PWM per motore CC con optoisolatore 12V cc 320Vcc

[NerioTercon]

Salve a tutti, il mio problema è rifare il comando di un motore a spazzole marcato 110V CC 1,5A, motore che fa girare una mola diamantata di un affilatore di utensili.

Si è bruciato il circuito originale e non si trova come ricambio. L'unica cosa che ho recuperato è la parte dell'alta tensione che ho copiato, anche se mi lascia perplesso la tensione che diventa circa 320V per azionare un motore marcato 110V e il condensatore da soli 47uF.

Il PWM bruciato faceva partire lentamente il motore fino a portarlo a 7000 giri. Ho sostituito il PWM con un NE555 con modulazione sul piedino 5 per fare crescere la frequenza lentamente.

Il problema mi è nato quando, per pilotare il mosfet dal piedino 3 del NE555, avrei dovuto collegare le masse dei due circuti AT e BT facendo un corto.

Ho pensato di inserire un optoisolatore ma non so se è giusto abbassare la tensione con R8 e DZ2 (non posso usare un condensatore perchè sono in cc) ne come calcolare il valore di R8.

Grazie a tutti anticipatamente.

PS. ultimo problema, ma per mia incapacità, non riesco a fare la simulazione con KiCad.

[Livio Orsini]

Questo è un problema da sezione elettronica, dove trasferisco la discussione.

 

Io ti suggerisco di usare un apposito drive per pilotare il mosfet. L'isolatore lo inserisci tra NE555 edrive del mosfet.

Un pilotaggio così povero, come quello che hai ipotizzato, rischia di non funzionare proprio, oppure di avere i fronti talmente lenti da far bruciare il mosfet e rovinare anche il mlotore.

Nel caso di mosfet in corto circuito il motore si troverebbe alimentato con 330V circa, cioè ben 3 volte il suo valore nominale!!

 

Dovresti anche mettere un resistore di shunt, in serie al drain del mosfet, per misurare e limitare la corrente, tramite un apposito circuito limitatore.

Ti consiglio di studiarti lo schema di un regolatore di velocità per tappeti, quelli su cui si cammina e si corre in palestra. Ha una regolazione simile a quella che vuoi realizzare, solo che i motori, solitamente, hanno una tensione nominale di 200 Vcc.

 

Sono anch'io perplesso perchè al motore arrivano impulsi di 330V, quindi è necessario che l'avvolgimento di armatura sia isolato per queste tensioni, poi il valore efficace

Modificato: martedì alle 04:50 da Livio Orsini

[NovellinoXX]

Io rivedrei l'alimentazione del NE555  adottando un classico trasformatore 230/12V e successiva stabilizzazione con 78xx;

Così com'è, quel tipo di alimentazione rende inutile l'adozione dell'optoisolatore in quando non c'è separazione galvanica.

Rivedrei anche il circuito del NE555 per avere la possibilità di variare il Duty-Cycle e quindi la velocità del motore.

Così com'è il duty-cycle è al 50% e avresti sul motore una tensione RMS di oltre 150V

Ho qualche dubbio sul pilotaggio del MOS perchè generalmente viene usata la configurazione dell'optoisolatore in 

"Emitter follower", però se tu dici che in origine era così......

Inoltre devi prevedere un fusibile a monte del motore e un efficace filtro EMI in ingresso della AC.

 

Domanda: in origine erano previsti sensori di velocità sul motore?

Modificato: martedì alle 07:36 da NovellinoXX

[NerioTercon]

Ciao Livio, ti ringrazio della risposta, non ti ho risposto subito per problemi in casa ora risolti.

Ho cercato in giro ma driver semplici non ne ho trovati ed io non ho bisogno di regolare la velocità, ma una volta regolato il duty cycle non devo più modificarlo ma solo farlo partire lentamente.

Ho visto che il controllo dei motori direttamente con il 555 che comanda il mosfet è un sistema utilizzato da tantissimi per motori in bassa tensione.

In serie al mosfet, come protezione, effettivamente è meglio metterci qualcosa pensavo ad un PPTC.

Il mio dubbio è la tensione al fototransistor dell'optoisolatore e al gate del mosfet che non deve superare i 20/25V, ma essendo in continua, non posso utilizzare un condensatore in serie. Per abbassare da 330V a15/20V in CC un partitore resistivo può andare bene o si scalderebbe troppo?

