Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Motorbremse bei Fehlerfall


von Alexander M. (a_lexander)


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Hallo Zusammen,

Mich beschäftigt aktuell u. A. folgendes Problem, vielleicht will mir da 
jemand mal seine Ideen geben, ich bin da nämlich ein bisschen ratlos 
aktuell...

In Kürze die Daten zum Aufbau:
- Motor: 1500W BLDC, 48V
- Drehzahl: 3000rpm

Ziel:
- Wenn keine Spannung mehr anliegt: schnellstmögliches Bremsen (< 5s)

Bisherige Messungen + Lösungsansatz:
Lösung 1:
- über einen zusätzlichen Kondensator Energie zwischenspeichern und bei 
Spannungsausfall: Öffnen von 3 MOSFETs, die dann einen KS der 3 Phasen 
produzieren.
--> Problem: beim KS treten Ströme von 2000A auf, wofür dementsprechend 
große & (und vor allem) teure MOSFETs benötigt werden. Bremszeit ca. 2s 
dann.
Lösung 2:
- Leistungswiderstände vor den MOSFETs schalten: Strom würde reduziert 
werden, dafür Bremszeit erhöht...

Frage:
Hatte jemand von euch schon mal ein ähnliches Problem? Wie habt ihr 
dieses gelöst?
Welche MOSFETs speziell bzw. welche Leistungswiderstände habt ihr dafür 
genommen? Selbstverständlich sollte das Ganze einigermaßen günstig 
sein... :D

Vielen Dank für den Input ;)
Vielleicht gibt es ja noch "bessere" Lösungen...?!

Grüße

: Verschoben durch Moderator
von Alexander M. (a_lexander)


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Nachtrag...

Wenn die Ansteuerungs-MOSFETs (Halbbrücke) die gleiche wie die 
Brems-MOSFETs sind, dürft das doch eigentlich kein Problem geben, oder?

Grüße

von oszi40 (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> beim KS treten Ströme von 2000A auf ...
> eigentlich ...

Eigentlich heißt,
dass niiiie die Bonddrähte wegbrennen sollten? 
https://de.wikipedia.org/wiki/Drahtbonden

von Helge (Gast)


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Ich würde das so versuchen: 3 Relais mit Umschaltkontakten, Spulen 
entweder auf Treiber oder auf Widerstand, z.B. 0,8..1Ω. Passendes findet 
sich als Stufenschaltung für den Innenraumlüfter in älteren Autos.

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


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Alexander M. schrieb:
> Hatte jemand von euch schon mal ein ähnliches Problem? Wie habt ihr
> dieses gelöst?

Bei unseren E-Auto Antrieben mit 4kW BLDC haben wir eine Scheibenbremse 
an den Motor montiert - die braucht man sowieso beim Auto.

Man kann auch elektrisch bremsen aka choppern, aber das kostet Zeit und 
dicke MOSFets. Dabei werden alle drei unteren MOSFets mit steigender 
Pulsbreite durchgesteuert und schliessen die Wicklungen immer mehr kurz. 
War für uns keine Option, weil wir dann eher rekuperieren wollten.

von oszi40 (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> eine Scheibenbremse

Eine 2.Bremsmöglichkeit bei Spannungsausfall ist auf jeden Fall sicherer 
als sich darauf zu verlassen, dass die Motorbremsung immmmmer 
funktioniert. Wahrscheinlich würde ich die Bremsbacken elektrisch halten 
und mit Federdruck andrücken sobald die Spannung fehlt.

von Noch ein Kommentar (Gast)


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> haben wir eine Scheibenbremse an den Motor montiert

Nur so eine unausgereifte Idee...

Die billigsten elektrischen Rasenmäher haben auch eine mechanische 
Lösung. Der verschiebbare Anker wird durch eine Feder auf die Bremse 
gedrückt. Der Strom zieht den Anker nach oben, löst die Bremse.

von FdkM (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> schnellstmögliches Bremsen (< 5s)

Hmmm... auch "festhalten", bei fehlender elektr. Versorgung?

von Roland E. (roland0815)


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Elektromagnetische Bremse, welche löst wenn bestromt. Gibts fertig für 
12, 24, 48 V.

von Helge (Gast)


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Motorbremsen, die in voller Fahrt einfallen, verschleißen recht schnell. 
Vorher eektrisch bremsen ist sinnvoll.

