Um controlador de 5kW (DIY)

[ivitro]

hmm nao percebi muito bem.. então o tesla usa o pricipio que eu disse so que em vez de "meter o duty a 90%" põem o motor 100% como gerador e partir daí faz o controlo da corrente é isso?

mas não faz aquecer o motor do tesla? bem o motor do tesla é ac 3f-375v, diferente deste..

[jmal]

hmm nao percebi muito bem.. então o tesla usa o pricipio que eu disse so que em vez de "meter o duty a 90%" põem o motor 100% como gerador e partir daí faz o controlo da corrente é isso?

mas não faz aquecer o motor do tesla? bem o motor do tesla é ac 3f-375v, diferente deste..

não te esqueças da elevação de tensão, essa parte é complicada.

[ivitro]

o que tenho ouvido falar é que uma elevador e relativamente simples.. é mais fácil trabalhar com tensão alta e corrente baixo do que ao contrario.

supondo que realmente o elevador de tensão não era obstáculo depois controlo do motor era igual? com a vantagem de menos corrente menor aquecimento cargas magnéticas etc..

[jmal]

o que tenho ouvido falar é que uma elevador e relativamente simples.. é mais fácil trabalhar com tensão alta e corrente baixo do que ao contrario.

supondo que realmente o elevador de tensão não era obstáculo depois controlo do motor era igual? com a vantagem de menos corrente menor aquecimento cargas magnéticas etc..

simples quando se utiliza potências baixas, não das potências com oscilações que se trata neste campo.

[ivitro]

eu referia me a potencias iguais mas com corrente inferior.

[jmal]

eu referia me a potencias iguais mas com corrente inferior.

?

o que disse é que elevar tensão é simples quando se trata de potências baixas, quando se trata de potências altas e que oscilam em tensão não é assim tão simples.

[ivitro]

ah já percebi


e em relação a pergunta dos micro-controladores? não fazem o mesmo que esse controlador?

[jmal]

ah já percebi


e em relação a pergunta dos micro-controladores? não fazem o mesmo que esse controlador?

quais ???

[ivitro]

em vez de usar o controlador do vídeo utiliza-se uma pic por exemplo.


assim teria maior liberdade de controlo.

[jmal]

em vez de usar o controlador do vídeo utiliza-se uma pic por exemplo.


assim teria maior liberdade de controlo.

sim, até existe código aberto para isso.

[Sun_rise_pt]

um microcontrolador pode controlar motores brushless. por ex.: a atmel tem um especializado nisso. outros avr, pic, etc. também são largamente utilizados nos controladores comerciais.
isso tem a vantagem para o desenvolvedor do circuito de programar os bit lock's dos mcu's a fim de não piratearem ou alterarem o firmware residente.
o problema maior é o desenvolvimento do dito firmware com as inúmeras funções requeridas.
há uma nota de aplicações já antiga da microchip (pic) que tem um circito completo para este tipo de motores com firmwares para os que possuem sensores hall e para os que não teem. nos testes que fiz não funciona tão bem quanto estes ic's.
há uma grande quantidade de outros sitas, muitos deles para motores de modelismo aéreo...

apenas usei estes ic's que usam tecnologia analógica e também digital, porque:
- tenho uma boa quantidade deles.
- possuem a maioria dos circuitos necessários ao controle.
- são de uma clareza de funcionamento muito boa.
- não são caros.
todos estes atributos poupam tempo e $$$.
---

há vários métodos de conversão da energia de desaleleração forçada. todos possuem vantagens e inconvenientes.
o que tenho em mente construir será baseado na simplicidade de converter a corrente trifásica gerada pelo motor ( que como sabemos se comporta como gerador 3 ~ sincrono) e após tratamento adequado, canalizá-la aos acumuladores.
é claro que a coisa é um pouco complexa em termos de parâmetros eléctricos adequados, mas não difícil.
o rendimento será algo pobre, mas esta questão continua incontornável. esperemos que a tecnologia dos acumuladores.
evolua. já esteve bem pior...

---
claro que todos os blocos da electrónica do veículo eléctrico se poderão inserir num único invólucro.
nunca ouvi alguém falar disto, mas pessoalmente, por motivos de segurança no que toca a continuidade de funcionamento, até estou a pensar em redundância. vai ser muito chato ( comparativamete aos veículos tradicionais a c. fósseis) quando acontecer alguma "panne"...
a medida da capacidade residual da carga da bateria não é tão linear como a amostragem da quantidade de combustível dos depósitos dos actuai veículos. quem conhece a curva de descarga das baterias durante o ciclo de vida das ditas, saberá do que estou falando.
não será interessante guardar uma bateriazinha(?) de reserva para as emergências?

