Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Drehzahl bei Momentenregelung


von Mark (Gast)


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Hallo zusammen, ich möchte eine Gleichstrommaschine Momentregeln(spricht 
ja soweit nix gegen) und dann aber einen zweiten Motor mit der selben 
Drehzahl laufen lassen. Es stellt sich doch dann eine bestimmte Drehzahl 
ein oder? Reicht es dazu einen Lagegeber zu verwenden und mit diesem aus 
dem Lagesignal das Drehzahlsignal(wie auch immer geht nur ums prinzip) 
zu bestimmen. Dann würde ich die bestimmte Drehzahl als Sollwert des 
zweiten Motors einstellen. Geht das laufen die Motoren dann 
Drehzahlsynchron?

von Walter T. (nicolas)


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Drehzahlsynchron ja, phasenstarr nein.

von Mark (Gast)


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Walter Tarpan schrieb:
> Drehzahlsynchron ja, phasenstarr nein.

Hallo, und vielen Dank schonmal was heißt phasenstarr?

von Mark (Gast)


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Mark schrieb:
> Walter Tarpan schrieb:
>> Drehzahlsynchron ja, phasenstarr nein.
>
> Hallo, und vielen Dank schonmal was heißt phasenstarr?

Also phasenverschoben die Drehzahl?

von Walter T. (nicolas)


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Das heißt die Motoren drehen sich ungefähr im Mittel gleich schnell, 
wären an beiden Motorwellen eine Stelle markiert, zeigte sie ziemlich 
schnell nicht mehr in die gleiche Richtung.

von Mark (Gast)


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Walter Tarpan schrieb:
> Das heißt die Motoren drehen sich ungefähr im Mittel gleich
> schnell,
> wären an beiden Motorwellen eine Stelle markiert, zeigte sie ziemlich
> schnell nicht mehr in die gleiche Richtung.

Und waran liegt das? Ist die Bestimmung der Drehzahl nicht genau genug?

von Mark (Gast)


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Oder anderes gefragt, wäre das Verhalten bei Drehfeldmaschinen besser? 
Zum Beispiel einen stepper motor?

von Walter T. (nicolas)


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OK, welche Ausbildung hast Du? Man kann es gut an der 
Reglerdifferenzialgleichung zeigen...

Schrittmotoren sind insofern eine Ausnahme, da sie nicht Drehzahl- 
sondern Positionsgeregelt sind.

von Mark (Gast)


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Walter Tarpan schrieb:
> OK, welche Ausbildung hast Du? Man kann es gut an der
> Reglerdifferenzialgleichung zeigen...

Sagt mir was. Ich weiß, das eine Gleichstrommaschine einem PT1-Glied in 
Wirkungsplandarstellung entspricht.

> Schrittmotoren sind insofern eine Ausnahme, da sie nicht Drehzahl-
> sondern Positionsgeregelt sind.

Mit entsprechenen Motorcontrollern lassen sie sich auch Drehzahlregeln.

von Walter T. (nicolas)


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Hmmmm...."Wirkplanardarstellung" und noch nichts von "Phasenstarr" 
gehört...

Nehmen wir an der aktuelle Winkel sei phi. Die Drehzahl ist proportional 
zur Winkelgeschwindigkeit d(phi)/dt = omega - nehmen wir also an, wir 
regeln nach der Winkelgeschwindigkeit.

Bei normalen Motor regelst Du nach der Winkelgeschwindigkeit, indem Du 
d(omega)/dt beeinflußt. Dein Regelfehler epsilon wird bei 
Drehzahlregelung also auf omega addiert - je nach Regler nicht 
andauernd, aber zeitweise. Also ist Dein geregeltes
phi = int epsilon(t) dt + int omega(t) dt und damit integriert sich 
jeder noch so kleine Regelfehler auf Dauer zu einem Winkelfehler auf.


