Hallo, ich möchte einen DC-Getriebemotor per PWM ansteuern. Wie ist in diesem Fall der Zusammenhang zwischen Tastverhältnis der PWM und der Motor-Drehzahl? Meine Vermutung: Die Spannung die der Motor sieht entspricht dem Tastverhältnis * Versorgungsspannung. Hier besteht also ein linearer Zusammenhang. Doch wie verhält sich die Drehzahl zur Versorgungsspannung? Auch linear? PS: Der Motor ist ein recht billiges China-Fabrikat (12V, 30RPM, 10€). Datenblatt fehlt :-(
innerand innerand schrieb: > DutyCycle 0-100% = U_E 0-100% Könntest du bitte die Formel erläutern? Ue ist die Spannung, die sich aus der PWM ergibt bzw. als Gleichspannung an den Motor angelegt wird. Ia ist der Strom, der durch den Motor fließt? Ra ist der Wicklungswiderstand? Und was ist c? Danke!
Ich würde annehmen eine Konstante, die man für den Motor ermitteln muss.
Mehr als: "Mehr Spannung (Ein-Zeit) mehr Drehzahl", gibt es da nicht. Der Hauptfaktor bei der tatsächlichen Drehzahl ist die Belastung des Motors. Ein einfaches Beispiel: Blockiere den Motor; dann kannst Du von Null bis zum Qualmen Leistung reinpumpen, ohne das das Teil nur zuckt.
Amateur schrieb: > Ein einfaches Beispiel: Blockiere den Motor; dann kannst Du von Null bis > zum Qualmen Leistung reinpumpen, ohne das das Teil nur zuckt. Die Belastung des Motors würde ich auch mal als konstant ansehen (zumindest in meinem Anwendungsfall).
Um so mehr stellt sich dir Frage an @innerand innerand (innerand): Was ist mit "c" gemeint?
Wenn ich das also richtig verstehe, ist der Zusammenhang zwischen Tastverhältnis und Motordrehzahl tatsächlich linear? Das war die Erkenntnis auf die ich gehofft hatte ;-)
guldn schrieb: > Das ist die Motorkonstante Welche? Es gibt mehrere Motorkonstanten, unter anderem: die Drehzahlkonstante, die Drehmomentkonstante, die Anlaufzeitkonstante, die Thermische Zeitkonstante der Wicklung, die Thermische Zeitkonstante des Motors insgesamt. Die letzten drei werden es wohl nicht sein. Also wahrscheinlich die Drehzahlkonstante [min^-1 x V^-1] oder die Drehmomentkonstante [mNm x A^-1]. Welche ist es jetzt? Und welche Einheit hat sie?
>Wenn ich das also richtig verstehe, ist der Zusammenhang zwischen >Tastverhältnis und Motordrehzahl tatsächlich linear? Wie sonst?
>die Drehzahlkonstante, >die Drehmomentkonstante, > > >Die letzten drei werden es wohl nicht sein. Und die ersten zwei sind eigentlich nur eine. Die hat nur 2 Namen.
jibi schrieb: >>Wenn ich das also richtig verstehe, ist der Zusammenhang zwischen >>Tastverhältnis und Motordrehzahl tatsächlich linear? > > Wie sonst? Das das eine lineare Funktion ist
1 | drehzahl = k * Tastgrad + d |
darauf würde ich nicht wetten. monoton steigend (mehr Tastgrad -> mehr Drehzahl): ja, ok. Aber linear?
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Bearbeitet durch User
guldn schrieb: >>die Drehzahlkonstante, >>die Drehmomentkonstante, >> >> >>Die letzten drei werden es wohl nicht sein. > Und die ersten zwei sind eigentlich nur eine. Die hat nur 2 Namen. Und zwei Einheiten und zwei Bedeutungen :-) Die Drehzahlkonstante ist die Drehzahl pro Volt. Die Drehmomentkonstante ist das Drehmoment pro Ampere. Zwei verschiedene. Also welche ist es, das ominöse "c"? Vielleicht äußert sich "innerand innerand (innerand)" mal dazu, der hat es doch geschrieben, also muß er auch wissen, was es bedeutet.
Der Zusammenhang zwischen Spannung (egal ob PWM oder Präzisionsnetzteil) und Drehzahl kann gar nicht linear sein. Rein Quantitativ: - Im unteren Bereich tut sich, bis zu einer "Anlaufspannung" erst mal nichts. Reibung (Haftreibung) und Grundlast machen dies unmöglich. - Im mittleren Teil streiten sich in der Hauptsache Spannung und Gegeninduktivität um die Vorherrschaft. Die zur Spannung gehörige Leistung zu berechnen ist, im wahrsten Sinne des Wortes, komplex. - Am Ende der Fahnenstange gibt es meist einen Bereich, in dem eine Erhöhung der Spannung, kaum noch eine Erhöhung der Drehzahl bewirkt. Höchstens die Temperatur erhöht sich merklich. Natürlich kann man vieles, von dem oben angesprochenen, durch eine aktive Reglung in den Griff bekommen. Der Zusammenhang zwischen Motorspannung und Drehzahl bleibt aber zweifelhaft.
