etapa dc para el trompo

[alogic.on]

a raiz de este hilo (gracias sr picuino por esa guia) estaba divagando y respondiendo. pero he pensado que ya que no pienso hacer el pid. ya que no tengo ni idea de eso (pa mi suena como pican las gallinas) y que me tiro tó el día con un taladro en la mano, me apunto al hilo. darle un ojo que esta mu bien explicado
entonces.... a un motor de escobillas ac se le llama universal??? ¿y le puedo meter dc? ¿con pwm?  vaaale yo me acabo de enterar, lo habia leido pero no lo asimilaba que a to esto os resumo un poco en lo que está pensando mi cabeza y no es mas que una fuente 220ac-120dc y un mosfet con su driver, por favor decidme si esto seriá viable. y que el mach haga el control pid pa la cnc que son muchos voltios pa unos dedos tan gordos. ademas creo que es precisamente asi para lo que esta pensado el pwm del mach
ademas por casualidad se ha roto un ascensor ande curro y me he quedado el variador, Wohahaha
le he sacado 9cap. de 450uf 450v, unos filtros mu mu gordos, para el driver y tengo un trafo de 220 a 110v, rectificadores tendré que tener de lavadora. aunque no se si llegara con 120-130v dc, y es muy raro que lo ponga a tope, supongo que siempre es mejor recortar pulsos que no quedarse corto. esto para la fuente

yo solo le tengo que hacer que gire en una direccion, aunque en un taladro se podria aporvechar el gatillo conmutador e invertir uno de los campos. tiene maña desmontarlos y repararlos esto era un comentario  del otro hilo

si gustais no me importa una vez tenga montado el driver hacerle las mediciones que querais mientras fresa alguna cosilla. pero como vereis no se si llegaré a tanto calculo jamas en la vida Wohahaha

aps para la etapa, tengo que tener irf740 é irfp740 y de driver para el mosfet ya que es mu simple un ir2118, condensadores y filtros a porrillo y un optoacoplador, que ya he frito algun puerto del pc. tengo que elegir todavia diodos y alguna otra cosilla y seguir leyendo aplication-notes pero mientras quemare algunos cables

es un bosquejo en el que todavia tengo que hacer y cambiar muchas cosas, pero por algo se empieza

a la izq
x20-1=12v
x20-2=pwm
x21-1=5v
x21-2=gnd logica
esos dos tochos son bobinas una en el positivo de la fuente y a la salida del irf740           

[alogic.on]

me voy a ir poniendo toda la info por aqui y asi lo voy viendo y explicandomelo a mi mismo. que con tanta hoja de datos me va a dar un telele
en mano la an-978 HV Floating MOS-Gate Driver ICs DT-97-3 managing transients in control ic driven power stages.  tambien del ir2117 irf 740

el esquema va quedando así


mirando la dt97-3 llaman la atencion los filtros, bobinas.... LD2, LS2  no se si se llaman exactamente así, pero en todos los variadores grandes que he visto llevan unas cuantas de estas, dos por cada igbt. de bastantes espiras, y una en el polo positivo de la alimentacion de muy pocas vueltas.

como estoy usando el ir2118 que solo corta por el polo positivo la alimentacion, aqui la imagen del datasheet
pues solo le he puesto esas dos.
sigo leyendo y recopilando info sobre todo de como ir sacando los valores para rellenar estas cositas como del condensador de bootstrap