Schrittmotor ist ein anderer Fall: Wenn Du da nach omega regeln willst 
kannst Du "nur" phi beeinflussen, d.h. Du kannst omega einfach als 
Trajektorie vorgeben und mußt es gar nicht mehr regeln.

Kurz gesagt: Bei der normalen Drehzahlregelung eines Motors ist Deine 
Stellgröße proportional zur Ableitung der Sollgröße, beim Schrittmotor 
zum Integral der Sollgröße.

(Konnte man nicht irgendwie LaTeX-Zeichen eingeben?)

: Bearbeitet durch User
von Mark (Gast)


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Walter Tarpan schrieb:

> Nehmen wir an der aktuelle Winkel sei phi. Die Drehzahl ist proportional
> zur Winkelgeschwindigkeit d(phi)/dt = omega - nehmen wir also an, wir
> regeln nach der Winkelgeschwindigkeit.
>
> Bei normalen Motor regelst Du nach der Winkelgeschwindigkeit, indem Du
> d(omega)/dt beeinflußt. Dein Regelfehler epsilon wird bei
> Drehzahlregelung also auf omega addiert - je nach Regler nicht
> andauernd, aber zeitweise. Also ist Dein geregeltes
> phi = int epsilon(t) dt + int omega(t) dt und damit integriert sich
> jeder noch so kleine Regelfehler auf Dauer zu einem Winkelfehler auf.
>
Was ist den der Regelfehler? Meinst du die Regeldifferenz Sollwert minus 
Istwert? Hab den Begriff grade nicht parat.

von Mark (Gast)


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Ah ok epsilon ist dann die Lage des Rotors?

von Mark (Gast)


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Meinst du mit Regelfehler die stationäre Genauigkeit das heißt eine 
bleibende Abweichung von Ist und Sollwert

von Walter T. (nicolas)


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Mark schrieb:
> Regeldifferenz Sollwert minus
> Istwert

Genau. Ich meine die zeitlich veränderliche Regeldifferenz.

(Regelungstechniker haben in allen Disziplinen eine andere Nomenklatur - 
leider)

von Mark (Gast)


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Walter Tarpan schrieb:
> Mark schrieb:
>> Regeldifferenz Sollwert minus
>> Istwert
>
> Genau. Ich meine die zeitlich veränderliche Regeldifferenz.
>
> (Regelungstechniker haben in allen Disziplinen eine andere Nomenklatur -
> leider)

Ok. Ich denke deine Erklärung habe ich verstanden. Ist es den möglich 
die Drehzahl auf diese Weise zu synchronisieren? Oder müsste man dann 
beide Antriebe Drehzahlregeln?

Du kommst dann er aus der Antriebstechnik?

von Helmut L. (helmi1)


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Wenn du die beiden Antriebe Phasenstarr zueinander haben willst muss du 
die Winkel von beiden Antrieben messen und die Differenz durch einen 
Regler zu 0 regeln. Drehzahlsnchron heist nur das die beiden Drehzahlen 
gleich sind nicht jedoch die Winkel der beiden zueinander. Die beiden 
Wellen können dabei unterschiedliche Winkel zueinander haben, also zB. 
die eine Welle zeigt mit einer Markierung nach oben und die andere nach 
unten. Das sind aber keine stabilen Lagen weil die mit der Zeit weg 
driften können.

von Ratloser (Gast)


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Wenn Du am 1. Motor schon einen _Lage_sensor hast, warum pappst Du an 
den zweiten keinen Lagesensor an und regelst am zweiten Motor die Lage?

von Mark (Gast)


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Ratloser schrieb:
> Wenn Du am 1. Motor schon einen _Lage_sensor hast, warum pappst Du
> an
> den zweiten keinen Lagesensor an und regelst am zweiten Motor die Lage?

Ich will doch die Drehzahl am zweiten regeln..

von Helmut L. (helmi1)


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Mark schrieb:
> Ich will doch die Drehzahl am zweiten regeln..

