Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 3-Phasen-BLDC-Motor bremsen mit MOSFETs


von Alexander M. (a_lexander)


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Hallo,
Ich würde gern einen 3-Phasen-BLDC Motor (1.5kW) bremsen mit MOSFETs.
Ähnlich wie im Anhang beschrieben.

Speziell würde mich hier interessieren, in welcher "Leistungsklasse" von 
MOSFETs man sich hier bewegt, bzw. ob so eine Schaltung überhaupt ohne 
Weiteres geht...

Meine Frage:
- Welche Parameter sind hier vom Motor nötig, um die MOSFETs richtig 
auszulegen?
Meiner Meinung nach sind das u. A.:
- die Spannung von der Back-EMF
- der Innenwiderstand vom Motor

Damit könnte dann dann:
1. die max. Spannung der MOSFETs bestimmt werden
2. der Strom über die Phasen / MOSFETs bestimmt werden (Verlustleistung 
etc.)

Weitere Fragen:
Kann man hier die MOSFETs einfach 3x gegen GND schalten oder könnte es 
da Probleme geben?
Mögliche Probleme:
- "Verschiebung von GND"
- Rückstrom über Body Diode wegen negativen Spannungen an eine Phase

Nicht lynchen, nur folgende Fragen bitte beantworten :)

Grüße

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


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Alexander M. schrieb:
> einen 3-Phasen-BLDC Motor (1.5kW) bremsen mit MOSFETs.
> Ähnlich wie im Anhang beschrieben.
Der Motor soll also als Generator arbeiten und du willst die über die 
Welle eingebrachte Energie in den Widerständen vernichten?

Oder soll der Motor normalerweise als Motor arbeiten und diese Schaltung 
oben soll nur zum Bremsen hergenommen werden?

> Nicht lynchen, nur folgende Fragen bitte beantworten :)
Danach folgend kommen aber keine Fragen mehr...


BTW: das hat natürlich nicht mit Digitalelektronik und µC zu tun. Das 
nächste Mal bitte das richtige Forum selbständig aussuchen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Stefan F. (Gast)


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Die MOSFET müssen nur die Stromstärke schalten können, die hast du 
leider nicht genannt. Und ja, natürlich müssen sie die maximal 
auftretende Spannung aushalten. Im Leerlauf bei hoher Drehzahl kann das 
schnell zum Problem werden.

Offenbar willst du die 1,5 KW in den Widerständen verheizen. Mache dir 
lieber Gedanken, wie und wohin du diese Wärme ableiten willst.

Verschiebung von GND ist eine Frage der richtigen oder falschen 
Leitungsführung. Wenn man es richtig macht, überhaupt kein Problem.

Alexander M. schrieb:
> Nicht lynchen, nur folgende Fragen bitte beantworten

Sorry, da folgen keine Fragen.

von Alexander M. (a_lexander)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Die MOSFET müssen nur die Stromstärke schalten können, die hast du
> leider nicht genannt. Und ja, natürlich müssen sie die maximal
> auftretende Spannung aushalten. Im Leerlauf bei hoher Drehzahl kann das
> schnell zum Problem werden.

Reine Schätzungen:
Angenommen es wäre bei Nennleistung von 1.5kW: I_Strang=30A, 
U_Strang=30V
Machen diese Werte überhaupt Sinn bei einem 1.5kW Motor? Oder wäre das 
dann nicht eher 2.7kW Nennleistung (30A  30V  3)?

> Offenbar willst du die 1,5 KW in den Widerständen verheizen. Mache dir
> lieber Gedanken, wie und wohin du diese Wärme ableiten willst.

Die Widerstände in dem Bild sollen die Leitungswiderstände darstellen, 
es sollen lediglich die Wicklungen kurz geschlossen werden ohne 
Leistungswiderstand etc.

> Verschiebung von GND ist eine Frage der richtigen oder falschen
> Leitungsführung. Wenn man es richtig macht, überhaupt kein Problem.

Okay danke!

> Alexander M. schrieb:
>> Nicht lynchen, nur folgende Fragen bitte beantworten
>
> Sorry, da folgen keine Fragen.