Qg = Gate charge of high-side FET
f = frequency of operation
ICbs (leak) = bootstrap capacitor leakage current
Iqbs (max) = Maximum VBS quiescent current
VCC = Logic section voltage source
Vf = Forward voltage drop across the bootstrap diode
VLS = Voltage drop across the low-side FET or load
VMin = Minimum voltage between VB and VS.
Qls = level shift charge required per cycle (typically 5 nC for 500 V/600 V MGDs and 20 nC for
1200 V MGDs)

en la an 97-3

tambien supongo que hay que ponerle algun tipo de diodo entre drain y source. por que si no se va a freis el mosfet, me podeis dar alguna nomenclatura en la que guiarme. que tipo de diodo rapido se usa pa 250v 1500w de consumo.  tambien pienso que seria lógico ponerle una resistencia de 0.1 ohm es lo que uso para los motores dc pequeños. pero esto la resistencia tiene que ser como un puño y supongo que por eso no lo he visto en otros driver

este es el ejemplo que creo que mas se ajusta al montaje, ahora tengo que seguirle dando vueltas

[martincnc]

Hola alogic.on

Las bobinas a las que haces referencia no son mas que la representación de las inductancias parásitas de los elementos del medio puente, como dice el titulo de la segunda imagen, en donde "LD" representa a la inductancia parásita del DRAIN y "LS" a la inductancia parásita del SOURCE. Esto quiere decir que no hay que colocar nada en su lugar y solo esquematizan defectos intrínsecos del circuito.

Con respecto al capacitor de "bootstrap", generalmente se le asigna un valor de por lo menos 10 veces el valor de la capacidad parásita entre GATE y SOURCE (en el caso de usar MOSFET's), sin embargo lo anterior es una aproximación y esta sujeta en gran parte al valor máximo y mínimo del "duty-cycle" (relación encendido-apagado) y de la frecuencia máxima de operación del circuito. A veces para evitar o solucionar inconvenientes se recurre a la utilización de una fuente auxiliar de corriente constante, cuyo potencial sumado al de la fuente de alimentación del motor permite polarizar correctamente la compuerta del MOSFET sin correr el riego de que la energía almacenada en el capacitor de "bootstrap" sea insuficiente.

Por ultimo, dependiendo de las características del MOSFET, puede ser posible que no sea necesaria la utilización de diodos externos para la circulación de la corriente regenerativa. Sin embargo es posible usarlos, teniendo en cuenta que estos deben ser mas rápidos que los diodos internos de los MOSFET's para que cumplan su función eficientemente. En este caso, lo recomendable es que soporten al menos una tensión 2 veces mayor a la máxima que van a ser expuestos (este punto también es aplicable a los MOSFET's).

Sobre lo que mencionas sobre la resistencia de 0.1ohms, estas se utilizan en drivers de motores de paso, pero para este caso en particular no lo veo necesario, a menos que quieras implementar algún tipo de protección por sobrecorriente.

Espero haberte ayudado, voy a seguir el tema de cerca ya que me interesan los resultados. Saludos

PD: R1 y R18 del primer esquemático no son necesarias.-

[alogic.on]

Las bobinas a las que haces referencia no son mas que la representación de las inductancias parásitas de los elementos del medio puente, como dice el titulo de la segunda imagen, en donde "LD" representa a la inductancia parásita del DRAIN y "LS" a la inductancia parásita del SOURCE. Esto quiere decir que no hay que colocar nada en su lugar y solo esquematizan defectos intrínsecos del circuito.

daba por echo que le tenia que meter las bobinas. entonces ninguna de las que viene ahí no me cuesta nada ponerlas, le dejaré el hueco con un conector para puentearlo y asi puedo probar a ver que pasa con el oscilagrafo, con y sin

A veces para evitar o solucionar inconvenientes se recurre a la utilización de una fuente auxiliar de corriente constante, cuyo potencial sumado al de la fuente de alimentación del motor permite polarizar correctamente la compuerta del MOSFET sin correr el riego de que la energía almacenada en el capacitor de "bootstrap" sea insuficiente.

esto voy a tener que buscar alguna nota de aplicación o circuito donde lo utilicen, que soy un poco duro de moyera
no se si te refieres a esto que es lo que estoy mirando hoy

