Hallo, ich habe hier einen Motor GR80x40 von Pollin. http://www.pollin.de/shop/dt/ODc0OTg2OTk-/Motoren/Gleichstrommotoren/Gleichstrommotor_DUNKERMOTOREN_GR80X40_24_V_.html Ich möchte nun gerne einen PWM-Regler für diesen Motor konzipieren. Mir wäre wichtig das der Regler einen guten Wirkungsgrad hat sprich also wenig Verlustleistung (dachte an IRFZ44N). Der Motor sollte bei voller Aussteuerung der PWM möglichst seine 120W erbringen. Nun zu meinen Fragen: 1) Welche PWM-Frequenzen würden sich bei diesem Motor(-Typ) anbieten? 2) Kann ich die IRFZ44N nehmen bzgl. Verlustleistung oder sind da andere Mosfets besser geeignet? 3) Ist so ein guter Wirkungsgrad (ca.90% oder mehr) überhaupt möglich? 4) Welche Schaltung würdet Ihr mir empfehlen die ich für diesem Motor nehmen könnte? Ich dachte bisher an NE555 + Mosfets. Danke schonmal im vorraus!
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Mehr als 90% sind bei guter MOSFET-Ansteuerung und gutem Aufbau sicherlich möglich. Allerdings wird der Motor die 90% nicht erreichen. Ein paar kHz sind gängige Werte für die Steuerfrequenz. Wenn Du das gequitsche nicht hören möchtest, solltest Du auf 15 - 20kHz setzen. Ganz niedrige Frequenzen - so ein paar hundert Herz - reduzieren zwar die Schaltverluste, erhöhen aber den Stromrippel im Motor, wodurch der Lauf unruhig werden kann.
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Bearbeitet durch User
mit nem guten mosfet sind über 99% problemlos machbar, für die ansteuerschaltung. das heißt, der mosfet braucht nur nen kleines kühlblechelchen. jo, frequenz ist wie oben gesagt ne sache die man eben ausprobieren kann. ich habe auch mit knapp 20 khz sehr verlustarme ansteuerungen erzielt. wichtig ist nur, das der mosfet knackig an und ausgeschaltet wird. ich benutze nach der pwm-schaltung immer noch nen mosfettreiber. für die ansteuerung selber fand ich den 555 nicht sehr geeignet, wenn man damit in den ganz unteren und oberen bereich und sauber bis 100% kommen will. hab den mic1555 genommen und per figure2 beschaltet. 1n4148 ; alps rk09xxx 10 kohm stereo linear ; am mosfttreiber dann noch nen r-c glied einfügen um von 9x% bis 100,0% nen schönen übergang zu erhalten. so sind ca. 0,5% - 100,0% machbar.. geht sihcer auch mit nem cmos 4093 schmitt-trigger oder anderen.. als mosfet würde ich den irfz48n oder besser nemen, mit zusätzlicher p6ke24/27... ausprobieren.
Ein wichtiger Punkt für die Effizienz der Ansteuerung ist auch die Schaltung selbst. Ein MOSFET und eine Freilaufdiode sind schonmal nicht gut, da die Diode viel größere Verluste hat. Deutlich besseer ist eine Halbbrückenansteuerung.
Danke schonmal für die hilfreichen Antworten! Ich habe nochmal eine Frage zur Schaltung. Ich möchte diesen Motor als Antrieb für ein kleines Fahrzeug benutzen. Wenn nun das Fahrzeug bergabrollt und ich die PWM auf ca.0-1% setze, würde dann der Motor als Bremse funktionieren? Der Motor würde ja in diesem Fall wahrscheinlich als ein Generator fungieren, der Spannung erzeugt. Gibt es noch irgendwelche Schutzschaltungen bzw. kann dies der Freilaufdiode oder dem Mosfet etwas anhaben? Vielen Dank schonmal!
Genau, wenn dem Motor ein externes Drehmoment aufgebracht wird und somit die Drehzahl steigen kann, die PWM aber kleiner ist, als die nun höhere Drehzahl, dann fließt Strom zurück. Dieser Strom muss abgeführt werden. Wird die Steuerung durch einen Akku versorgt, lädt sich dieser wider auf. Wird die Schaltung von einem Netzteil versorgt, kann die Energie nirgendst hin und die Eingangsspannung der Steuerung steigt, im extremfall bis zur Zerstörung.