Und? Wenn die Phasenlage übereinstimmt stimmt auch die Drehzahl.

von Mark (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Mark schrieb:
>> Ich will doch die Drehzahl am zweiten regeln..
>
> Und? Wenn die Phasenlage übereinstimmt stimmt auch die Drehzahl.

Phasenlage oder Lage/Position?

von Mark (Gast)


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Mal ehrlich was bringt mir wenn ich die Lage regel dann wird die Lage 
angefahren und fertig ist. Oder meint ihr Lage und Drehzahlregelung?

von Mark (Gast)


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Ich glaube jetzt habe ichs ich bilde die Differenz beider Lagesignale, 
welche zu null werden muss. Der zweite Antrieb wird also Lage geregelt. 
Und wenn ich ihn mit der selben Lage wie Motor 1 betreibe stimmt auch 
die Drehzahlüberein habe ich das richtig verstanden?

von Helmut L. (helmi1)


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Mark schrieb:
> Und wenn ich ihn mit der selben Lage wie Motor 1 betreibe stimmt auch
> die Drehzahlüberein habe ich das richtig verstanden?

Der Groschen ist gefallen. Genauso wird es gemacht.

von Mark (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Mark schrieb:
>> Und wenn ich ihn mit der selben Lage wie Motor 1 betreibe stimmt auch
>> die Drehzahlüberein habe ich das richtig verstanden?
>
> Der Groschen ist gefallen. Genauso wird es gemacht.

Wie sagt man besser spät als nie.

von Mark (Gast)


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Vllt als anmerkung noch. Dann brauche ich die Drehzahl doch gar nicht zu 
bestimmen, was bedeutet die ganze sache vereinfacht sich

von Helmut L. (helmi1)


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Mark schrieb:
> Dann brauche ich die Drehzahl doch gar nicht zu
> bestimmen, was bedeutet die ganze sache vereinfacht sich

Die ist ja schon in deinem Lagesignal (Phase)enthalten. Die Frequenz ist 
ja die Ableitung der Phase.

von Mark (Gast)


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Ok wenn man sich näher mit der Sache beschäfigt treten mehr und mehr 
Fragen auf. Wie ist das den mit der Synchronität bei sich änderenen 
Lasten? Wenn ich zum Beispiel um bei den zwei Motoren zu bleiben einen 
Motor nutze um ein Material Ab- und den anderen um ein Material 
Aufzuwickeln. Angenommen ich  regele den Aufwickelmotor mit einem 
bestimmten Momentund möchte den zweiten Motor wiederrum mit der selben 
Geschwindigkeit( wie gestern ja hier genannt) betreiben. Jetzt ist doch 
der Unterschied, dass eine Aufwickelrolle immer größer im Durchmesser 
wird wodurch die Drehzahl sinkt und bei einer Abwickelrolle entsprechend 
andersrum. Natürlich nur wenn die Menge des Materials welches Auf- 
oderAbgewickelt wird konstant ist.Könnte ich auch hier die Antriebe wie 
oben beschrieben Regeln, also den zweiten Antrieb Phasenregel?

von Martin S. (sirnails)


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Walter Tarpan schrieb:
> (Konnte man nicht irgendwie LaTeX-Zeichen eingeben?)

Doch, indem man seine Formeln im math-Tag einschließt:

Mark schrieb:
> Fragen auf. Wie ist das den mit der Synchronität bei sich änderenen
> Lasten? Wenn ich zum Beispiel um bei den zwei Motoren zu bleiben einen
> Motor nutze um ein Material Ab- und den anderen um ein Material
> Aufzuwickeln. Angenommen ich  regele den Aufwickelmotor mit einem
> bestimmten Momentund möchte den zweiten Motor wiederrum mit der selben
> Geschwindigkeit( wie gestern ja hier genannt) betreiben. Jetzt ist doch
> der Unterschied, dass eine Aufwickelrolle immer größer im Durchmesser
> wird wodurch die Drehzahl sinkt und bei einer Abwickelrolle entsprechend
> andersrum. Natürlich nur wenn die Menge des Materials welches Auf-
> oderAbgewickelt wird konstant ist.Könnte ich auch hier die Antriebe wie
> oben beschrieben Regeln, also den zweiten Antrieb Phasenregel?