Falsch, die kommen jetzt erst...

Nämlich u. A. zu der Bodydiode:
Je nach Motorstellung erzeugen die Wicklungen ja z. B. 2x positive 
Spannungen und 1x eine negative Spannung. Somit fließt ja dann zum Teil 
Strom "zurück". Kann es hier passieren, dass der MOSFET dann nicht 
sauber durchschaltet und der Strom über die Bodydiode geht?

Grüße

von Alexander M. (a_lexander)


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Lothar M. schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>> einen 3-Phasen-BLDC Motor (1.5kW) bremsen mit MOSFETs.
>> Ähnlich wie im Anhang beschrieben.
> Der Motor soll also als Generator arbeiten und du willst die über die
> Welle eingebrachte Energie in den Widerständen vernichten?
>
> Oder soll der Motor normalerweise als Motor arbeiten und diese Schaltung
> oben soll nur zum Bremsen hergenommen werden?

Richtig, diese Schaltung soll beim Bremsen wirken. Besser gesagt will 
ich die MOSFETs kurzschließen und die Energie über die 
Wicklungswiderstände vom Motor vernichten.

>> Nicht lynchen, nur folgende Fragen bitte beantworten :)
> Danach folgend kommen aber keine Fragen mehr...
>
>
> BTW: das hat natürlich nicht mit Digitalelektronik und µC zu tun. Das
> nächste Mal bitte das richtige Forum selbständig aussuchen.

Sorry...

von Stefan F. (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Machen diese Werte überhaupt Sinn bei einem 1.5kW Motor?

Ich denke es mach schon keinen Sinn die Leistungsdaten eines Motors auf 
den Generator Betrieb anzuwenden.

Messe mal am Fahrrad-Dynamo, was da im Leerlauf heraus kommt. Wenn der 
keinen Überspannungsschutz enthält, kannst du da bei Schritt-Tempo ganz 
bequem weit über 10 Volt kommen.

> es sollen lediglich die Wicklungen kurz geschlossen
> werden ohne Leistungswiderstand etc.

Dann hast du aber keine Bremswirkung! Genau so funktionieren Laderegler 
von Motorrädern. Sie schließen die Spulen kurz, wenn der Akku voll ist.

von Stefan F. (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Kann es hier passieren, dass der MOSFET dann nicht
> sauber durchschaltet und der Strom über die Bodydiode geht?

Die Body Diode wird jede zweite Habwelle "sauber" durch leiten, egal ob 
und wie du den MOSFET ansteuerst. Wie du selbst siehst, funktioniert das 
so nicht.

> will ich die Energie über die Wicklungswiderstände vom Motor vernichten.

Dann würden die Wicklungen verbrennen. Gut dass kurzgeschlossene 
Wicklungen fast gar keine Energie erzeugen. Aber sie bremsen deswegen 
halt auch nicht.

Schau dir mal an, wie ESC aus dem Modellbau bremsen. Dazu gibt es viele 
Artikel im Internet.

von Alexander M. (a_lexander)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>> Kann es hier passieren, dass der MOSFET dann nicht
>> sauber durchschaltet und der Strom über die Bodydiode geht?
>
> Die Body Diode wird jede zweite Habwelle "sauber" durch leiten, egal ob
> und wie du den MOSFET ansteuerst. Wie du selbst siehst, funktioniert das
> so nicht.

Okay. Und beim Beginn vom Durschalten arbeitet der MOSFET dann natürlich 
nicht im Durchschaltbetrieb, was Hitze erzeugt, stimmt das?

>> will ich die Energie über die Wicklungswiderstände vom Motor vernichten.
>
> Dann würden die Wicklungen verbrennen. Gut dass kurzgeschlossene
> Wicklungen fast gar keine Energie erzeugen. Aber sie bremsen deswegen
> halt auch nicht.

Ein kurzgeschlossener 3-Phasen-BLDC bremst doch sofort?

> Schau dir mal an, wie ESC aus dem Modellbau bremsen. Dazu gibt es viele
> Artikel im Internet.

