Управление двигателем постоянного тока Опции

[koluna]

Здравствуйте!

Управляем двигателем постоянного тока HRC555BM (Китай).
Напряжение питания - нестабилизированное ~30 В.
Ток потребления ~0.3 А.
Двигатели нагружены (редукторы и различные механизмы).
Схема управления двигателем постоянного тока - на рисунке Sch.jpg
Реверсирование осуществляем с помощью реле.
Транзисторы - IRF7341.
Диоды - IR1J.
Управление - микроконтроллером ATmega88.

Возникают проблемы в цепи коммутации двигателя. Рассмотрим эту цепь.
При вращении двигателя, допустим, по часовой стрелке, всё работает.
Вращение против часовой стрелки не осуществляется. При попытке - просадка всех напряжений и сброс микроконтроллера.
Стоило мне поменять контакты двигателя местами - выгорели транзистор (выгорел так, что от истока отпаялся провод общей цепи)
и диод.
В цепях ошибок нет. Двигатель рабочий.

На рисунках 1.bmp и 2.bmp после закрывания транзистора на его стоке видим пачку импульсов. Что это?
Если присмотреться, то транзистор закрывается, но потом, такое ощущение, что открывается вновь... или это защитный
диод начинает работать при просаженном напряжении питания?

1.bmp:
1-ый канал - затвор транзистора.
2-ой канал - сток транзистора.

2.bmp:
То же самое, только увеличен фрагмент закрывания транзистора.

На рисунках 3.bmp и 4.bmp при открывании транзистора видим, что напряжение питания сильно просаживается (с ~30 В до ~15 В)
и в течение ~50 мс достигает нормального значения. Почему?
Маломощный трансформатор блока питания? Тонкие цепи питания и общие? Недостаточная ёмкость источника питания?

3.bmp:
1-ый канал - затвор транзистора.
2-ой канал - катод защитного диода (напряжение питания).

4.bmp:
То же самое, только увеличен фрагмент открывания транзистора.

Очень волнует причина по которой выгорели транзистор и диод...
Может, их надо было брать на больший ток (т. е., я не учёл нагрузку и пусковой ток)?

Благодарю заранее.

Сообщение отредактировал n_bogoyavlensky - Jul 22 2009, 17:42

Эскизы прикрепленных изображений

 

Прикрепленные файлы

 1.bmp ( 146.3 килобайт ) Кол-во скачиваний: 104
 2.bmp ( 146.3 килобайт ) Кол-во скачиваний: 53
 3.bmp ( 146.3 килобайт ) Кол-во скачиваний: 49
 4.bmp ( 146.3 килобайт ) Кол-во скачиваний: 44

 

[rezident]

ИМХО если трассировка платы выполнена в соответствии со схемным обозначением общего провода (DGND), то совсем не удивительны сбои в работе. Силовая земля (та которая к вашим полевикам подходит) и земля микроконтроллера должны быть физически разделены по всей печатной плате и иметь соединение только в одном месте там, где источник питания подключается. Это необходимо чтобы по цепям питания МК не протекал ток питания самого двигателя. См., например, статью Помехоустойчивые устройства.
Если реверс происходит при включенном двигателе, то вполне объяснимо почему ключ сгорает. Бог его знает какие потенциалы присутствуют в момент переключения реле на его контактах. Как у вас алгоритм реверса реализован? Перед реверсом двигатель останавливается полностью?
Ключи нужно выбирать, исходя из того, что в момент пуска ток нагрузки определяется только активным сопротивлением обмоток (ну и током который может ваш БП выдать конечно же).

[koluna]

ИМХО если трассировка платы выполнена в соответствии со схемным обозначением общего провода (DGND), то совсем не удивительны сбои в работе. Силовая земля (та которая к вашим полевикам подходит) и земля микроконтроллера должны быть физически разделены по всей печатной плате и иметь соединение только в одном месте там, где источник питания подключается. Это необходимо чтобы по цепям питания МК не протекал ток питания самого двигателя. См., например, статью Помехоустойчивые устройства.