Por ultimo, dependiendo de las características del MOSFET, puede ser posible que no sea necesaria la utilización de diodos externos para la circulación de la corriente regenerativa. Sin embargo es posible usarlos, teniendo en cuenta que estos deben ser mas rápidos que los diodos internos de los MOSFET's para que cumplan su función eficientemente.En este caso, lo recomendable es que soporten al menos una tensión 2 veces mayor a la máxima que van a ser expuestos (este punto también es aplicable a los MOSFET's)

seguire buscando caracteristicas a ver si encuentro algo con lo que comparar

Sobre lo que mencionas sobre la resistencia de 0.1ohms, estas se utilizan en drivers de motores de paso, pero para este caso en particular no lo veo necesario, a menos que quieras implementar algún tipo de protección por sobrecorriente

no es que se lo quiera meter. que pa un taladro pues.... pero es que el mach no es la primera vez que me deja clavado el encendido del trompo y no se para. asi que si la fuente entrega mas corriente de la que puede soportar el motor tendria que pensar en algo que permita un maximo ancho de pulso. quiza con un 555 en monoestable y una puerta a la entrada del ir2118 pueda conseguir que aunque se quede clavada la salida no sea continuo. y pasar de comparadores y operacionales
               _______
pwm-----<             >1+1=1-_-__-_-__
                --555--

Espero haberte ayudado, voy a seguir el tema de cerca ya que me interesan los resultados. Saludos

jo, ya ves si ayudas. muchas gracias. pa emppezar el que simplemente alguien escriba, ademas si no me dices que es una idea disparatada. ya significa que por lo menos de algo vale y que no va por mal camino la idea en si. (es que... que nadie escriba nada, pone los pelos de punta. parece que hablo de lanzar un mono al espacio)
 para mi hasta hace unos dias era impensable meterle corriente dc, aunque fuese pulsada. a un motor de escobillas. pensaba en un puente en H para grenerar las senoidales y poder invertir los campos magnéticos

PD: R1 y R18 del primer esquemático no son necesarias.-

R1 es la res. de la base del 4n25 te refieres a que no la lleva pero va conectada a +12 perdona mi ignorancia, pero es que he visto en varios sitios esto y pensé que simplemente obviaban que hay que polarizar la base con una resistencia
R18 ya la veia yo que no, peeero la dejé sin valor para recordarme que de momento sobraba. ahora va fuera

[martincnc]

Hola alogic.on.

He estado buscando un ejemplo que tenia en mi computadora de la fuente auxiliar pero no he tenido éxito, lo mas probable es que la termine diseñando cuando tenga un poco de tiempo libre, sin embargo te aclaro que no es estrictamente necesario y que el circuito con capacitor de "bootstrap" que normalmente aparece en las hojas de datos funciona perfectamente en la gran mayoría de los casos, teniendo en cuenta algunas mínimas precauciones como mencione anteriormente, principalmente la frecuencia máxima de operación y el máximo y mínimo valor de la relación encendido-apagado

asi que si la fuente entrega mas corriente de la que puede soportar el motor tendria que pensar en algo que permita un maximo ancho de pulso. quiza con un 555 en monoestable y una puerta a la entrada del ir2118 pueda conseguir que aunque se quede clavada la salida no sea continuo. y pasar de comparadores y operacionales
               _______
pwm-----<             >1+1=1-_-__-_-__
                --555--

Cuidado con esto, porque el hecho de que la salida no sea continua no asegura que no se produzcan cortocircuitos durante "pequeños" intervalos de tiempo, que en un instante pueden acabar con toda la electrónica. Creo lo mejor seria usar un circuito en base a una resistencia de sensado de bajo valor, un comparador y un flip-flop que sirva de memoria para mantener apagado el equipo, como sea esta es una opinión personal y cada uno lo puede resolver a su manera.