Danke, das muss ich mir unbedingt anschauen.

von Stefan F. (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Okay. Und beim Beginn vom Durschalten arbeitet der MOSFET dann natürlich
> nicht im Durchschaltbetrieb, was Hitze erzeugt, stimmt das?

Ja. Siehe Kapitel 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf
da steht, wie man das berechnet.

> Ein kurzgeschlossener 3-Phasen-BLDC bremst doch sofort?
Nein, er bremst nur ganz schwach, kaum nutzbar.
Wie kommst du darauf?

Lesestoff:
https://thesixtech.com/blogs/thesix-blog/bldc-motor-braking-techniques-part-1
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2215098617317366

von snooze (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> beim Beginn vom Durschalten arbeitet der MOSFET dann natürlich
> nicht im Durchschaltbetrieb, was Hitze erzeugt, stimmt das?

Bitte die Begrifflichkeiten sauber trennen bzw. anpassen:

"Schaltbetrieb" ist -abwechselnd- "(ganz) EIN, (ganz) AUS".

(Es liegt entweder (voll gesperrt) die volle Spannung an, oder
es fließt (voll durchgeschaltet) ungehindert - bzw. nur von
Motor- und Leitungs- -Induktivitäten und -Wicklungswiderständen
begrenzt - der jeweilige Strangstrom.)

"Linearbetrieb" wäre, wenn zugleich

Strom flösse

wesentlich oberhalb "Sperrstrom" (ca. µA-Bereich)

und

Spannung anläge

wesentlich oberhalb "Restspannung"
(durchgeschaltet= U_CE(sat) @BJT/IGBT, R_DS(on)  Mosfet).


Der Linearbetrieb wird beim Schalten (EIN und AUS) allerdings
immer kurz durchfahren (nur beim weichen Schalten, ZVS oder
ZCS, sind Spannung oder Strom beim Ein- und/oder Ausschalten
stark vermindert (wenn gut gemacht sehr gering)).

Das scheinst Du gemeint zu haben?

Alexander M. schrieb:
> Ein kurzgeschlossener 3-Phasen-BLDC bremst doch sofort?

Je höher der Nennstrom desto niederohmiger die Wicklungen.
Was bei kleinen BLDC evtl. gehen mag geht bei größeren noch
lange nicht. Die generatorische Energie muß szsg. vernichtet
werden, je höher der R desto schneller klingt sie (und damit
Strom und Drehmoment) völlig ab.

"Ganz ohne R" (blöd gesagt, aber mal angenommen - außerdem
vernachlässigen wir die Reibung und alle anderen Verluste)
würde der Motor sich ewig weiterdrehen...

von Alexander M. (a_lexander)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>> Okay. Und beim Beginn vom Durschalten arbeitet der MOSFET dann natürlich
>> nicht im Durchschaltbetrieb, was Hitze erzeugt, stimmt das?
>
> Ja. Siehe Kapitel
> 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf
> da steht, wie man das berechnet.

Danke.

>> Ein kurzgeschlossener 3-Phasen-BLDC bremst doch sofort?
> Nein, er bremst nur ganz schwach, kaum nutzbar.
> Wie kommst du darauf?

Weil ich z. B. einen NEMA-23 hab und wenn ich hier die 3 Phasen 
zusammenschließe, diesen Motor nicht mehr ohne Weiteres drehen kann.
Genau so habe ich den besagten 1.5kW Motor bereits mit einem 3 Phasen 
Schütz kurzgeschlossen und innerhalb von 3s den Motor zum Stillstand 
bekommen. (Genau das will ich nachbilden mit MOSFETs)

> Lesestoff:
> https://thesixtech.com/blogs/thesix-blog/bldc-motor-braking-techniques-part-1
> https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2215098617317366

Nochmal danke. Das werde ich mir auch noch anschauen.

: Bearbeitet durch User
von Alexander M. (a_lexander)


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snooze schrieb:
> Das scheinst Du gemeint zu haben?

