Stromgesteuerte Abschaltung für Gleichstrommotor - Bitte um Hilfe

[Christian Z. (fiselgrulm)]

Hallo! Ich möchte für einen kleinen 24V-DC-Motor eine Schaltung 
aufbauen, die bei Überschreitung eines bestimmten Stromes den Motor kurz 
abschaltet und dann weiterlaufen lässt. Angesteuert wird der Motor mit 
einer PWM, deren Pulsbreite mit einer externen Steuerspannung von 0...5V 
einstellbar ist.

Die Idee war nun, zunächst aus dem Ankerstrom des Motors mittels eines 
Shunts eine Spannung zu gewinnen, mit der ein Komparator angesteuert 
wird; siehe Schaltung 1 im Anhang. Wird die mittels Trimmer R2 
einstellbare Schwelle überschritten, wird der Ausgang des Komparators 
LOW. Mit dieser fallenden Flanke wird ein Timer NE555 getriggert, dessen 
Ausgangspuls mit Q1 invertiert und über die Diode D1 auf den 
Steuereingang der PWM gegeben wird. Der Ausgang liefert also immer +5V, 
wenn der Schwellstrom nicht erreicht ist. Wird die Schwelle 
überschritten, ist die Spannung hinter dem Inverter Null, die Diode 
leitet und zwingt die Steuerspannung der PWM ebenfalls auf NULL, so daß 
der Motor stoppt.

So weit, so gut - es klappt bis hierhin. Das Problem ist, daß der Motor 
danach nicht wieder anläuft, denn sein Anlaufstrom löst sofort einen 
neuen Zyklus des Timers aus. Es ist klar, daß es so nicht geht, aber wo 
kann ich ansetzen, das Problem zu lösen?

Ich hatte bereits eine Idee ausprobiert - ohne Erfolg (Schaltung 2): 
Dort hatte ich zwei Komparatoren vorgesehen, einen (U1A) für die 
eigentliche "Arbeits-" Schaltschwelle und einen (U1B) für den 
Anlaufstrom. U1A ist invertierend beschaltet, weil ich von der ersten 
Schaltung ausgehend erweitert habe, sonst hätte ich mir den Invertierer 
U3B sparen können. Die beiden 2-fach-D-Flipflops vom Typ 74xx74 (U4 und 
U5) sind wie hier (http://www.joretronik.de/Digital/Digital.html) als 
flankengesteuerte RS-Flipflops geschaltet. U4 soll beim Überschreiten 
der Stromschwelle in den gesetzten Zustand schalten (Q wird HI, Qquer 
wird LO) und den Timer triggern. Nach Ablauf des Timerzyklus (steigende 
Flanke hinter dem Invertierer U3A) soll U5 gesetzt werden, was zu einer 
NULL an Pin 1 des OR-Gatters U2A führt. Gleichzeitig läuft der Motor 
wieder an, wobei das Überschreiten der ersten Schaltschwelle nicht zu 
einem erneuten Timerzyklus führt, da U4 ja bereits gesetzt ist. Erst 
wenn die zweite Schaltschwelle durch den Anlaufstrom überschritten wird, 
bekommt das OR-Gatter von U1B die zweite NULL, so daß dessen Ausgang 
ebenfalls NULL wird und die resultierende steigende Flanke hinter U3C 
die beiden Flipflops U4 und U5 zurücksetzt. Erst dann sollte die 
Schaltung wieder auf ein erneutes Überschreiten der ersten 
Schaltschwelle reagieren.

Allerdings hat das nicht funktioniert, daher wäre es schön, ein paar 
Gedanken zu meiner Schaltung zu hören. Habe ich irgendwo einen 
Denkfehler drin?

Vielen Dank schonmal!

[Volker S. (sjv)]

Hallo,

muß der Motor abgeschaltet werden?

Man könnte auch bei Imax den Eingangssollwert mit einem Regler(OpAmp) 
begrenzen.

MfG

[MaWin (Gast)]

> Das Problem ist, daß der Motor danach nicht wieder anläuft,
> denn sein Anlaufstrom löst sofort einen neuen Zyklus des Timers aus.

Hi hi, kenn ich.

Wenn das erste MonoFlop zum Weiterlaufen auffordert,
triggert ein zweites Monoflop und sorgt die Millisekunden des Hochlaufns 
für ein Ignorieren zu hoher Ströme, in dem es das Ausgangssignal des 
Shunts reduziert.

Allerdings lasse ich den Motor dann andersrum laufen, er war ja am 
Anschlag und sollte wieder von ihm gelöst werden und der uC speichert, 
daß er am Anschlag ist, und erlaubt erst mal keine Bewegung mehr in die 
Richtung, in der der Strom zu hoch wurde.