R1 es la res. de la base del 4n25 te refieres a que no la lleva pero va conectada a +12 perdona mi ignorancia, pero es que he visto en varios sitios esto [...] y pensé que simplemente obviaban que hay que polarizar la base con una resistencia
R18 ya la veia yo que no, peeero la dejé sin valor para recordarme que de momento sobraba. ahora va fuera

La resistencia R1 conectada en la base del transistor interno del optoacoplador no es necesaria, aunque a veces se utiliza una de un valor resistivo bastante grande (>1M) para aumentar la sensibilidad del receptor (ver hoja de datos). La resistencia R18 conectada en serie con el diodo rápido no debe existir y en su lugar debería ir un puente, en caso contrario se limitaría la velocidad de carga del capacitor de "bootstrap" y en el peor de los casos logrando que no llegue a almacenar la suficiente carga y comprometiendo el correcto funcionamiento del circuito.

Saludos

[Picuino]

Hola alogic.on, acabo de descubrir el hilo.
Gracias por recomendar la guía de motores dc, aún está en construcción.
El hilo me parece muy interesante y cuentas con mi ayuda para lo que necesites.

La limitación de corriente me parece muy recomendable. Para proteger la electrónica, proteger al motor y para adaptarse rápidamente a los cambios de carga.

Un regulador sencillo debería tener un PWM que varíe con un potenciómetro, que aumente el ciclo de trabajo al aumentar la corriente del motor y que apague el PWM si se sobrepasa una corriente máxima.

Se puede hacer todo con 4 operacionales de un LM324, pero ¿Porqué no utilizas un PIC?

Respecto a las bobinas, el motor ya suele tener una inductancia bastante grande, no hace falta poner más.

Un saludo.

[alogic.on]

coach me alegro que te guste, intentaré poner en practica todo eso que explicas

La limitación de corriente me parece muy recomendable. Para proteger la electrónica, proteger al motor y para adaptarse rápidamente a los cambios de carga.

pues nada, se lo metemos. recuerdo haber leido en alguna nota de microchip para esto. de cuando estuve haciendo los drivers pap. en aquel momento recuerdo haber visto voltages de 600v y decía, ande van; que consume eso

Un regulador sencillo debería tener un PWM que varíe con un potenciómetro, que aumente el ciclo de trabajo al aumentar la corriente del motor y que apague el PWM si se sobrepasa una corriente máxima.

a esto te refieres a la Vref para el comparador?? con un trimpot en el crcuito y asi puede servir para diferentes motores??
 yo pensaba en algo mas a capón. estos motores universales (de taladro) aqui suelen ser a 220v ac y unos mas o menos grandes 800-2000wat. que es mas menos algo en los que todos coincidimos, es dificil conseguir un taladro, fresadora..... para estos menesteres, que no este en estos rangos, a capon y hasta que pete. de todas formas es algo que se veia venir y es como dices, protegemos el motor y la electrónica

Se puede hacer todo con 4 operacionales de un LM324, pero ¿Porqué no utilizas un PIC?

todo con un lm324 ahora mismo me pongo a investigar como montarlo lo del pic es la razon por la que no postee en tu hilo, y es que del pid se va a encargar el mach. si fuese con un pic la opcion sería que recibiese las rpm por protocolo modbus. por que si no seria un interprete del pwm ya generado por mach, esto se hizo para manejarlo con un triac en ac. modulo de expansion para sable 2015

me pongo a rediseñar algunas de estas cosillas y le doy caña.

pd esta web explica como calcular el condensador de bootstrap en pastellano, que me hago menos lio

[Picuino]

Lo del LM324 es de otra época, no lo recomiendo (Un operacional oscila, otro compara para producir el PWM, otro amplifica y filtra la señal de corriente y otro suma las señales de corriente y referencia)

No se como quieres controlar el PWM, pero si colocas un sensor de corriente y la señal de corriente la sumas a la entrada del PWM, con eso consigues que la tensión del motor aumente cuando aumenta la corriente del motor.
Con ese sistema, el motor se mantiene a velocidad constante.

El problema es que si la corriente aumenta mucho, puedes quemar el motor o la electrónica. De forma que a partir de 5 amperios (para 1100 vatios) deberías bajar la salida PWM.