Hier würde ich beide Motoren auf ein gewisses Moment regeln. Der zweite 
Motor schiebt dabei dann nur das nach, was der erste Motor nicht 
schafft. Phasen- und oder Drehzahlgleich dürfen die Motoren natürlich 
nicht mehr laufen.

von Mark (Gast)


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Martin Schwaikert schrieb:
> Walter Tarpan schrieb:
>> (Konnte man nicht irgendwie LaTeX-Zeichen eingeben?)
>
> Doch, indem man seine Formeln im math-Tag einschließt:
>
> Mark schrieb:
>> ...
>
> Hier würde ich beide Motoren auf ein gewisses Moment regeln. Der zweite
> Motor schiebt dabei dann nur das nach, was der erste Motor nicht
> schafft. Phasen- und oder Drehzahlgleich dürfen die Motoren natürlich
> nicht mehr laufen.

Aber würden sie dann nicht mit unterschiedlichem Omega laufen, d. h. ich 
wickele z.B langsamer ab als auf was ja dann wiederum auch nicht gut 
wäre?

von Walter T. (nicolas)


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Beim Wickeln haben die Trommeln normalerweise einen unterschiedlichen 
Durchmesser - und das auch noch dynamisch veränderlich. Zum Glück haben 
unsere Vorfahren, die Erfinder der Kassettengeräte da schon Lösungen für 
gehabt.

Aber vielleicht wird es mal Zeit für die entscheidende Frage:

_Was willst Du eigentlich?_

: Bearbeitet durch User
von Mark (Gast)


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Ich interessiere mich für das Thema, wie ich ja oben bereits schrieb 
sind mir eben einige fragen gekommen als ich über eine veränderliche 
Last nachgedacht habe und daraufhin habe ich rat im Forum gesucht. Ich 
möchte im Grunde nur wissen wie man soetwas umsetzen könnte. An Kasseten 
habe ich nicht gedacht, wohl weil ich sogut wie keine Kasseten gehört 
habe und mir daher der Gedanke nicht kam.

von Helmut L. (helmi1)


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Mark schrieb:
> Aber würden sie dann nicht mit unterschiedlichem Omega laufen, d. h. ich
> wickele z.B langsamer ab als auf was ja dann wiederum auch nicht gut
> wäre?

Deshalb werden solche Sachen ja auch nicht Drehzahlgeregelt sondern 
entweder auf Konstante Bandgeschwindigkeit oder auf Konstanten Bandzug.
In beiden Faellen brauchst du dann aber geeignete Sensoren dafuer. 
Unsere Vorfahren hatten dazu eine weiter Welle/Rolle eingebaut. Bei 
Bandgeraeten nennt man sie Capstan/Tonwelle.

Aber wie Walter schon gefragt hat:

Was ist ie Regelaufgabe oder was willst du regeln?
Wir sind jetzt von einer Drehzahlregelung zu einer 
Winkelstellungsregelung und jetzt zu einer Bandgeschwindigkeits / 
Bandzugsregelung gekommen.

Du must dich jetzt mal entscheiden.

: Bearbeitet durch User
von Martin S. (sirnails)


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Mark schrieb:
> Aber würden sie dann nicht mit unterschiedlichem Omega laufen,

Ja, das ist der Sinn eines konstanten Momentes.

> d. h. ich
> wickele z.B langsamer ab als auf was ja dann wiederum auch nicht gut
> wäre?

