Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Motor bremsen


von deep d. (deepdiver99)


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Hallo!

Habe einen Motortreiber der durch Kurzschluss und durch Motorspannung 
bremsen kann.
Welche Methode davon bremst stärker?

Viele Grüße Deepdiver99

von J. T. (chaoskind)


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Hallo!

Wenn du per Kurzschließen bremst, ist deine Bremswirkung 
Geschwindigkeits abhängig. Sprich umso schneller du bist, umso stärker 
wird gebremst.. Der Motor fungiert in diesem Fall als Generator, wenn 
der schneller dreht, wird mehr Spannung induziert, was in einer größeren 
Kraft mündet.

Mit der Motorspannung kannst du innerhalb der Belastbarkeitsgrenzen 
deines Motors/Treibers beliebige Bremskräfte erzeugen. Du müsstest dann 
halt nur gegen die Laufrichtung steuern. Quasi als wenn du beim Auto 
während der Fahrt in den Rückwärtsgang schaltest, nur ohne das ganze 
häßliche Getriebeknirschen *gg.

Was möchtest du denn eigentlich abbremsen?

MfG jendrik

von deep d. (deepdiver99)


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Habe ein Motortreiber von 
Pololu(http://www.robotikhardware.de/download/Anleitung36v20cs.pdf). 
Dort betreibe ich ein DC-Motor mit Spindelstange. Bei dem Pololu-Treiber 
gibt es 2 "Bremsprogramme". Einmal bremen mit Kurzschluss oder bremsen 
mit Motorspannung.
Im Moment bremse ich mit Kurzschluss. Aber die Spindelstange bremmst 
erst sehr spät. Dachte das dann das "richtige" bremsen mit der 
Motorspannung gemacht wird.

von Zer.Troll (Gast)


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Die maximale Bremswirkung erreicht man mit der maximalen Spannung. Die 
vernichtete Leistung ist Spannung mal Strom. Da ist der Kurzschluss 
naicht besonders effektiv.

von J. T. (chaoskind)


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Wenn man schon trollt, dann sollte man auch wissen, das Leistung nicht 
vernichtet, sondern lediglich umgesetzt wird..... :D

von M. N. (Gast)


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deep diver99 schrieb:
> Habe einen Motortreiber der durch Kurzschluss und durch Motorspannung
> bremsen kann.

Aus voller Fahrt solltest Du das Erste nicht und das Zweite überhaupt 
nicht machen, ausser, Du möchtest den Motor kaputt bekommen.

Bevor der Zielpunkt erreicht wird, muß der Motor auf langsame Fahrt 
gebracht werden. Am Zielpunkt kann man dann per Kurzschluß bremsen.
Dazu braucht man natürlich die Ist-Position oder einen Schalter vor dem 
Endschalter.

von J. T. (chaoskind)


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> Aus voller Fahrt solltest Du das Erste nicht und das Zweite überhaupt
> nicht machen, ausser, Du möchtest den Motor kaputt bekommen.

Das meinte ich mit mit Lastgrenzen. Wobei da doch viel eher Gefahr für 
den Treiber besteht, oder nicht? Ein Motor ist doch ne recht große 
induktive Last?

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Wenn du durch Umpolen der Motorspannung bremsen möchtest, musst du
rechtzeitig bei Stillstand des Motors die Spannung wieder wegnehmen, um
zu verhindern, dass der Motor anschließend andersherum weiterläuft. Dazu
brauchst du am Motor einen Drehgeber, der die aktuelle Drehzahl und
Drehrichtung des Motors liefert.

Mit so einem Drehgeber und entsprechender Software im ansteuernden
Mikrocontroller kannst du einen Vierquadrantendrehzahlregler aufbauen,
der versucht, Sollwertänderungen möglichst schnell ist Istwerte
umzusetzen. Gibst du den Sollwert 0 vor, wird der Motor schnellstmöglich
abgebremst. Das zeitlich richtige Umpolen und das rechtzeitige Absenken
der Spannung übernimmt dann der Regler.