Genau. Dieser Linearbetrieb wird dann hier immer wohl immer wieder 
durchfahren. Rückstrom über die Bodydiode heißt dann auch, dass sehr 
viel Hitze erzeugt wird und womöglich die MOSFETs hieran kaputt gehen?

> Alexander M. schrieb:
>> Ein kurzgeschlossener 3-Phasen-BLDC bremst doch sofort?
>
> Je höher der Nennstrom desto niederohmiger die Wicklungen.
> Was bei kleinen BLDC evtl. gehen mag geht bei größeren noch
> lange nicht. Die generatorische Energie muß szsg. vernichtet
> werden, je höher der R desto schneller klingt sie (und damit
> Strom und Drehmoment) völlig ab.
>
> "Ganz ohne R" (blöd gesagt, aber mal angenommen - außerdem
> vernachlässigen wir die Reibung und alle anderen Verluste)
> würde der Motor sich ewig weiterdrehen...

Interessant, ich hätte gedacht da wirkt der Strom dann gegen, indem er 
ein Magnetfeld erzeugt und somit dann zusätzlich bremst. Ich denke ich 
muss mir die Theorie hier nochmal genauer anschauen ;)

von Stephan (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>
>> Machen diese Werte überhaupt Sinn bei einem 1.5kW Motor?
>
> Ich denke es mach schon keinen Sinn die Leistungsdaten eines Motors auf
> den Generator Betrieb anzuwenden.
> Messe mal am Fahrrad-Dynamo, was da im Leerlauf heraus kommt. Wenn der
> keinen Überspannungsschutz enthält, kannst du da bei Schritt-Tempo ganz
> bequem weit über 10 Volt kommen.
>> es sollen lediglich die Wicklungen kurz geschlossen
>> werden ohne Leistungswiderstand etc.
>
> Dann hast du aber keine Bremswirkung! Genau so funktionieren Laderegler
> von Motorrädern. Sie schließen die Spulen kurz, wenn der Akku voll ist.

Also bei Fahrraddynamos kenne ich das Verhalten als Stromquelle. 
Motorrad weiß ich nicht.
Aber bei nem normalen BLDC dürfte die Bremswirkung bei Kurzschluss 
ziemlich hoch sein. Bis die Wicklung oder was anderes durchbrennt.
Zumindest meine Modellbau-BLDC sind recht solide Spannungsquellen.
Bei nem satten Kurzschluss auf Nenndrehzahl liegt der Strom dann aber 
auch schnell beim 10-20 fachen Nennstrom

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


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Stephan schrieb:
> Bei nem satten Kurzschluss auf Nenndrehzahl liegt der Strom dann aber
> auch schnell beim 10-20 fachen Nennstrom

Deswegen wird erstmal gechoppert, also mit steigender Pulsbreite die 
unteren MOSFets gleichzeitig durchgesteuert. Wenn man das geschickt 
macht, kann man da gleich einen (bzw. 3) Hochsetzsteller draus machen 
und zum Rekuperieren verwenden.

von Stephan (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Deswegen wird erstmal gechoppert, also mit steigender Pulsbreite die
> unteren MOSFets gleichzeitig durchgesteuert. Wenn man das geschickt
> macht, kann man da gleich einen (bzw. 3) Hochsetzsteller draus machen
> und zum Rekuperieren verwenden.

Ja. Dürfte die Möglichkeiten des TE aber deutlich übersteigen.

von Herbert (Gast)


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Matthias S. schrieb:

> unteren MOSFets gleichzeitig durchgesteuert.

Wo (bei der gezeigten Schaltung) sind denn die oberen MOSFets?

von Schorsch Z. (schorsch_z)


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Eventuell hilft diese Masterarbeit zu dem Thema weiter:
https://reposit.haw-hamburg.de/bitstream/20.500.12738/5953/1/Masterthesis_DWeiss.pdf

von Stefan F. (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Weil ich z. B. einen NEMA-23 hab und wenn ich hier die 3 Phasen
> zusammenschließe, diesen Motor nicht mehr ohne Weiteres drehen kann.
> Genau so habe ich den besagten 1.5kW Motor bereits mit einem 3 Phasen
> Schütz kurzgeschlossen und innerhalb von 3s den Motor zum Stillstand
> bekommen. (Genau das will ich nachbilden mit MOSFETs)

NEMA-23 ist kein konkreter Motor, sondern sagt etwas über seine 
Abmessungen aus.