Karl Heinz schrieb: > monoton steigend (mehr Tastgrad -> mehr Drehzahl): ja, ok. > Aber linear? So ist meine Erfahrung, ohne das genau gemessen zu haben. Unter einem gewissen Tastverhältnis geht gar nichts, dann gehts zur Sache, und gegen Ende passiert nicht mehr viel MfG Klaus
Also hilft wohl nur eine Messreihe zu erstellen... Dann kann das Wochenende ja kommen ;-) Danke für alle Beiträge!
>>die Drehzahlkonstante, >>die Drehmomentkonstante, >> >> >>Die letzten drei werden es wohl nicht sein. > Und die ersten zwei sind eigentlich nur eine. Die hat nur 2 Namen. >Und zwei Einheiten und zwei Bedeutungen :-) Die eine ist der Kehrwert der anderen und noch Faktor 2Pi drin. >Also welche ist es, das ominöse "c"? c hat die Einheit rpm pro Volt. >- Im unteren Bereich tut sich, bis zu einer "Anlaufspannung" erst mal > nichts. Reibung (Haftreibung) und Grundlast machen dies unmöglich. Es ist ein Anlaufstrom. Das Drehmoment ist proportional zum Strom. n = (U * IR)*c Ersetze I durch "Drehmoment mal Motorkonstante". Dann hast Du genau dieses Verhalten. Trotzdem bleibt alles Linear. Denn die Reibung kann man genau so gut zur Last dazurechnen. >- Am Ende der Fahnenstange gibt es meist einen Bereich, in dem eine > Erhöhung der Spannung, kaum noch eine Erhöhung der Drehzahl bewirkt. > Höchstens die Temperatur erhöht sich merklich. Vielleicht beim benzinbetriebenen Rasenmäher.
Drehzahl und Spannung sind praktisch. Allerdings kommt es noch drauf an, was für eine Endstufe Ihr habt. Ist es eine Halbbrücke, dann ist die Ausgangsspannung proportional zum PWM. Ist es aber ein Low-Side Fet, Motor und ne Freilaufdiode, dann stimmt das nur, solange man im nichtlückenden Betrieb ist. Ansonsten kann es zu der besagten Rasenmäherkennlinie kommen.
guldn schrieb: > Allerdings kommt es noch drauf an, was für eine Endstufe Ihr habt. Ist > es eine Halbbrücke, dann ist die Ausgangsspannung proportional zum PWM. Das ist vielen aber wohl zu aufwendig, weshalb bald der Einwand kommen wird (könnte), damit würde der Motor ja kurzgeschlossen :-) Die zumeist bevorzugte Variante mit einem getakteten FET funktioniert bei der Helligkeitssteuerung von LEDs, bei DC-Motoren aber nicht. Ratsam ist daher eine Halbbrücke oder auch die einfache FET-Ansteuerung mit passender Regelung. Dabei wird in der passiven PWM-Phase die EMK gemessen und die PWM entsprechend geregelt.
>Das ist vielen aber wohl zu aufwendig Gibt aber tolle Treiber dafür. Wenn auch nicht bei Reichelt. http://www.infineon.com/cms/de/product/automotive-ics/motor-drivers-automotive/integrated-high-current-motor-drivers-novalithic-tm/trilith-ic/BTN8982TA/productType.html?productType=db3a30443ef951e3013f0f6c88742068
guldn schrieb: > Gibt aber tolle Treiber dafür. Wobei man das PWM-Signal aber bitte nicht an INH anschließt. Für den Hausgebrauch reicht auch ein L6203, der beide Drehrichtungen ermöglicht.
Hallo, Motordrehzahl n min-1 Klemmenspannung Uk Volt (Ueff bei PWM) Motorstrom Im Ampere Motorinnenwiderstand Ri Ohm Spezifische Drehzahl ns min-1/V angenommen 1000min-1/V n = (Uk - Ri*Im) * nspez (11V - (.1R * 10A)) * 1000 min-1/V = 10000 min-1 (16V - (.1R * 10A)) * 1000 min-1/V = 15000 min-1 (21V - (.1R * 10A)) * 1000 min-1/V = 20000 min-1 Drehmoment des Elektromotors Md Md (Nm) = Drehmomentkonstante * Im obige (noch nicht ganz in die Einzelheiten gehende) Berechnungen zeigen, dass bei gleibleibendem Lastdrehmoment und damit bei gleichbleibendem Motorstrom die Drehzahl zur Klemmenspannung proportional ist. Dies gilt allerdings nur für den konstruktiv vorgesehenen Betriebsbereich, der sicher nicht beim Leerlaufstrom bzw. beim Blockierstrom zu suchen ist. mfG GroberKlotz
@ m.n. (Gast)
>Wobei man das PWM-Signal aber bitte nicht an INH anschließt.
Doch, auch das ist eine zulässige Möglichkeit.
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