Wie bereits geschrieben wurde, führt eine solche Vollbremsungen zu
hoher Beanspruchung des Treibers und des Motors. Man sollte es mit der
Bremswirkung also nicht übertreiben.

von urgel (Gast)


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Ein Bremsen im "Kurzschluss"-Modus beansprucht den Motor und den Treiber 
nicht mehr und nicht weniger wie das Einschalten von 0 auf 100%.

Bremsen im Kurzschluss ist wie bei Bremsen mit Spannung (0V). Einziger 
Unterschied: Du schiebst in diesem Arbeitspunkt keine Energie zurück 
in's System.

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


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Beim Kurzschluss wird die Energie im Motor in Wärme umgesetzt. Da ist 
jede Art von Rückspeisung besser...

von M. N. (Gast)


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urgel schrieb:
> Ein Bremsen im "Kurzschluss"-Modus beansprucht den Motor und den Treiber
> nicht mehr und nicht weniger wie das Einschalten von 0 auf 100%.

Bei einem stärkeren Motor kann das Netzteil aber schnell an seine 
Grenzen kommen; wenn die Versorgungsspannung zusammenbricht, merkt man 
gleich, dass etwas faul ist.
Ich habe es mir angewöhnt, DC-Motore (in der Größenordnung 
Scheibenwischermotor) per PWM-Rampe über ca. 0,3s zu 
beschleunigen/bremsen. Der PWM-Timer dient dabei zur Rampenerzeugung.
Das schont die restliche Mechanik und die Ohren.

von urgel (Gast)


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Ein vernünftiger Motorregler ist auch als Kaskadenregler aufgebaut. 
Innen ein Stromregler, außen ein PI Drehzahlregler. Da gibt es dann die 
ganzen Probleme nicht, weil der Strom zum Beschleunigen und Bremsen auf 
einen exakten Wert begrenzt wird.

von urgel (Gast)


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>Beim Kurzschluss wird die Energie im Motor in Wärme umgesetzt. Da ist
>jede Art von Rückspeisung besser...
Kommt auf die Anwendung an.
Wenn man eine 230V Elektronik mit passivem Gleichrichter und PFC hat, 
dann schiebt der Motor die Energie in den Zwischenkreis. Spannung 
steigt. Problem.
Ok. Bremsen im Kurzschluss ist dann oft auch keine Alternative. Aber 
irgendwo muss die Energie in Wärme gewandelt werden, wenn sie nicht 
zurück ins Netz kann.

von morgen wieder (Gast)


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urgel schrieb:
> ..dann schiebt der Motor die Energie in den Zwischenkreis. Spannung
> steigt. Problem.

Dann brauchst du einen Bremswiderstand.

deep diver99 schrieb:
> betreibe ich ein DC-Motor mit Spindelstange

Und was soll der machen? Genaue Positionierung oder nur Abschaltung am 
Endpunkt?

von Falk B. (falk)


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@  deep diver99 (deepdiver99)

>Im Moment bremse ich mit Kurzschluss. Aber die Spindelstange bremmst
>erst sehr spät.

Dann hast du wahrscheinlich die falsche Einstellung am Treiber bzw. dein 
Eingangssignalen gemacht und schickst deinen Motor in den Freilauf, 
anstatt wirklich zu bremsen. So ein Motor an einer Gewindespindel steht 
nahezu sofor, wenn man ihn hart kurzschließt per Treiber.

von deep d. (deepdiver99)


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Falk Brunner schrieb:
> @  deep diver99 (deepdiver99)
>
>>Im Moment bremse ich mit Kurzschluss. Aber die Spindelstange bremmst
>>erst sehr spät.
>
> Dann hast du wahrscheinlich die falsche Einstellung am Treiber bzw. dein
> Eingangssignalen gemacht und schickst deinen Motor in den Freilauf,
> anstatt wirklich zu bremsen. So ein Motor an einer Gewindespindel steht
> nahezu sofor, wenn man ihn hart kurzschließt per Treiber.