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


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Helge schrieb:
> Motorbremsen, die in voller Fahrt einfallen, verschleißen recht schnell.

Bei Notfall wäre mir persönlich der Verschleiss wurscht, denn das Leben 
wurde gerettet. Im Auto ist die Bremse sowieso nötig, weil kein 
Überwachungsverein rein elektrisches Bremsen zulässt und der Verschleiss 
sich in Grenzen hält.
Ist es ein normaler Betriebsfall, muss man evtl. in den sauren Apfel 
beissen und sehr kräftige Endstufen konzipieren, die den Strom abkönnen.
Edit: OK, der TE sagt 'Fehlerfall' also eher ein Notfall.

: Bearbeitet durch User
von Alexander M. (a_lexander)


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Hallo,

Danke für die Infos!

Anmerkung zu folgenden Themen:
1. Rekuperation: Im "Fehlerfall" soll die Spannung hart wegeschalten 
werden, somit kann nicht mehr rekuperiert werden.

2. Fehlerfall: Dieser Fall kann durchaus öfters vorkommen (z. B. durch 
Drücken des Not-Aus). Somit sollte die Bremse nicht beim 1. Mal direkt 
kaputt gehen.

3. Festhalten des Motors bei fehlender elek. Versorgung: Nein. Muss nur 
gebremst werden.

4. Leistungswiderstand:
Die Bremsleistung ist natürlich kurze Zeit sehr hoch (Ohne genaue 
Messung: vielleicht P=2,5kW), aber halt wirklich nur kurze Zeit.
Deshalb die Frage an euch: Kann z. B. bei folgendem Leistungswiderstand 
die max. kurzzeitige Leistung ermittelt werden oder ist das eher zum 
Testen, wie heiß z.B. dann die Widerstände werden? Im Datenblatt steht 
da nämlich nichts.
Seite:
https://www.reichelt.at/at/de/drahtwiderstand-axial-300-w-1-ohm-5--arc-hs300-1r0-j-p233493.html?PROVID=2807&gclid=EAIaIQobChMIn6n6gZHZ9AIVkI9oCR0tbAJKEAQYAiABEgJagfD_BwE
Datenblatt:
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/B300/HS-SERIES_ENG_TDS.pdf

5. elektromagnetische Bremse & mech. Bremse
Gute Idee (aber vielleicht zu teuer bzw. gar nicht möglich zum 
Verbauen). Ich werde da aber nochmal nachschauen.

Grüße

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


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Alexander M. schrieb:
> 5. elektromagnetische Bremse & mech. Bremse
> Gute Idee (aber vielleicht zu teuer bzw. gar nicht möglich zum
> Verbauen). Ich werde da aber nochmal nachschauen.

Das klingt aber nach verpennter Planung. Wenn es sicherheitsrelevant 
ist, hofft man nicht darauf, das die Elektronik es schon richtet, 
sondern macht von vornerherein aktiv was dafür.

Alexander M. schrieb:
> Ohne genaue
> Messung: vielleicht P=2,5kW

Das sind aber immer noch im ersten Moment mehr als 50 A. Da spielt schon 
die Zuleitung eine Rolle - und der zulässige Impulsstrom des 
Widerstandes.

von Roland E. (roland0815)


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Matthias S. schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>> 5. elektromagnetische Bremse & mech. Bremse
>> Gute Idee (aber vielleicht zu teuer bzw. gar nicht möglich zum
>> Verbauen). Ich werde da aber nochmal nachschauen.
>
> Das klingt aber nach verpennter Planung. Wenn es sicherheitsrelevant
> ist, hofft man nicht darauf, das die Elektronik es schon richtet,
> sondern macht von vornerherein aktiv was dafür.
>

Jepp. Eine Sicherheitsbremse ist in etwa so groß wie der Motor daran. 
Und muss das Gleiche aushalten.

zB:
https://www.lenze-selection.com/de-at/produkte/elektrisch-betaetigte-kupplungen-und-bremsen/

: Bearbeitet durch User
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