Erstmal die Theorie:

Wenn du die Spulen kurzschließt, geben sie 0 Volt ab richtig?
Null Volt mal beliebig viel Ampere ergibt Null Watt - keine Leistung, 
keine Bremswirkung.

Jetzt die Praxis:

Die Spulen geben jedoch mehr als als 0 Volt ab, weil sie einen gewissen 
Innenwiderstand haben. Wenn du sie kurz schließt, fällt gesamte 
Verlustleistung an den Spulen ab. Wie viel genau hängt sehr von den 
technischen Details des Motors ab.

Nehmen wir mal an, dein 1,5 kW Motor hat im Normalbetrieb einen 
Wirkungsgraf von 90%, dann verheizt er 150 Watt. Das ist schon eine 
ganze Menge (etwa 3-5 Teelichter). Wenn er viel mehr Wärme vertragen 
würde, dann würde man ihn entsprechend beschriften, denn viel Watt 
verkauft sich gut.

Nehmen wir mal an, du würdest mit einer Leistung von 1,5 kW bremsen, 
dann müsste der Motor die ganze Leistung alleine verheizen (abgesehen 
von marginalen Verlusten an Leitungen und MOSFET). Er verträgt aber nur 
150 Watt.

Oder anders gesagt: Wenn deine Idee Funktionieren würde, dürftest du 
damit nur ganz schwach bremsen sonst verbrennt der Motor.

Aber er wird verglichen mit der Antriebsleistung eh nur ganz schwach 
bremsen, als passt schon :-)

Beim einem PKW ist es anders, da sind die Bremsen um ein vielfaches 
Stärker als der Motor. Und das muss auch so sein, sonst hat man 
überraschend lange Bremswege. Man will ja nicht einen Fallschirm raus 
werfen müssen, um anzuhalten.

von Alexander M. (a_lexander)


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Stephan schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Alexander M. schrieb:
>>
>>> Machen diese Werte überhaupt Sinn bei einem 1.5kW Motor?
>>
>> Ich denke es mach schon keinen Sinn die Leistungsdaten eines Motors auf
>> den Generator Betrieb anzuwenden.
>> Messe mal am Fahrrad-Dynamo, was da im Leerlauf heraus kommt. Wenn der
>> keinen Überspannungsschutz enthält, kannst du da bei Schritt-Tempo ganz
>> bequem weit über 10 Volt kommen.
>>> es sollen lediglich die Wicklungen kurz geschlossen
>>> werden ohne Leistungswiderstand etc.
>>
>> Dann hast du aber keine Bremswirkung! Genau so funktionieren Laderegler
>> von Motorrädern. Sie schließen die Spulen kurz, wenn der Akku voll ist.
>
> Also bei Fahrraddynamos kenne ich das Verhalten als Stromquelle.
> Motorrad weiß ich nicht.
> Aber bei nem normalen BLDC dürfte die Bremswirkung bei Kurzschluss
> ziemlich hoch sein. Bis die Wicklung oder was anderes durchbrennt.
> Zumindest meine Modellbau-BLDC sind recht solide Spannungsquellen.
> Bei nem satten Kurzschluss auf Nenndrehzahl liegt der Strom dann aber
> auch schnell beim 10-20 fachen Nennstrom

Berechnung hier vom Anfangsstrom / Spitzenstrom lautet dann:
Anfangsstrom Spitzenstrom = (Drehzahlkonstante * Drehzahl) / 
(Strangwiderstand + Rds_on)

Mir geht es hier nur, um einen "Richtwert" zu berechnen. Um genauere 
Ströme zu ermitteln, müssten natürlich noch weitere Parameter einbezogen 
werden.