Habe eine Kugelumlaufspindel dran. Habe alle Modi ausprobiert. Bremsen 
mit Kurzschluss geht am bessen. Da dreht er noch ca. 7 Umdrehungen 
weiter wenn ich von 100% abbremse.

von Falk B. (falk)


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@  deep diver99 (deepdiver99)

>Habe eine Kugelumlaufspindel dran. Habe alle Modi ausprobiert. Bremsen
>mit Kurzschluss geht am bessen. Da dreht er noch ca. 7 Umdrehungen
>weiter wenn ich von 100% abbremse.

7 Umdrehungen der Gewindespindel? Das sind wieviel Umdrehungen des 
Motors? 30? 100? Kann ich nicht glauben. Poste mal ein Bild vom Motor. 
Probier es mal mit einem ähnlichen Motor ohne Getriebe, dann siehst du, 
wie schnell der bremsen kann.

von deep d. (deepdiver99)


Angehängte Dateien:

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So, das Bild im Anhang.

Ich meinte 7 Motorumdrehungen. Habe noch eine Übersetzung 1:6 drin. Bei 
einer Gewindesteigung von 16mm entspricht 7 Motorumdrehungen ca. 19mm 
"Weiterfahrt" der Spindel nach dem bremsen.
Wenn ich mit dem Modi "bremsen mit Motorspannung" bremse dann fährt er 
nach dem bremsen noch mal den gleichen Weg ab die beim beschleunigen.

von Falk B. (falk)


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@  deep diver99 (deepdiver99)

>      IMG_0100.JPG
>      2,7 MB, 6 Downloads

Grrrrr! Siehe Bildformate.

>Ich meinte 7 Motorumdrehungen. Habe noch eine Übersetzung 1:6 drin. Bei
>einer Gewindesteigung von 16mm entspricht 7 Motorumdrehungen ca. 19mm
>"Weiterfahrt" der Spindel nach dem bremsen.

Ganz schön viel.

>Wenn ich mit dem Modi "bremsen mit Motorspannung" bremse dann fährt er
>nach dem bremsen noch mal den gleichen Weg ab die beim beschleunigen.

??

von Udo S. (urschmitt)


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deep diver99 schrieb:
> Aber die Spindelstange bremmst erst sehr spät.

Das eigentliche Problem ist deine Regelung.

Du fährst volle Pulle und wenn du am Punkt angekommen bist erwartest du 
daß der Motor sofort steht.
Das geht nicht. Du muss übergeordnet die Position regeln und in deinen 
Algorithmus die augenblickliche Drehzahl (Verfahrgeschwindigkeit) mit 
berücksichtigen und eine Rampe zum abbremsen mit einrechnen.
Das ist wie mit 200 auf ein Stauende fahren und erst 5m vor dem LKW 
bremsen wollen.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Vielleicht ist der Innenwiderstand des Treibers oder der Wicklungswider-
stand des Motors einfach zu groß, um mit dem Kurzschluss eine gute
Bremswirkung zu erzielen.

Hast du mal probiert, den Motor mit einem dicken elektromechanischen
Umschalter kurzzuschließen? Bremst er dann besser? Wenn ja, ist dein
Treiber zu schwach.

von Falk B. (falk)


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@  Yalu X. (yalu) (Moderator)

>Umschalter kurzzuschließen? Bremst er dann besser? Wenn ja, ist dein
>Treiber zu schwach.

Der Treiber kann laut Datenblatt 20A Dauerstrom und 200A Peak.

von Rolf M. (rmagnus)


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Falk Brunner schrieb:
> @  Yalu X. (yalu) (Moderator)
>
>>Umschalter kurzzuschließen? Bremst er dann besser? Wenn ja, ist dein
>>Treiber zu schwach.
>
> Der Treiber kann laut Datenblatt 20A Dauerstrom und 200A Peak.

Es geht da eher darum, mit welchem Widerstand er den Motor kurzschließen 
kann.

Der Knackpunkt wird aber das sein, was Udo geschrieben hat. Man kann 
nicht erwarten, daß der Aufbau innerhalb einer Millisekunde von voller 
Fahrt zum kompletten Stillstand kommt. Allerdings hat der 
Ursprungsposter auch noch nicht geschrieben, welchen Bremsweg er denn 
für akzeptabel befinden würde.

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