[ivitro]

antes de tudo quero agradecer ao jmal e sun_rise pelas explicações

há vários métodos de conversão da energia de desaleleração forçada. todos possuem vantagens e inconvenientes.
o que tenho em mente construir será baseado na simplicidade de converter a corrente trifásica gerada pelo motor ( que como sabemos se comporta como gerador 3 ~ sincrono) e após tratamento adequado, canalizá-la aos acumuladores.
é claro que a coisa é um pouco complexa em termos de parâmetros eléctricos adequados, mas não difícil.
o rendimento será algo pobre, mas esta questão continua incontornável. esperemos que a tecnologia dos acumuladores.
evolua. já esteve bem pior...

vais fazer entao como jmal disse? meter o motor como gerador e depois controlar a carga? como pensas por o motor como gerador é atravez dos fet mas aí so podes ir até 90%? esta parte faz me confusão

[Sun_rise_pt]

simplificando:
qualquer motor síncronono é pelas características um alternador razoável.
os fet "motrizes" ficam obrigatóriamente inoperativos nesta situação.
a tensão fornecida pelo alternador é inferior à que recebe na condição de motor. isto implica o uso de alguma electrónica com para que ela tenha as características eléctricas necessárias carga da bateria. tudo tendente a minimizar as perdas, o que é fundamental em todo o veículo eléctrico.
...
assim que tiver um tempinho disponível, já me dedicarei ao dito recuperador.
entretanto, já construí mais dois elementos que julguei convenientes para o ev:
- um conversor com entrada flexível de 48 até 90v, para saída de 12v estabilizados (100w máx. ) a fim de alimentar o que é hoje comum um veículo ter, além de pensar em converter toda a iluminação tradicional para led o que é mais uma ecónomia energética.
- um indicador de carga da bateria, a led, com 10 níveis entre a tensão mínima e a de carga máxima.
ainda são protótipos funcionais, mas em breve os mostrarei aqui.

[ivitro]

viva

sun_rise quantos amperes aguentão esses fets? são aqueles que disseste que custaram 2€ cada certo? por quanto fica o controlador e onde posso arranjar?

[Sun_rise_pt]

estes fet são feitos para operar até 200a em condições ideais de temperatura (25ºc). porém é aconselhével não passar dos 120a.
de facto o preço ronda os 2€ mas tem um senão: comprar em quantidade >100.
não fiz as contas do que gastei no controlador. na realidade, aquele que mostrei é um dos vários que desenhei e construí, e não é a versão final. esta final não tem os 6 led, e possui o conversor de 60v para 12v já incorporado. não é fácil encontrar ic's para os "buck converters" que operem acima dos 70v. de forma que acabei por fazer com componentes discretos porque o consumo da placa de controle dos fet é baixa.
bem... contabilizando tempo e €'s, provávelmente daria para adquirir um controlador comercial.
as grandes vantagens são que este eu conheço bem e é reparável em qualquer situação de avaria. além do prazer que sempre me dá construir, "esmiuçando" e adaptando os resultados ao que eu acho mais seguro e interessante. também se tem uma sensação danada: que a coisa nunca está completa, e que sempre se pode acrescentar algo mais...

[jmal]

estes fet são feitos para operar até 200a em condições ideais de temperatura (25ºc). porém é aconselhével não passar dos 120a.
de facto o preço ronda os 2€ mas tem um senão: comprar em quantidade >100.
não fiz as contas do que gastei no controlador. na realidade, aquele que mostrei é um dos vários que desenhei e construí, e não é a versão final. esta final não tem os 6 led, e possui o conversor de 60v para 12v já incorporado. não é fácil encontrar ic's para os "buck converters" que operem acima dos 70v. de forma que acabei por fazer com componentes discretos porque o consumo da placa de controle dos fet é baixa.
bem... contabilizando tempo e €'s, provávelmente daria para adquirir um controlador comercial.
as grandes vantagens são que este eu conheço bem e é reparável em qualquer situação de avaria. além do prazer que sempre me dá construir, "esmiuçando" e adaptando os resultados ao que eu acho mais seguro e interessante. também se tem uma sensação danada: que a coisa nunca está completa, e que sempre se pode acrescentar algo mais...

essa é uma boa questão, grande parte dos controladores que circula nos ve de origem chinesa não dão para reparar ou não existem componentes para eles, afinal num veiculo que se diz ecológico, avaria e deita para o lixo não é de todo correcto.

penso que ainda não chegaste à parte complicada da coisa, que é quando se mete o "veículo com as rodas no chão", desculpa o termo, mas é ai que a coisa se complica, os fets não aguentam a corrente que aparece nos pdf, normalmente metade disso, e para ser seguro aconselho o dimensionamento a 25 % do seu máximo, bem controlados não queimam.