Para hacer todo esto lo mejor es con un controlador un poco inteligente y con entradas analógicas (como un PIC18F88) que tenga una entrada a un potenciómetro (referencia de velocidad) una entrada del sensor de corriente (la señal de la resistencia de sensado de corriente) y una salida PWM que vaya al driver de potencia (mosfet o bjt)

También se podría hacer con triac sustituyendo el PWM por desfase de encendido. En este caso hay que medir la corriente media durante todo un semiciclo de la corriente alterna.

¿Cómo tienes pensado hacer la etapa de potencia para 1000W?

Saludos

[Picuino]

Adjunto un esquema del controlador a ver si hablamos de lo mismo.

Saludos.

[alogic.on]

Lo del LM324 es de otra época, no lo recomiendo (Un operacional oscila, otro compara para producir el PWM, otro amplifica y filtra la señal de corriente y otro suma las señales de corriente y referencia)

aún no me ha dao tiempo (maldito trabajo), pero mas menos tengo en los cajoncillos, un mcp606 para adaptar la señal de la resistencia de sensado (mmm no se si me va a valer este para el lado alto del puente) un lm311 para comparar con Vref, y un 74hc75, que usa la salida pwm del pc con la del lm311. en el momento en que la tension en el comparador, es mayor que la vref. pone la salida a cero, por lo que en el 74hc75 no deja pasar la señal de pwm. en cuanto tenga el esquema lo subo

No se como quieres controlar el PWM, pero si ....

yo no controlo el pwm del motor, esto lo tiene que hacer el programa que maneja la fresadora, mach3. yo solo debo de amplificar una salida pwm del puerto paralelo. bueno, y configurar los parametros del pid en el programa, que es lo de menos.

También se podría hacer con triac sustituyendo el PWM por desfase de encendido. En este caso hay que medir la corriente media durante todo un semiciclo de la corriente alterna.

coach, le dimos vueltas en su dia, aqui puedes ver el hilo del dimmer. pero es que es eso, son con ac. la idea es que el mach lo haga todo. solo ponerle la salida con el mosfet y un fototransistor para que lea las rpm del motor.

¿Cómo tienes pensado hacer la etapa de potencia para 1000W?

pues... me acabo de quedar de piedra. no vale un irf740?? pone que es 400v 10amp uno por otro, eso son 4000watazos, yo no pondria los dedos. como dije solo tiene que girar en una diracción, por lo que un polo del motor va a tierra y se corta en el positivo de la fuente con el mosfet, y un simple driver ir2118 que me faltan por que no llegan.

[Picuino]

Estoy leyendo sobre el mach porque no lo conocía...

Respecto a la etapa de potencia:
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IRF740:
La tensión vale (220 rectificados son 311voltios y el transistor llega a 400v)
La corriente casi vale. Para 2000 vatios alimentados a unos 250 voltios, que es la tensión alterna rectificada, necesitas 8 amperios. Si controlas que no se sobrepasen los 10 amperios en los arranques, el IRF740 vale justito.
El IRF740 tiene una resistencia encendido de Ron = 0.55 ohm
La potencia disipada en el transistor en conducción será: P = I^2 · Ron = 8*8 * 0.55 = 35 vatios
Necesitas un buen disipador.

Editado: Además el mosfet necesita un puente rectificador que el triac no necesita.


TRIAC:
Cualquier triac va a disipar menos que el mosfet. Suelen tener una caída de tensión en conducción de 1.5v que a 8 amperios disipa 12 vatios (la mitad)
También el triac es más barato y más robusto.
En el enlace que me dejas parece que el triac funciona bastante bien.
El problema es que al parecer con el mach no se controlan bien los triacs, habría que meter entre medias un PIC.


