече перестает переключаться на доли секунд, то пропадает напряжение на конденсаторах C5 и С2 и перестают работать верхние ключи. 
Кстати у C5 и С2 какие-то сильно большие емкости, это приведет к тому что  может выгореть диод D1 или D4 (если они уже не выгорели) 
Такие емкости видимо выбраны из-за резисторов в затворах из-за которых конденсаторы быстро  разряжаются, эти резисторы тоже лишнее.  
  

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, Егоров said:

Каковы рабочие токи "достаточно мощного" двигателя?

20А пусковой, 3.5А рабочий. Но пока для отладки пользую ДПМ25 (что под рукой было)

Share this post


Link to post
Share on other sites
43 minutes ago, AlexandrY said:

На оба сигнала IN1 и IN2 обязательно должны идти импульсы.  
 

Вот это я и не пойму никак. Мне нужно вращение в одну сторону, т.е. по моему пониманию импульсы должны идти на один вход, на другой подаётся 0. Если импульсы на оба входа поочерёдно - то как крутиться будет? Или же должна быть разная длительность?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Последовательно с двигателем включите дроссель с индуктивностью 1...5 мкГн.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Согласен с AlexandrY

На IN1 подаете 5% ШИМ без задержки, на IN2 - 85% с задержкой 10%.

IN1:  10000000000000000000

IN2:  00111111111111111110

Это если вас большой пусковой ток устраивает.

Share this post


Link to post
Share on other sites
56 minutes ago, NikP said:

Вот это я и не пойму никак. Мне нужно вращение в одну сторону, т.е. по моему пониманию импульсы должны идти на один вход, на другой подаётся 0. Если импульсы на оба входа поочерёдно - то как крутиться будет? Или же должна быть разная длительность?

Во первых, частота импульсов должна быть больше 16 КГц, иначе будете слышать свист.
Во вторых, начинаете с того, что сразу подаете импульсы противоположной полярности на оба входа со скважностью 50%
Мотор будет стоять ( ну или чуть дернется, поскольку плечи не идеально симметричны) 
Потом делает скважность менее 50% и мотор закрутится в одну сторону, делает скважность более 50% и мотор закрутится в другую сторону.    

Если с таким управление проблемы, то делайте не специализированных контроллерах как на этой схеме:

image.png.2b7acea95afa9d4ef0eb467c0b4c8804.png 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 minutes ago, Basil13 said:

Согласен с AlexandrY

На IN1 подаете 5% ШИМ без задержки, на IN2 - 85% с задержкой 10%.

IN1:  10000000000000000000

IN2:  00111111111111111110

Это если вас большой пусковой ток устраивает.

Это как? 5% процентов подаем напряжение в одну сторону, а потом 85% в обратную?

Думаю, надо разделить входы. И управлять так: Открыли один нижний и ШИМ на противоположный верхний. Крутим в одном направлении. Потом в другом.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, NikP сказал:

Мне нужно вращение в одну сторону, т.е. по моему пониманию импульсы должны идти на один вход, на другой подаётся 0. Если импульсы на оба входа поочерёдно - то как крутиться будет?

То, что Вы хотите сделать, называется unipolar PWM, а то, что Вам предлагают сделать - bipolar PWM. Работоспособны оба варианта. В Вашем случае нужно организовать изолированное питание драйверов верхних ключей. 

А вообще, начинать такие эксперименты нужно в симуляторе - сразу куча вопросов отпадет.

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 часов назад, NikP сказал:

20А пусковой, 3.5А рабочий. Но пока для отладки пользую ДПМ25 (что под рукой было)

А зачем тогда водить за нос публику? Люди думают что это ДПМ25, ищут решения, а у вас - совсем другое облако в штанах...
 Да, повключайте в симуляторе для начала. Это гораздо полезнее, чем напаять наугад кучу драйверов и разбираться где что горит.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я конечно извиняюсь, но мне непонятно : чем я кого то обидел?  Сразу  написал " Собрал схему, для отладки подключил ДПМ-25..."

Если б я был профи в данной теме, то и вопросы бы не задавал. Так сложилось, что сведущий человек по объективным причинам выбыл из игры, а дело встало. Вот и пытаюсь разобраться.

Мне например казалось, что если удастся закрутить менее мощный двигатель, то с более мощным тоже можно разобраться. Про возможность моделирования на симуляторе - каким симулятором надо воспользоваться? 

Share this post


Link to post
Share on other sites
41 minutes ago, NikP said:

Если б я был профи в данной теме, то и вопросы бы не задавал. Так сложилось, что сведущий человек по объективным причинам выбыл из игры, а дело встало. Вот и пытаюсь разобраться.

Симулятор вам не покажет что сгорит.
Вы стадию необходимости симулятора уже миновали.
Просто сделайте по умолчанию скважность 50% (если мы оба одинаково понимаем термин скважность)  и сделайте второй сигнал  инверсным первому с мертвым временем около 1 мкс.  (если не знаете что такое мертвое время, то тоже не стесняетесь спросить)

Кстати симуляторы мертвое время плохо отрабатывают потому что для этого им нужен очень мелкий шаг, но тогда симуляция неоправданно затягивается. 
Короче плюньте на симуляцию. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
51 минуту назад, NikP сказал:

Я конечно извиняюсь, но мне непонятно : чем я кого то обидел?  Сразу  написал " Собрал схему, для отладки подключил ДПМ-25..."

 

да нет, тут нет обид, тут что-то вроде огорчения. Понятно теперь , что 20 А - другой калибр. Для ДПМ25 годился бы простенький  мост на биполярных транзисторах.
 А в данном случае... Мне кажется, возня с драйверами верхних ключей затянется надолго.

А управлять ими динамически вовсе не обязательно. Их можно переключать только при смене направления движения. Может, даже реле какое-нибудь справилось бы.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только что, AlexandrY сказал:

сделайте по умолчанию скважность 50% (если мы оба одинаково понимаем термин скважность) 

Это не скважность, а коэффициент заполнения. 

8 минут назад, NikP сказал:

каким симулятором надо воспользоваться? 

Это Вам надо самому решить. LTspice хорош тем, что бесплатный. У OrCAD численные методы лучше работают.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now