[Sun_rise_pt]

tenho alguma experiência sobre a diferença entre a a realidade do funcionamento dos componentes e as condições ideais que os datasheets revelam.
como em todos eles, nos mosfet, nunca se deve contar com abusos de corrente, e menos ainda com as resistências no ponto de saturação. mesmo pequenas (em tempo) as rampas entre a saturação e o corte necessitam de energia térmica a dissipar.
bem... contando com os imprevistos, multipliquei o número de mosfet por 3. 18 fet de 200a (de ponta) cada. já efectuei umas quantas medidas, e tenho o controle de limite intensidade posicionado para os 100a. aparentemente estará tudo ok.
mas só com carga plena a coisa se confrontará com a realidade.
nos ditos testes chega fácilmente a superar 60a naquelas aceleradelas súbitas.
até agora só foram para o "espaço" 3 fet quando um companheiro teve a infeliz idéia de inverter o sentido de marcha sem antes parar o motor. imaginem o que aconteceu... ...como aliás, é óbvio!!!
este é um dos pontos a cuidar com atenção: prever um sistema lógico que garanta que o motor se encontra realmente parado antes da ordem de inversão do sentido de marcha.
----
o amigos chineses possuem uma característica danada: muita coisa copiam (chegando ao ponto de replicar coisas tão fielmente e até chegam ao pormenor da cor). e na electrónica, então... jamais dão a informação técnica pormenorizada do que inserem no mercado a preço daquela "uva...".
já tive alguams situações caricatas com eles. por ex.: em determinada altura quizeram negociar comigo a compra de máquinas de soldar (inverters mig e tig). eu mostrei-me interessado no negócio, avisando que devido a garantias só após me facultarem a documentação que referi a coisa iria em frente. cheguei mesmos a dizer-lhes que era fácil "descascar" os inverters deles, mas que me facilitariam a vida se me deixassem analisar préviamente o que eu iria comprar.
chegaram ao ponto ridículo de me enviarem uma fração do esquema de uma máquina e recusarem o restante.
então resolvi enviar-lhes esquemas de algumas outras máquinas deles para lhes provar como é fácil copiá-las.
é evidente que é impossível concorrer com os preços deles.
mas de facto, é preciso imenso cuidado, pois eles só querem vender e o cliente que se trame.
perguntem por aí se alguém possui os simples esquemas do que anda por aí de equipamento electrónico de origem chinesa. descaradamente exibem até certificados ce e outros.
conselho: o que puder ser feito pelo utilizador, que o seja porque o fácil e barato sai caro.

[jmal]

mas só com carga plena a coisa se confrontará com a realidade.
nos ditos testes chega fácilmente a superar 60a naquelas aceleradelas súbitas.
até agora só foram para o "espaço" 3 fet quando um companheiro teve a infeliz idéia de inverter o sentido de marcha sem antes parar o motor. imaginem o que aconteceu... ...como aliás, é óbvio!!!

exacto, e agora imagina esse controlador e motor num veículo, parado ou a subir e dares-lhe acelerador, são correntes muito altas, e atenção, muito tempo comutado nos mesmos fet's, é aqui que vai verificar se estão bem controlados, com boa dissipação, neste caso é um factor importante, e se estão bem dimensionados. e tens outro problema, esse ic não permite curvas de aceleração, ou seja, ele não varia o pwm consoante a rotação, o que quer dizer que ele pode meter 100 % pwm quando o motor tiver parado.

[Sun_rise_pt]

