DC-DC-Wandler zum Antreiben eines DC-Motors

In einer Robotikanwendung muss ich einen 12-V-Gleichstrommotor (30 A) in ein Fahrzeug einbauen. Der vom Hersteller angegebene typische Aufbau ist der direkte Anschluss an die Batterie, da vom Gleichstrommotor Einschaltstromspitzen ausgehen.

Das betreffende Fahrzeug verfügt jedoch über 24-V-Batterien. Unsere Absicht ist es, einen 24-12-V-Gleichstromwandler zu verwenden und parallel eine Batterie hinzuzufügen, um die Rückstromstöße zu bewältigen.

Gibt es Sicherheitsvorbehalte bei dieser Lösung? Welche Punkte sind bei der Spezifikation des Konverters zu beachten? Welche Akkus (Blei, LIPO, LIFE etc.) sind für den Betrieb besser geeignet? Hat jemand schonmal ein ähnliches Setup gemacht?

Meinst du Sicherheitsvorbehalte statt Sicherheitsvorbehalte?
Ich korrigiere das, danke. Es war eine schlechte Wahl des Ausdrucks, Englisch ist nicht meine Muttersprache =]

Antworten (2)

Unsere Absicht ist es, einen 24-12-V-Gleichstromwandler zu verwenden und parallel eine Batterie hinzuzufügen, um die Rückstromstöße zu bewältigen.

Du kannst viel besser. Ein Motor ist bereits ein Gleichstromwandler , daher ist es wahrscheinlich teurer und weniger effizient, einen Motor mit einem Gleichstromwandler zu betreiben. Sie müssen lediglich einen Motortreiber finden, der mit 24 V betrieben werden kann, und ihn dann so konfigurieren, dass er eine Strombegrenzung hat, damit Ihr Motor nicht überhitzt. Es ist übermäßige Leistung und die daraus resultierende Hitze, nicht übermäßige Spannung, das ist die übliche Grenze für Motoren. Wenn Sie genug Spannung erhalten, um Lichtbögen in den Wicklungen zu verursachen, kann dies ebenfalls ein Problem sein, aber 24 V liegen nicht annähernd an dieser Grenze.

Ich würde auch einen robusteren Überspannungsschutz in Betracht ziehen. Die Fähigkeit einer Batterie, Energie vom Motor zu absorbieren, wird durch ihren Innenwiderstand, die Induktivität ihrer Leitungen und ihren aktuellen Entladungsgrad begrenzt.

Führen Sie eine Analyse der mechanischen Energie durch, die Ihr System maximal haben kann, und arbeiten Sie dann rückwärts, um zu sehen, ob Ihre Batterie diese in sehr kurzer Zeit absorbieren könnte, ohne die Versorgungsspannung hoch genug zu treiben, um Dinge zu beschädigen. Überlegen Sie auch, was passiert, wenn Ihr Fahrzeug einen Hügel hinunterfährt: In diesem Fall muss Ihre Batterie das Gravitationspotential Ihres Fahrzeugs schneller absorbieren, als es durch Reibung abgebremst werden kann.

Fügen Sie dann so etwas wie eine Brechstangenschaltung hinzu, um pathologische Fälle zu handhaben oder sich die Kosten für eine neue Motorsteuerung zu sparen, wenn Ihre Berechnungen falsch waren.

es ist ein DC-Motoraktuator, nicht nur der DC-Motor. Es besteht aus einem Gleichstrommotor + Motortreiber + einem digitalen Controller, der Positionsbefehle über eine digitale Schnittstelle akzeptiert. Die Betriebsspannung ist in einem Bereich von 16-9V festgelegt.
@ArthurNunes, es wäre immer noch besser, so etwas zu bekommen, das mit 24 V betrieben werden könnte. Wenn es irgendeine Art von PWM-Steuerung am Motor macht, dann ist es bereits ein Buck / Boost-Wandler: Es ist einfach der falsche für Ihre Anwendung. Sie könnten es mit einem Gleichstromwandler speisen, aber Sie verdoppeln nur Ihre Kosten und Verluste.
Außerdem dient der Aktuator zum Lenken des Fahrzeugs, nicht zum Antreiben.
@ArthurNunes, der das Fahrzeug steuert, treibt nur die Räder an. Sie müssen immer noch überlegen, was mit überschüssiger mechanischer Energie passiert. Was passiert zum Beispiel, wenn das Fahrzeug weiterfährt und dann auf ein Hindernis stößt, das die Räder ruckelt? Ein Lenkmotor könnte kleiner sein, aber das lässt das Problem nicht verschwinden.
Ich bin in dieser Angelegenheit gebunden, da der Hersteller keine Geräte mit anderen Betriebsspannungen anbietet und es sich um einen bestimmten Aktuator handelt. Was ich gerade überlege, ist: Sollte ich in einen DC-Wandler investieren, der die Einschaltspitzen bewältigen kann (das wird wahrscheinlich teurer sein) oder das Setup mit einem einfacheren Wandler und die Batterie kann damit umgehen?
@ArthurNunes Ein Gleichstromwandler kann nicht damit umgehen, was Sie meiner Meinung nach mit "Einschaltstromstößen" meinen. Wenn eine mechanische Kraft den Motor dreht, wandelt der Motor diese mechanische Leistung in elektrische Leistung um (in dieser Anwendung wird er normalerweise als Generator bezeichnet). Ein Gleichstromwandler wandelt Energie um, aber irgendwo muss sie noch hin . Etwas muss heiß werden, oder Sie müssen es chemisch in einer Batterie oder im elektrischen Feld eines Kondensators oder so speichern .
Die Idee wäre ein Wandler, der die Rückwärtsenergie zurück an die 24-V-Batteriebank des Fahrzeugs weiterleiten könnte. Oder eine mit einem Schutz wie einer bereits implementierten aktiven Brechstangenschaltung, die den eingehenden Strom bewältigen kann.
Der Aktuator hat auch bereits eine Strombegrenzung eingebaut, sodass er nicht mehr Strom zurückgibt, als er normalerweise handhaben würde.

Ich weiß nicht, was Sie mit Sicherheitsvorkehrungen bei dieser Lösung meinen, da nichts drahtlos ist und die Person, wenn sie an das Gerät gelangt, es auf die eine oder andere Weise demontieren könnte.

Bei einem Motor mit hoher Wattleistung ist der Wirkungsgrad sowie die Stromlieferfähigkeit der Schlüssel zum Umrichter. Ich würde einen Abwärtswandler aufgrund seiner Einfachheit, Effizienz und des Fehlens weiterer Anforderungen (wie Isolierung, variable Spannung usw.) empfehlen. Wenn Sie die Batterie nur für die Einschalt- und Rückstromabdeckung verwenden, frage ich mich, warum Sie sich nicht für ein Supercap-Setup entscheiden, das leichter und wahrscheinlich billiger wäre. Welche Batterie Sie wählen, hängt von den Gewichts- und Kostenanforderungen ab.

Ich habe den Ausdruck korrigiert, danke. Die Supercap-Option war mir nicht bewusst, das werde ich mir ansehen.
DC-DC-Wandler zum Antreiben eines DC-Motors
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