Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Störungen bei Motorsteuerung


von Johannes (Gast)


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Guten Tag,
ich arbeite momentan an einer Motorsteuerung für einen Gabelstapler 
Gleichstrommotor. Ich nutze das typische Vorgehen, mit einer PWM 
frequenz MOSFETS anzusteuern. Ein MOSFET-Treiber schaltet die sechs 
MOSFETs, an deren Gate eingängen jeweils ein 22Ohm Widerstand hängt. Ich 
habe ebenfalls sechs freilaufdioden neben dem Motor und viele 
Kondensatoren zwischen VCC und GND.

Mein Problem: Ich bekomme erhebliche Störsignale, wie ihr auf Bild 2 
erkennen könnt. Die Taster sind dabei ganz einfach an einem 
Schraubenzieher angeklemmt, der ein paar zentimeter von der Schaltung 
entfernt liegt. Dieser nimmt die Signale auf, die auch noch weiter weg 
von dem Schraubenzieher aufgenommen werden. Sind dies Funksignale? Ich 
kann praktisch irgendeinen Punkt an der Schaltung antasten, ich bekomme 
immer das gleiche störsignal. Es entspricht genau dem Lade/Entladestrom 
des MOSFET-treibers. Bei dem ersten Bild seht ihr oben das "Power-Board" 
mit den mosfets, dioden, kondensatoren. Das grüne Kabel, das rechts an 
das board greift, ist das output-kabel des Treibers. Unten geschieht die 
Logik mit dem ATMEGA8 und dem rest.

Was kann ich tun?

von Johannes (Gast)


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Sorry, das Gate-kabel ist nicht grün, sondern blau

von Udo S. (urschmitt)


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Johannes schrieb:
> Was kann ich tun?

Bildformate beachten

von MaWin (Gast)


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´> Was kann ich tun?

Nicht einfach sämtliche Hinweise die man zu Gate-Treibern so bekommt in 
den Wind schlagen,
sondern Treiber und MOSFET dicht beieinander auf eine Platine mit super 
Masseverbindung löten. Die Leitung ZUM Treiber darf dann länger sein.

Die Funk-Störungen sind noch nicht mal ein Problem wenn du nicht durch 
EMV Tests musst, sondern daß die Störungen einen eventuellen uC 
abstürzen lassen

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Johannes schrieb:
> Die Taster sind dabei ganz einfach an einem
> Schraubenzieher angeklemmt, der ein paar zentimeter von der Schaltung
> entfernt liegt. Dieser nimmt die Signale auf, die auch noch weiter weg
> von dem Schraubenzieher aufgenommen werden.
Ja, du hast mit Tastkopf und Schraubendreher eine Spule mit 1 Windung 
gebaut. Die wird natürlich magnetische Felder in elektrischen Strom 
umwandeln...

> Sind dies Funksignale?
Nein, Störungen. Nimm mal ein Radio im MW-Bereich und halt das neben 
deine Schaltung...

> Ich kann praktisch irgendeinen Punkt an der Schaltung antasten, ich
> bekomme immer das gleiche störsignal. Es entspricht genau dem
> Lade/Entladestrom des MOSFET-treibers.
Nein, du bekommst diese Störungen nur zur selben Zeit.

> Was kann ich tun?
Mach einen vernünftigen Aufbau...

von Stupido (Gast)


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Womit betreibst du denn den Motor? Die Überbrückungskabel sehen ein 
bisschen nach Autobetterie aus. Wäre nur interessant zu wissen, da du 
dir die Störungen auch über das Netz einfangen könntest.

Was passiert, wenn du die Frequenz von deiner PWM variierst?

von Johannes (Gast)


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Die Info mit dem nahen Aufbau des Treibers an die MOSFETs habe ich 
wahrgenommen und werde sie auf der nächsten Platine umsetzen.

>> Was kann ich tun?
>Mach einen vernünftigen Aufbau...