Grüße

von Alexander M. (a_lexander)


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Matthias S. schrieb:
> Stephan schrieb:
>> Bei nem satten Kurzschluss auf Nenndrehzahl liegt der Strom dann aber
>> auch schnell beim 10-20 fachen Nennstrom
>
> Deswegen wird erstmal gechoppert, also mit steigender Pulsbreite die
> unteren MOSFets gleichzeitig durchgesteuert.

Vielleicht auch hier nochmal die Frage:
Erfolgt dann hier ein Rückstrom über die Bodydioden?

von Alexander M. (a_lexander)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Nehmen wir mal an, dein 1,5 kW Motor hat im Normalbetrieb einen
> Wirkungsgraf von 90%, dann verheizt er 150 Watt. Das ist schon eine
> ganze Menge (etwa 3-5 Teelichter). Wenn er viel mehr Wärme vertragen
> würde, dann würde man ihn entsprechend beschriften, denn viel Watt
> verkauft sich gut.
>
> Nehmen wir mal an, du würdest mit einer Leistung von 1,5 kW bremsen,
> dann müsste der Motor die ganze Leistung alleine verheizen (abgesehen
> von marginalen Verlusten an Leitungen und MOSFET). Er verträgt aber nur
> 150 Watt.
>
> Oder anders gesagt: Wenn deine Idee Funktionieren würde, dürftest du
> damit nur ganz schwach bremsen sonst verbrennt der Motor.
>
> Aber er wird verglichen mit der Antriebsleistung eh nur ganz schwach
> bremsen, als passt schon :-)

Das würde heißen:
Je schlechter der Motor, desto besser für mich ;)...

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


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Alexander M. schrieb:
> Erfolgt dann hier ein Rückstrom über die Bodydioden?

Beim choppern schliesst du die Wicklungen kurz, indem die Lowside 
Schalter kurz mal angeschaltet werden. Zur Verdeutlichung solltest du 
auch mal die Highside Switches einzeichnen.
Wenn du das gemacht hast, siehst du, das die Bodydioden der Highside, 
die Lowside Switches und die Induktivität des Motors einen 
Boostkonverter bilden. Also ja, die Bodydioden der Highside leiten die 
Boostspannung zurück in die Motorschiene.

von Herbert (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>> Erfolgt dann hier ein Rückstrom über die Bodydioden?
>  Also ja, die Bodydioden der Highside leiten die
> Boostspannung zurück in die Motorschiene.
Noch besser ist es, wenn schnelle und starke Schottkydioden parallel zu 
den Bodydioden geschaltet werden

von Alexander M. (a_lexander)


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Herbert schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> Alexander M. schrieb:
>>> Erfolgt dann hier ein Rückstrom über die Bodydioden?
>>  Also ja, die Bodydioden der Highside leiten die
>> Boostspannung zurück in die Motorschiene.
> Noch besser ist es, wenn schnelle und starke Schottkydioden parallel zu
> den Bodydioden geschaltet werden

Gute Idee (finde ich)... Noch gar nicht drüber nachgedacht... Wird sowas 
auch eingesetzt in anderen Anwendungen?

von Alexander M. (a_lexander)


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Matthias S. schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>> Erfolgt dann hier ein Rückstrom über die Bodydioden?
>
> Beim choppern schliesst du die Wicklungen kurz, indem die Lowside
> Schalter kurz mal angeschaltet werden. Zur Verdeutlichung solltest du
> auch mal die Highside Switches einzeichnen.
> Wenn du das gemacht hast, siehst du, das die Bodydioden der Highside,
> die Lowside Switches und die Induktivität des Motors einen
> Boostkonverter bilden. Also ja, die Bodydioden der Highside leiten die
> Boostspannung zurück in die Motorschiene.

Danke. Werde ich wohl mal genauer anschauen müssen...

von H. H. (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Herbert schrieb:
>> Matthias S. schrieb:
>>> Alexander M. schrieb:
>>>> Erfolgt dann hier ein Rückstrom über die Bodydioden?
>>>  Also ja, die Bodydioden der Highside leiten die
>>> Boostspannung zurück in die Motorschiene.
>> Noch besser ist es, wenn schnelle und starke Schottkydioden parallel zu
>> den Bodydioden geschaltet werden
>
> Gute Idee (finde ich)... Noch gar nicht drüber nachgedacht... Wird sowas
> auch eingesetzt in anderen Anwendungen?