Control para Mosfet con PWM:
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Si eliges Mosfet y el mach ya genera la señal PWM, para mantener constante la velocidad con compensación de corriente sólo habría que conseguir que el mach aumente la señal PWM cuando la medida de corriente aumente (sólo hace falta un operacional y el resto lo hace el PC)
Si la compensación de corriente es buena, casi no hace falta PID para regular la velocidad y te puedes ahorrar un encoder o tacodinamo.

Saludos.

[alogic.on]

eeepa¡¡ ahí le has dao, la idea era esa, que el mach se hiciese cargo cuasi de todo. perdona si di por echo que lo conocias.
un detallin, para la fuente tenia pensado usar un trafo 220-110v 20a que uso para otra herramienta (creo recordar que lo puse en el primer post) que rectificado quedaria en unos 150-160v dc (tengo otro variador de ascensor que se rompio ayer wohahahah) por lo que el irf740 ya iria mas holgado, tambien perdona si puse consumos de 800-2000watt es que los hay mu brutos, por los arranques y esos piquillos, pero el motor que pienso usar es de 1200w. 

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Si eliges Mosfet y el mach ya genera la señal PWM, para mantener constante la velocidad con compensación de corriente sólo habría que conseguir que el mach aumente la señal PWM cuando la medida de corriente aumente (sólo hace falta un operacional y el resto lo hace el PC)
Si la compensación de corriente es buena, casi no hace falta PID para regular la velocidad.

el mach regula el ancho de pulso, hay que ponerle un fototransistor para ingresarle las rpm y que actue en consecuencia

[Picuino]

No pasa nada por lo del mach. Me puse a leer y ya voy enterándome. Debería haberte preguntado, gracias.

Respecto al trafo ¿Por qué quieres poner ese pedazo de trafo? debe pesar más de dos kilos.

La tensión de 110 voltios alterna, una vez rectificada te dará picos de 110*1.414 = 155 voltios.
Filtrando la señal, conseguirás una tensión media de unos 140 voltios.
Si metes muchos condensadores el rizado se hace menor y la tensión media sube, pero a costa de consumir picos muy fuertes de corriente que calientan el transformador y los cables de alimentación.
En esta foto se puede ver la tensión rectificada y los picos de corriente:

   


Si quieres mover en corriente continua un motor de 1200w a 140 voltios, necesitas unos 9 amperios.
En la práctica es raro que el motor consuma el máximo. Estará consumiendo mucho menos.

Lo que sí ocurre en los arranques es que consumirá mucho más de 9 amperios y habría que limitar la corriente.

Creo que un mosfet de 10 amperios podría soportar 40 o 50 amperios durante un semiciclo (10ms) pero hay que comprobarlo en las hojas de características y asegurarse de que no se repite para no quemar el transistor.

Si quieres hacer algo sencillo no te líes con la compensación de corriente porque puede darte problemas.

Saludos.

[alogic.on]

Respecto al trafo ¿Por qué quieres poner ese pedazo de trafo? debe pesar más de dos kilos.

pues pense que debía de usar uno, y como es el que tengo. si tienes alguna otra idea. pense en rectificar los 220 de la red, pero mi viejo me dijo que ni de coña, que le meta un trafo 

[Picuino]

Imagino que lo del trafo te lo dijo por seguridad, para aislar el circuito. Pero el trafo que quieres utilizar de 220/110 es probablemente un autotransformador, que no aisla los circuitos.

Si tienes precauciones para no freirte, yo no veo ningún problema a no utilizar trafo. Piensa en la cantidad de circuitos que no utilizan trafo: todas las fuentes conmutadas de PC, TV, etc. Los mismos reguladores de velocidad de los taladros, van a 220.

Si quieres tener precaución, puedes hacer pruebas con una fuente de alimentación de baja tensión (30 voltios) y utilizar un motor pequeño (dremel, destornillador eléctrico, batidora).
La máxima velocidad que vas a conseguir es un 10% de la velocidad máxima a 220, pero te servirá para hacer pruebas.

Una vez las pruebas hechas, cierras el circuito para protegerte y le enganchas a 220.

Saludos.