Merkwürdiges Verhalten bei Schlauchpumpen-Ansteuerung

[Jens (Gast)]

Hallo,

ich komme bei folgendem Problem leider nicht weiter:

Setup: Ansteuerung einer Schlauchpumpe (Gleichstrommotor mit Getriebe 
und Rollen, die den Schlauch durchkneten) über einen P-Kanal-Mosfet mit 
24V und PWM. Der P-Kanal-Mosfet wird über einen N-Kanal-Mosfet am Gate 
mit Pull-Up geschaltet, auf den N-Kanal-Mosfet geht wiederum das 
PWM-Signal vom Mikrocontroller.

Problem: Siehe Screenshot: Das Ansteuerungssignal (am N-Kanal-Mosfet) in 
rosa und die Spannung am Motor in gelb. Wo kommt diese Stufe her? Diese 
wird umso höher, je höher der Dutycycle wird. Wählt man eine sehr 
niedrige Frequenz, so merkt man, dass die Störungen synchron zur Pumpe 
sind. Macht auch irgendwie Sinn, da die Pumpe, wenn die Rollen den 
Schlauch quetschen, eine deutlich höhere Last hat. Ich verstehe nur 
nicht, warum dies zu den genannten Beobachtungen führt.

Es handelt sich auch nicht um einfache Störungen auf der Leitung, die 
Pumpe dreht bei gleichem Duty-Cycle bei 500Hz (mit diese Stufe) 
wesentlich schneller als bei 1kHz (wo durch die höhere Frequenz die 
Stufe nicht auftritt).

Ich stehe physikalisch nur gerade auf dem Schlauch und kann mir das 
nicht erklären. Jemand eine Idee?

Jens

[oszi40 (Gast)]

1.Miß mal die Betriebsspnnung ob diese zufällig einbricht.
2.Ändere mal zum Test die Last um einen Zusammenhang mit Anlaufmoment zu 
erkennen
3.Zeig mal die Schaltung, besonders den motornahen Bereich, Schutzdioden

[Rainer Z. (razi)]

Hai!

Jens schrieb:
> Ich stehe physikalisch nur gerade auf dem Schlauch und
> kann mir das nicht erklären. Jemand eine Idee?

Hmm. Mir kommt Dein Oszi-Bild äußerst verdächtig vor.

Was ist denn das fuer ein DC-Motor? Mit Feldwicklung,
oder permanenterregt? Und sind da noch irgendwelche
Freilaufdioden bzw. Siebdrosseln in der Nähe?

Grusz,
Rainer

[Jens (Gast)]

oszi40 schrieb:
> 1.Miß mal die Betriebsspnnung ob diese zufällig einbricht.

Bricht nicht ein.

> 2.Ändere mal zum Test die Last um einen Zusammenhang mit Anlaufmoment zu
> erkennen

Die ganze Mechanik ist gekapselt, von daher kann ich nur den Motor mit 
Wasser (etwas höhere Last) und ohne (geringere Last) laufen lassen. Ich 
kann aber auf dem Oszilloskop bei beiden Varianten keinen Unterschied 
feststellen.

> 3.Zeig mal die Schaltung, besonders den motornahen Bereich, Schutzdioden

Eine 1N4148 ist als Schutzdiode zwischen Mosfet-Drain und Masse, also 
direkt an den beiden Leitungen zum Motor. Der Motor selbst scheint keine 
Elektronik intern zu haben.

[Jens (Gast)]

Rainer Ziegenbein schrieb:
> Was ist denn das fuer ein DC-Motor? Mit Feldwicklung,
> oder permanenterregt? Und sind da noch irgendwelche
> Freilaufdioden bzw. Siebdrosseln in der Nähe?

Permanent erregter DC-Motor. Freilaufdiode sind auf der Schaltung direkt 
am Mosfet, aber auch eine Freilaufdiode zusätzlich direkt am Motor 
bringt nichts.

[oszi40 (Gast)]

Eine vage Idee wäre noch, daß diese Wicklung bei bestimmter Frequenz zur 
Resonanz kommt?

[Jens (Gast)]

oszi40 schrieb:
> Eine vage Idee wäre noch, daß diese Wicklung bei bestimmter Frequenz zur
> Resonanz kommt?

Das Problem habe ich bei allen Frequenzen bis etwa 1kHz - ab da kommt 
die steigende Flanke vom PWM-Signal schneller als die Störung.

[Rainer Z. (razi)]

Hai!

Jens schrieb:
>> Eine vage Idee wäre noch, daß diese Wicklung bei
>> bestimmter Frequenz zur Resonanz kommt?
>
> Das Problem habe ich bei allen Frequenzen bis
> etwa 1kHz - ab da kommt die steigende Flanke
> vom PWM-Signal schneller als die Störung.

Nur ganz kurz (ich muss weg): Die "Störung" ist
keine Störung, sondern die Gegenspannung des Motors.

Die Lücke vorher ist die Freilauf-Phase, in der der
Strom abgebaut wird (deswegen diese winzige e-Funktion
unter der Null-Linie).

Du muesstest mal den Motorstrom messen; ich vermute,
der wird (wegen der Induktivitaet) mit steigender
Frequenz immer geringer, und deswegen nimmt die
Kraft immer weiter ab.

Grusz,
Rainer