Es gibt sogar MOSFETs, die die Schottkydiode gleich drin haben.

von Wolfgang (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Offenbar willst du die 1,5 KW in den Widerständen verheizen. Mache dir
> lieber Gedanken, wie und wohin du diese Wärme ableiten willst.

Die Leistung ist relativ unkritisch. Das Abbremsen des Motors geht 
relativ zügig, d.h. die Leistung kann gar nicht direkt an die Umgebung 
abgegeben werden.
Viel wichtiger ist die Energie, die beim Abbremsvorgang insgesamt in 
Wärme umgesetzt werden muss. Diese Energie darf in den Widerständen und 
der Motorwicklung nicht zu einer unzulässigen Temperaturerhöhung führen.

von Alexander M. (a_lexander)


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Wolfgang schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Offenbar willst du die 1,5 KW in den Widerständen verheizen. Mache dir
>> lieber Gedanken, wie und wohin du diese Wärme ableiten willst.
>
> Die Leistung ist relativ unkritisch. Das Abbremsen des Motors geht
> relativ zügig, d.h. die Leistung kann gar nicht direkt an die Umgebung
> abgegeben werden.
> Viel wichtiger ist die Energie, die beim Abbremsvorgang insgesamt in
> Wärme umgesetzt werden muss. Diese Energie darf in den Widerständen und
> der Motorwicklung nicht zu einer unzulässigen Temperaturerhöhung führen.

Ja, und genau das Problem habe ich mit oben genannten Ansatz durch 
kurzschließen der MOSFETs.
Nur weiß ich jetzt (noch) nicht, ob das von den Bodydioden kommt, oder 
vom ständigen Anschalten / Ausschalten der MOSFETs (Rds_on), oder von 
einer insgesamt falschen Auslegung der MOSFETs.

von Alexander M. (a_lexander)


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H. H. schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>> Herbert schrieb:
>>> Matthias S. schrieb:
>>>> Alexander M. schrieb:
>>>>> Erfolgt dann hier ein Rückstrom über die Bodydioden?
>>>>  Also ja, die Bodydioden der Highside leiten die
>>>> Boostspannung zurück in die Motorschiene.
>>> Noch besser ist es, wenn schnelle und starke Schottkydioden parallel zu
>>> den Bodydioden geschaltet werden
>>
>> Gute Idee (finde ich)... Noch gar nicht drüber nachgedacht... Wird sowas
>> auch eingesetzt in anderen Anwendungen?
>
> Es gibt sogar MOSFETs, die die Schottkydiode gleich drin haben.

Zur richtigen Auslegung dieser MOSFETs benötige ich aber noch die 
richtige Berechnung dieser Ströme.
Hier scheitert es aktuell leider noch, weil ich noch nicht ganz 
verstehe, was der Motor in dem Fall "Kurzschluss der 3 Phasen" macht ;)

von H. H. (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Zur richtigen Auslegung dieser MOSFETs benötige ich aber noch die
> richtige Berechnung dieser Ströme.
> Hier scheitert es aktuell leider noch, weil ich noch nicht ganz
> verstehe, was der Motor in dem Fall "Kurzschluss der 3 Phasen" macht ;)

Wenn man keine Motordaten hat, dann muss man diese eben messen.

von Stefan F. (Gast)


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Alexander, ich habe das Gefühl, dass du den Motor gar nicht vorliegen 
hast und zuerst alles mathematisch absichern willst. Zugegebenermaßen 
ist mir die dazu nötige Mathematik eine Nummer zu hoch. Dennoch bin ich 
ganz sicher, dass dieser Weg Aufgrund zu vieler Unbekannter eine 
Sackgasse ist.