[NerioTercon]

Grazie NovellinoXX, il circuito facendo andare tutto alimentato da un trasformatore a 15V ( cambiando il condensatore C1) funziona e il motore gira regolarmente ma ovviamente intorno ai 500rpm. Il duty cycle , una volta sistemato il circuito lo metterò fisso intorno al 90/95% con delle resistenze.

Per collegare l'optoisolatore in Emitter follower va bene se inverto tra loro come posizione R8 e DZ2?

Il circuito PWM originale che si è bruciato era costituito da due integrati da 16 e 20pin con le scritte cancellate! e pilotavano direttamente il mosfet che era in corto.

Il filtro di ingresso è già presente sulla presa dell'affilatrice.

Il ponte di diodi D2 ed il condensatore C2 sono gli originali ed erano collegato così con la terra collegata alla carcassa ma non al motore!

Pensavo anche di sostituire il ponte D2 con 2 soli diodi per avere una tensione più bassa, ha senso?

Modificato: 6 ore fa da NerioTercon

[Marco Fornaciari]

Come hanno scritto Livio e NovellinoXX, lascia perdere quel circuito, va bene per giocattoli a max 16 V.

Se ti serve solo un generatore di rampa il 555 è meglo lasciarlo perdere, ci vuole un circuito realizzato con operazionali, e ovviamente optoisolato, e con quel motore è bene avere anche un controllo della corrente del motore che agisce sulla regolazione della rampa.

Con il motore a 110 V probabilmente è opportuno anche un trasformatore abbassatore da 230 80/85 V: nel comando originale non c'è?

 

Infine un PWM non fa cresere la frequenza ma varia il duty cycle di un onda quadra, poi qui siamo in corrente continua.

 

Ma nel circuito di pilotaggio originale quali componenti erano/sono presenti?

Magari se indichei di che attrezzo si tratta, si trova qualcosa di alternativo già pronto all'uso.

 

[Marco Fornaciari]

MarioTercon, mentre scrivevo ha dato ultriori dati, che poi confermano quanto immagino.

 

E ti confermo che il tuo concetto di PWM è completamente fuori strada.

[NerioTercon]

L'affilatrice per punte elicoidali è un vecchio modello della Fervi che non fanno più ed hanno sostituito con un nuovo modello che costa quasi 3000€.

Il vecchio circuito di comando era costituito da 2 integrati con le sigle cancellate ed un paio di transistor. L'unica cosa che sono riuscito a recuperare è stata la parte ad alta tensione che ho ricopiato nel mio schema costituita da un ponte di diodi, un elettrolitico da 47uF il mosfet IRF840A che era in corto e il diodo UF5408, non è presente nessun trasformatore e al mosfet arrivano circa 330V.

Il motore è marcato 110V 1,5A, è a spazzole, ed all'interno aveva tutta una zona carbonizzata che ho ripulito. Provato, funziona in continua fino a 32V (è il massimo a cui arriva il mio alimentatore) e con il circuito del mio schema (senza optoisolatore ma con il collegamento diretto dal pin3 del 555 con una resistenza da 100Ω al mosfet) alimentato a 15V CA il motore funziona e parte lentamente.

La partenza lenta la ottengo variando il duty cycle per mezzo del pin 5 variando la tensione di soglia con R4 e C5. (https://www.codrey.com/555-timer/pin5-and-555-an-abridgment/#google_vignette).

Una volta avviato non ho bisogno di variare la velocità del motore quindi metterò delle resistenze fisse per impostare una frequenza di circa 5KH ed un duty cycle del 90% per non stressare troppo il mosfet.

Il mio problema è che non posso collegare la massa  della parte ad alta tensione con quella a bassa perchè farei un corto sui ponti raddrizzatori. Mi viene quindi indispensabile usare un optoisolatore a cui però non posso dare direttamente il positivo dell'alta tensione che poi andrebbe anche al gate del Mosfet.

Non sono capace di far funzionare il simulatore di KiCad e non volevo bruciare optoisolatori e mosfet in prove a casaccio, per questo chiedevo un consiglio su come abbassare la tensione continua da 300V a 10/20V.