o ic que estou a usar não insere qualquer pwm com o motor parado. senão estaria a rodar, claro...
acho que estás a presumir que no caso de uma subida de pendente acentuada, se o condutor do veículo a partir da situação de imobilidade premir o acelerador repentinamente a fundo...
- para contornar alguma corrente acima do que for estabelecido como acima do normal, lá está o sensor de corrente que comanda o circuito de proteção do ic e inibe a lógica de comutação deste de funcionar.
- por outro lado as saídas deste ic para os drivers dos fet é dividida em duas secções:
a)- parte alta da ponte trifásica com comutação em onda quadrada simples " chaveada sem qualquer pwm ". por si só não insere aguma corente no motor
b)- parte baixa da mesma ponte ponte, que com o acelerador em repouso não insere pwm algum. a partir desse ponto do comando do acelerador a começa o pwm absolutamente proporcional em tempo de comutacão on ( a uma fraquência dependente da constante de tenpo r/c que se definir no ic ) e que só passa a onda quadrada quando o sinal do acelerador estiver "a fundo" o que faz sentido lógico. garanto que é absolutamente proporcional!
desconheço se viste isso da desproporcionalidade escrito em algum lado. se verificares algum dos muitos datasheet dos vários fabricantes do ic, ele é quase perfeito. claro... ...há que respeitar os parâmetros indicados.
a reforçar esta afirmação, pode verificar-se que desde os amigos chineses nos veículos el., a marcas de ponta de equipamento industrial (que se pretende tenha um nível mínimo de falhas ) usam o mesmo ic.
---
já testei o motor em esforço e o comportamento foi o esperado, sem falhas. proporcionalidade ok. proteção ok. temperatura ok.
vou aplicar o motor com uma caixa redutora 12/1 ( em vazio obtenho no tacómetro 3410rpm com 60v na alimentação e com acelerador "a fundo".
pelos cálculos que fiz, presumo que seja ideal para movimentar um veículo de carroceria de peso baixo, sem problema.
---
é evidente que terá de ser prevista a dissipação de calor. uma proteção electrónica, ventilação automática, e inclusivamente indicação no painel, são importantes.

[jmal]

o ic que estou a usar não insere qualquer pwm com o motor parado. senão estaria a rodar, claro...
acho que estás a presumir que no caso de uma subida de pendente acentuada, se o condutor do veículo a partir da situação de imobilidade premir o acelerador repentinamente a fundo...
- para contornar alguma corrente acima do que for estabelecido como acima do normal, lá está o sensor de corrente que comanda o circuito de proteção do ic e inibe a lógica de comutação deste de funcionar.
- por outro lado as saídas deste ic para os drivers dos fet é dividida em duas secções:
a)- parte alta da ponte trifásica com comutação em onda quadrada simples " chaveada sem qualquer pwm ". por si só não insere aguma corente no motor
b)- parte baixa da mesma ponte ponte, que com o acelerador em repouso não insere pwm algum. a partir desse ponto do comando do acelerador a começa o pwm absolutamente proporcional em tempo de comutacão on ( a uma fraquência dependente da constante de tenpo r/c que se definir no ic ) e que só passa a onda quadrada quando o sinal do acelerador estiver "a fundo" o que faz sentido lógico. garanto que é absolutamente proporcional!
desconheço se viste isso da desproporcionalidade escrito em algum lado. se verificares algum dos muitos datasheet dos vários fabricantes do ic, ele é quase perfeito. claro... ...há que respeitar os parâmetros indicados.
a reforçar esta afirmação, pode verificar-se que desde os amigos chineses nos veículos el., a marcas de ponta de equipamento industrial (que se pretende tenha um nível mínimo de falhas ) usam o mesmo ic.
---
já testei o motor em esforço e o comportamento foi o esperado, sem falhas. proporcionalidade ok. proteção ok. temperatura ok.
vou aplicar o motor com uma caixa redutora 12/1 ( em vazio obtenho no tacómetro 3410rpm com 60v na alimentação e com acelerador "a fundo".
pelos cálculos que fiz, presumo que seja ideal para movimentar um veículo de carroceria de peso baixo, sem problema.
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é evidente que terá de ser prevista a dissipação de calor. uma proteção electrónica, ventilação automática, e inclusivamente indicação no painel, são importantes.

acho que ainda não percebeste onde quero chegar, esse ic é muito bom e funciona bem, no entanto já o usei no meu primeiro ve de 4 rodas, um que tá aqui no fórum, tipo um kart, que tinha 2 motores que usavam esse ic, e queimou diversas vezes mosfets, a conclusão que chegamos foi que ele metia pwm a mais com o motor a pouca rotação, ou seja, mesmo que corte por corrente, ele deixa o mosfet estar ligado durante muito tempo, fazendo com que a junção queime.

suspeitamos várias vezes do amperímetro e estava bem, dos drivers, também não, só no fim de analisar 2 ou 3 controladores de scooters e até de modelismo é que nos apercebemos do que se estava a passar, é que os que são controlados por microprocessador, têm controle de tempo por comutação, e até fazem uma troca de comutação entre os mosfets altos e baixos para garantir que a tensão que alimenta os gates dos mosfets altos está nivel certo.

ou seja, eu concordo que esse ic é bom, mas não para todas as aplicações, aplicações que necessitem de potências mais altas, não é o mais aconselhado, tem poucas protecções.