Teste doch erst einmal ganz ohne Elektronik nur mit der Mechanik und dem 
Motor, ob die Bremse wie angedacht überhaupt funktioniert.

von Alexander M. (a_lexander)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Alexander, ich habe das Gefühl, dass du den Motor gar nicht vorliegen
> hast und zuerst alles mathematisch absichern willst. Zugegebenermaßen
> ist mir die dazu nötige Mathematik eine Nummer zu hoch. Dennoch bin ich
> ganz sicher, dass dieser Weg Aufgrund zu vieler Unbekannter eine
> Sackgasse ist.
>
> Teste doch erst einmal ganz ohne Elektronik nur mit der Mechanik und dem
> Motor, ob die Bremse wie angedacht überhaupt funktioniert.

Doch, Motor ist da. Auch mit Motordaten (evtl. aber zu wenig...).

Bremse mit Schütz funktioniert, mit MOSFETs ist mir ein Sample bereits 
abgeraucht.
Deshalb hätte ich gehofft, dass hier bereits Kollegen ähnliche Versuche 
gemacht haben bzw. das "kurz" überschlagen hätten können mit jeweiligen 
Formeln, wie ca. die MOSFETs ausgelegt werden müssten bzw. welche 
Motordaten benötigt werden.

Aber ja, du hast wohl Recht: Es wird wohl erstmal weitere Trial & 
Error-Versuche geben, und nebenbei wird dann versucht, das Model "Motor" 
genauer zu verstehen :)

Danke ;)

von Stefan F. (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Bremse mit Schütz funktioniert, mit MOSFETs ist mir ein Sample bereits
> abgeraucht.

Ah, OK.

Dein Motor erzeugt ja Wechselstrom. So ein MOSFET leitet nur in eine 
Richtung. In die andere Richtung leitet seine Body Diode, an der 
allerdings ca 0,7V abfallen. Da kann schnell zu einem thermischen 
Problem führen.

Deswegen nutzt man normalerweise den Wechselrichter auch zum Bremsen. 
Dieser würde den Strom Gleichrichten und die Energie in den Akku zurück 
speisen (falls vorhanden) oder in einem Widerstand verheizen, wie in 
https://thesixtech.com/blogs/thesix-blog/bldc-motor-braking-techniques-part-1 
beschrieben war.

von Alexander M. (a_lexander)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>> Bremse mit Schütz funktioniert, mit MOSFETs ist mir ein Sample bereits
>> abgeraucht.
>
> Ah, OK.
>
> Dein Motor erzeugt ja Wechselstrom. So ein MOSFET leitet nur in eine
> Richtung. In die andere Richtung leitet seine Body Diode, an der
> allerdings ca 0,7V abfallen. Da kann schnell zu einem thermischen
> Problem führen.

Ja, so scheint es mir auch. Ich bin hier noch am Probieren.

> Deswegen nutzt man normalerweise den Wechselrichter auch zum Bremsen.
> Dieser würde den Strom Gleichrichten und die Energie in den Akku zurück
> speisen (falls vorhanden) oder in einem Widerstand verheizen, wie in
> https://thesixtech.com/blogs/thesix-blog/bldc-motor-braking-techniques-part-1
> beschrieben war.

Ja, evtl. wird es so eine Lösung. Auch wenn ich natürlich gern diesen 
(teuren) Leistungswiderstand mir sparen wollen würde.

Grüße

von Stefan F. (Gast)


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Der Vorteil vom Wechselrichter (rückwärts als Gleichrichter verwendet) 
ist, dass du nicht die 0,7 Spannungsabfall an den Body Dioden hast. Die 
Transistoren müssen freilich passend angesteuert werden.

von H. H. (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Auch wenn ich natürlich gern diesen
> (teuren) Leistungswiderstand mir sparen wollen würde.

Der ist das billigste an der ganzen Sache.

von Alexander M. (a_lexander)


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H. H. schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>> Auch wenn ich natürlich gern diesen
>> (teuren) Leistungswiderstand mir sparen wollen würde.
>
> Der ist das billigste an der ganzen Sache.

Natürlich würde ich mir das andere auch gern sparen wollen.

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