Nein, wieso? Durch das konstante Moment bleibt auch die 
Bandgeschwindigkeit konstant. Mit welcher Winkelgeschwindigkeit die 
einzelnen An- und Abtriebsräder drehen, ist dabei vollkommen 
unerheblich.

von Mark (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Mark schrieb:
>> Aber würden sie dann nicht mit unterschiedlichem Omega laufen, d. h. ich
>> wickele z.B langsamer ab als auf was ja dann wiederum auch nicht gut

>
> Aber wie Walter schon gefragt hat:
>
> Was ist ie Regelaufgabe oder was willst du regeln?
> Wir sind jetzt von einer Drehzahlregelung zu einer
> Winkelstellungsregelung und jetzt zu einer Bandgeschwindigkeits /
> Bandzugsregelung gekommen.
>
> Du must dich jetzt mal entscheiden.

Im grunde bandzugregelung. Wobei es keine expiziete Aufgabe ist sondern 
mich die Problematik theoretisch interessiert. Ist drehzahl und 
w.geschwi. Nicht probortionalzueinander ? Somit wäre es doch das selbe. 
Vllt bin ic auch i der Nomenklatur nicht so fit, dann bitte ich dies zu 
entschuldigen. Also konstanter Bandzug wie kann ich dann gewährleisten, 
dass die Rollen abgestimmt sind. Zum Beispiel wenn man Papier oder ne 
Folie aufwickeln will darf man ja nicht einfach schneller aufwickeln wie 
die abwicklung Material nachführt da diese Materialien reißen könnten

von Mark (Gast)


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Martin Schwaikert schrieb:
> Mark schrieb:
>> Aber würden sie dann nicht mit unterschiedlichem Omega laufen,
>
> Ja, das ist der Sinn eines konstanten Momentes.
>
>> d. h. ich
>> wickele z.B langsamer ab als auf was ja dann wiederum auch nicht gut
>> wäre?
>
> Nein, wieso? Durch das konstante Moment bleibt auch die
> Bandgeschwindigkeit konstant. Mit welcher Winkelgeschwindigkeit die
> einzelnen An- und Abtriebsräder drehen, ist dabei vollkommen
> unerheblich.

Ok habe deinen Beitrag übersehen. Danke damit hat sich dann die obige 
Frage wohl erledigt.

von Mark (Gast)


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@ Martin Schwaikert Gibt es den einen mathematischen Zusammenhang 
zwischen Moment und der Bandgeschwindigkeit?

von Helmut L. (helmi1)


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Mark schrieb:
> Zum Beispiel wenn man Papier oder ne
> Folie aufwickeln will darf man ja nicht einfach schneller aufwickeln wie
> die abwicklung Material nachführt da diese Materialien reißen könnten

Noe, deshalb misst man ja auch durch einen geeigneten Aufnehmer den 
Bandzug.
Dabei dreht dann der Aufwickelmotor in die einen Richtung und der 
Abwickelmotor in die andere Richtung (der dreht dann entgegensetzt 
seiner eigentlichen Drehrichtung, das stellt keine Ueberlastung des 
Motors da da ja uaf das Drehmoment geregelt wird). Die Regelung bestimmt 
dann welcher der beiden das hoehere Drehmoment erzeugen muss um den 
Bandzug konstant zu halten. Welcher der beiden das hoehere Moment 
bekommt bestimmt dann die Richtung des Bandes.

von Martin S. (sirnails)


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Mark schrieb:
> @ Martin Schwaikert Gibt es den einen mathematischen Zusammenhang
> zwischen Moment und der Bandgeschwindigkeit?

Implizit schon:

Also die eingesetze Leistung. Diese Leistung geht niht verloren, findet 
sich also in der Bahn wieder:

Setzt man nun ineinander ein, und nimmt für

an, so ergibt sich für die Geschwindigkeit (Beträge)

Mit v = Geschwindigkeit, F = Kraft auf der Bahn, M = Moment des 
Antriebs.

Ich hoffe das beantwortet Deine Fragen.

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