Плату трассировал не я. И плата трассирована с множеством ошибок. В том числе и этой ошибкой...
Исправлено ещё до включения устройства: порвал старые общие и бросил отдельным проводом с истоков транзисторов на общий в источнике (точка подключения трансформатора).

Если реверс происходит при включенном двигателе, то вполне объяснимо почему ключ сгорает. Бог его знает какие потенциалы присутствуют в момент переключения реле на его контактах.

Поподробнее можно, пожалуйста

Как у вас алгоритм реверса реализован? Перед реверсом двигатель останавливается полностью?

А вот с этим косяк... в штатном режиме работы реверс, конечно же, осуществляется после полной остановки... но я пытался "затормозить" вращение двигателя, чтобы повысить точность позиционирования (избавиться от инерции) включением реверса на некоторое время. Это не сработало. Видимо, в тот момент что-то и подгорело...

Ключи нужно выбирать, исходя из того, что в момент пуска ток нагрузки определяется только активным сопротивлением обмоток (ну и током который может ваш БП выдать конечно же).

Активное сопротивление обмоток - 7.5 Ом (тестер M890G).
Ток получается около 4 А.
Не знаю даже... даст ли мой источник такой ток...
А померить ни шунтов, ни датчиков нету...

Версии:

1. до определенного тока топология "терпит". Затем - возможен как пробой транзюка так и защелкивание по затвору. Диод в этом случае также вылетел от пробоя, а не от большого тока.

До какого тока? Опять же зависит от топологии?

2. внутренний боди-диод не справляется с таким током. Поставьте аналогичный тому, что стоит вверху,  в параллель.

Поставим.

ЗЫ: МТЗ имеется?

Что это?

[_Pasha]

 

Исправлено ещё до включения устройства: порвал старые общие и бросил отдельным проводом с истоков транзисторов на общий в источнике

Это косяг - при токе 4А тупо провода не помогут, а скорее даже испортят картину. Надо отдельно бросать провод цифровой земли на общий в источнике, а именно на контакты электролита. И предусмотреть, чтоб транзисторы не вылетели по затвору.

До какого тока? Опять же зависит от топологии?

А Вы как думали?

Что это?

МТЗ = максимально-токовая защита.

Еще по поводу вылета из-за перенапряжения. Поставьте пленочный конденсатор 100нФ по питанию - выводы надо сделать как можно короче - и припаять непосредственно на исток транзистора и катод верхнего диода. Если это возможно, конечно.

[koluna]

 Это косяг - при токе 4А тупо провода не помогут, а скорее даже испортят картину. Надо отдельно бросать провод цифровой земли на общий в источнике, а именно на контакты электролита.

Если речь идёт о силовой земле (на схеме DGND), то так оно и сделано... или почти так. Провод подключен до электролита...

И предусмотреть, чтоб транзисторы не вылетели по затвору.

А это как?

Еще по поводу вылета из-за перенапряжения. Поставьте пленочный конденсатор 100нФ по питанию - выводы надо сделать как можно короче - и припаять непосредственно на исток транзистора и катод верхнего диода. Если это возможно, конечно.

Ок. Спасибо

У вас стоит транзистор на слишком малое напряжение. При вращении двигателя в нем вырабатывается противоЭДС пропорциональное скорости вращения и в идеале равное напряжению питания. При реверсе вращающегося двигателя на транзистор подается двойное напряжение питания. Это без учета выбросов на моменты комутации.

Т. е., или не использовать реверс при вращающемся двигателе или поставить транзистор на большее напряжение?
Кстати, как транзистор правильно выбрать по напряжению?
Можно считать правильным выбор по критерию "удвоенное максимальное напряжение питания"?

МТЗ = максимально-токовая защита.

Нету...

[MaslovVG]

В вашем случае транзистор должен быть не хуже 100 вольт

Переключение реверса может быть и не санкционированным.
Необходимо предусмотреть токовую отсечку.

[koluna]

Необходимо предусмотреть токовую отсечку.

А это каким образом? Ссылочку дадите?

[MaslovVG]

Стандартным, датчик тока в цепь двигателя, и обратная связь в схему управления.