Ich danke dir für diesen produktiven Beitrag.


> Womit betreibst du denn den Motor? Die Überbrückungskabel sehen ein
> bisschen nach Autobetterie aus. Wäre nur interessant zu wissen, da du
> dir die Störungen auch über das Netz einfangen könntest

Die gesamte Schaltung wird von einer Autobatterie betrieben, da der 
Motor selbst im Leerlauf schon 20A zieht.
Die Frequenz liegt bei 15,6kHz. Geändert habe ich sie bisher nicht, 
möchte ich auch nicht, da entweder die Schaltverluste an den MOSFETs zu 
hoch wären, oder ich durch das gepiepse genervt werden würde.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Im Moment ist das noch nicht kritisch, aber denke dran, das ein 
Gabelstapler im Betrieb locker mal 600-1000 Ampere zieht, wenn er eine 
richtige Last bewegen muss. Dafür sind 6 Mosfets bei weitem nicht 
ausreichend. Ein Curtis Controller für 450 Ampere hat bereits 10 Stück 
100 Amperetypen verbaut, rechne mit entsprechend mehr bei dem doppelten 
Strom.
So viele Mosfets brauchen einen kräftigen Treiber. Google mal nach 
'Cougar Controller', der geht schon ein bischen in die richtige 
Richtung.
Es ist selbstverständlich, das das 'Bordnetz' eines Gabelstaplers extrem 
verseucht ist, und das wird noch schlimmer, wenn der Motor erstmal 
richtig in Schwung kommt. Umfangreiche Entstörung ist unbedingt nötig.
Alternativ denke über eine MC-lose Ansteuerung nach.

von Johannes (Gast)


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Danke für die info. So eine krasse Steuerung will ich gar nicht.
Ich beabsichtige eine maximale Stromaufnahme von 300A. Der Shunt ist, 
wie im Bild zu sehen, vor der masse angebracht und wird über einen OpAmp 
verstärkt und zum ATMEGA geführt. Meine MOSFETs können 120A aushalten. 
Ich habe sechs davon. Das reicht, denke ich. Dioden muss ich eh neue 
kaufen, die waren billig und werden schon im leerlauf warm.
Den Cougar-Controller kenne ich und habe mir auch schon die Schaltung 
angeschaut.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Johannes schrieb:
> So eine krasse Steuerung will ich gar nicht.
> Ich beabsichtige eine maximale Stromaufnahme von 300A.

Da hast du leider wenig Einfluss drauf, denn von einem Gabelstapler wird 
einfach erwartet, das er auch bei einer Überlast nicht einfach abbrennt, 
sondern nur den Job macht. Die Steuerung muss dementsprechend robust 
gebaut sein und mit Überströmen von vorneherein rechnen. Alleine das 
Gewicht der Batterien bei einem kleinen Elektrostapler sind schnell mal 
300-400 Kg , die müssen bewegt werden. Ich mach das schon seit einigen 
Jahren und aus gutem Grund haben die wenigsten E-Stapler eine 
Elektronik, sondern die guten alten Fahrstufenschalter.
300 Ampere zieht ein kleines E-Auto a la Kewet, das wiegt insgesamt aber 
nur 800-900 Kg. Und selbst da rauchen die Controller gerne mal ab, 
obwohl die für 500-600 Ampere dimensioniert sind.
Mein Rat: Geh mit einem Zangenamperemeter mal an den Stapler und stapel 
ein bisschen was. Dann kriegst du einen Eindruck von den zu erwartenden 
Strömen. Diese verdoppelst du und nimmst das als 
Dimensionierungsgrundlage.

von Johannes (Gast)


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Oh da liegt ein Missverständnis vor. Der Motor kommt in ein Kart, das 
inklusive akkus nicht viel mehr als 100kg wiegen wird.
Aber ich verstehe deine Befürchtungen und versuche die komponenten 
überdimensioniert auszulegen.

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