Roland ... schrieb: > Wird die Steuerung durch einen Akku versorgt, lädt sich dieser wider > auf. Ja, ich hatte geplant den Motor und die Steuerung mit zwei 12V Blei-Gel-Akkus in Serie zu versorgen. Das heißt also, dass die vom Motor erzeugte Spannung zurück in die Akkus fließt? Wenn dem so ist, wäre das natürlich von Vorteil. Angenommen der Motor erzeugt 9V wenn er gedreht wird. Die Batterien haben zusammen ca.24V oder mehr. Muss die erzeugte Spannung des Motors dann nicht höher sein, als die der Batterien damit ein Ladungsaustausch stattfindet? Was würde passieren wenn die Spannung wie oben geschrieben, kleiner ist als die der Versorgungsspannung? Könnte es passieren dass die Freilaufdiode parallel zum Motor zerstört wird, wenn dieser Spannung bei einer Bergabfahrt erzeugt oder ist die erzeugte Energie eines solchen Motors zu gering um einer Diode z.B 1N5821 zu schaden? Wie könnte ich sonst die Energie loswerden? Eine Motorbremse wäre keine schlechte Idee. Gruß Motor123
@ Motor123 (Gast) >Blei-Gel-Akkus in Serie zu versorgen. Das heißt also, dass die vom Motor >erzeugte Spannung zurück in die Akkus fließt? Wenn die Spannung hoch genug ist, ja. > Wenn dem so ist, wäre das >natürlich von Vorteil. Angenommen der Motor erzeugt 9V wenn er gedreht >wird. >Die Batterien haben zusammen ca.24V oder mehr. Muss die erzeugte >Spannung des Motors dann nicht höher sein, als die der Batterien damit >ein Ladungsaustausch stattfindet? Gute Frage. Hmmm? Ich glaube, das macht der 2 Quadranten Steller automatisch, denn er arbeitet dann als Step-Up wandler. Ich bin mir da aber nicht ganz sicher. >Könnte es passieren dass die Freilaufdiode parallel zum Motor zerstört >wird, wenn dieser Spannung bei einer Bergabfahrt erzeugt oder ist die >erzeugte Energie eines solchen Motors zu gering um einer Diode z.B >1N5821 zu schaden? Zum Bremsen brauchst du einen 2 QUadratensteller. Siehe Motoransteuerung mit PWM.
Falk Brunner schrieb: > Gute Frage. Hmmm? Ich glaube, das macht der 2 Quadranten Steller > automatisch, denn er arbeitet dann als Step-Up wandler. Ich bin mir da > aber nicht ganz sicher. Exakt, der Motor erzeugt eine Spannung, die EMK, egal wie klein. Durch die Motorinduktivität wird diese Spannung wie beim Aufwärtswandler beliebig hoch gespannt, bis eben ein Stromfluss zurück in den Akku möglich ist und somit der Motor gebremmst wird. Mit der PWM kann dann der Stromfluss gesteuert werden: Entspricht die PWM genau jener Spannung, die aktuellen EMK des Motors gleich kommt, läuft der Motor im Leerlauf. Entspricht sie einer größeren Spannung, wird der Motor beschleunigt, entspricht sie einer kleineren, wird der Motor gebremmst.^
Hallo, hoffe mal, dass es jetzt der richtige Thread ist... Gibt es Empfehlungen welche "PWM-Auflösung" sinnvoll ist ? Hardware-Basis z.B. 32-Bitter (Arm-Cortex-M3 @40MHz) Wenn ich das PWM-Signal mit 10-Bit "auflösen" möchte bei ca. 20kHz Schaltfrequenz wären das sportliche 20Mhz-PWM-Frequenz. Also 20MHz entspr. 50ns * 1024 = 51,2µs entspr. ca. 19,5kHz. Ist das richtig gerechnet ? Wird in der Paxis mit so einer Auflösung gearbeitet ? Grüße runout
Also ich habe bei meiner Motorsteuerung eine PWM-Frequenz von 15kHz bei 10 Bit Auflösung gewählt, damit ich den Strom genauer regeln konnte. 20kHz oder mehr sind eigentlich kein Problem, da die PWM oft die Hardware im Controller erzeugt. Ich weiß nicht ob Dein µC eine PWM-Hardware hat, ansonsten musst Du für 10Bit bei 20KHz wirklich einen 20MHz-Interrupt programmieren.
@ Roland ... (rowland) >PWM-Hardware hat, ansonsten musst Du für 10Bit bei 20KHz wirklich einen >20MHz-Interrupt programmieren. Was nicht mal ein 1 GHz DSP sinnvollerweise schafft . . . Ideen haben die Leute . . .
Hallo Roland, hallo Falk, ja, Hardware-PWM kann der µC selbstverständlich. Ist ein TI Tiva C mit Arm-Cortex-M4. Die PWM-Einheit hat dann bei 80MHz einen Vorteiler von 4. Hauptsache ich bin nicht auf dem "Holzweg" ;-) Grüße runout
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