Hi, ein Getriebemotor (max. 12V/27A) wird über eine H- Brücke bestehend aus Mosfets gesteuert, allerdings soll er nun auch eine bestimmte Position halten können (während der Haltezeit ist er immer noch belastet). Bsp. 10 Umdrehungen vorwärts --> 5 Sekunden Position halten --> 10 Umdrehungen rückwärts. Wie realisiere ich möglichst einfach und billig diesen "Position halten" Zustand ? Meine ersten Lösungsansätze wären: --> Motor mittels H- Brücke kurzschließen --> In kurzen Intervallen zwischen Links und Rechts umschalten Ersteres wäre für den Motor wahrscheinlich nicht angenehm, wenn er dauernd kurzgeschlossen wird. Zweiteres hätte recht hohe Stromspitzen (Bedenken Netzteil)und ein zittern des Motor zur Folge oder ? Daten Netzteil (PC): -> +3,3 V/30 A -> +5 V/30 A -> +12 V/30 A -> -12 V/0,8 A -> +5 VSB/2,5 A Bitte um Hilfe. Grüße
@ Fabio (Gast) >ein Getriebemotor (max. 12V/27A) wird über eine H- Brücke bestehend aus Siebenundzwanzig Ampere? >Mosfets gesteuert, allerdings soll er nun auch eine bestimmte Position >halten können (während der Haltezeit ist er immer noch belastet). Sowas nennt man einen Servo. >Wie realisiere ich möglichst einfach und billig diesen "Position halten" >Zustand ? Ist nicht sooo einfach. Man braucht einen Positionsrückmeldung und sinnvollerweise auch eine Stromregleung. http://elm-chan.org/works/smc/report_e.html Wirklich billig wird es nur, wenn das Getriebe mit der Übersetzung so stark ist, dass die Last es nicht "rückwärts" drehen kann. Das erscheint hier aber unwahrscheinlich. >--> Motor mittels H- Brücke kurzschließen Wozu? Das erzeugt im Stillstand kein Haltemoment. >--> In kurzen Intervallen zwischen Links und Rechts umschalten >Ersteres wäre für den Motor wahrscheinlich nicht angenehm, wenn er >dauernd kurzgeschlossen wird. Nö, das ist dem völlig egal, erst recht im Stillstand. >Zweiteres hätte recht hohe Stromspitzen (Bedenken Netzteil)und ein >zittern des Motor zur Folge oder ? Nicht mehr als jede PWM-Ansteuerung auch.
>zittern des Motor zur Folge oder ?
So wird das aber gemacht. Wenn Du schnell genug hin und herschaltest, so
ist das Zittern mechanisch nicht zu merken.
Damit ein Motor eine belastete Position hält, ist ein Stromfluß nötig,
der exakt das Moment erzeugt, um diese externe Belastung zu
kompensieren.
Damit der Motor sich aber (im Mittel) nicht bewegt, also auf der
Position bleibt, muss die mittlere Spannung über dem Motor (besser der
Induktivität) Null sein.
=> Die PWM pendelt bei 50% und wechselt quasi permanent die Polarität
der angelegten Spannung.
Hallo Matthias, >>zittern des Motor zur Folge oder ? > > So wird das aber gemacht. Wenn Du schnell genug hin und herschaltest, so > ist das Zittern mechanisch nicht zu merken. > > Damit ein Motor eine belastete Position hält, ist ein Stromfluß nötig, > der exakt das Moment erzeugt, um diese externe Belastung zu > kompensieren. Richtig. > Damit der Motor sich aber (im Mittel) nicht bewegt, also auf der > Position bleibt, muss die mittlere Spannung über dem Motor (besser der > Induktivität) Null sein. Nein. Wie du oben geschrieben hast, muss das Motormoment dem Lastmoment entsprechen. Da man das Lastmoment i.d.R. nicht direkt messen kann, mißt man die Position und regelt auf diese. Wahlweise auch mit unterlagerter Drehzahlregelung, wenn's dynamischer sein soll. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
>Richtig. >Nein. Doch. Wenn die Motorspannung im Mittel nicht Null ist, würde nach u/L = di/dt der Strom weglaufen. >Da man das Lastmoment i.d.R. nicht direkt messen kann, mißt >man die Position und regelt auf diese. Wahlweise auch mit unterlagerter >Drehzahlregelung, wenn's dynamischer sein soll. Richtig. Das wäre dann die (eine) Umsetzung meiner zwei Forderungen.
Vielen Dank für die Hilfestellungen/ Erklärungen. Mit welcher Frequenz soll ich zwischen Links/ Rechtslauf umschalten, damit das zittern mechanisch nicht wahrnehmbar ist ?
@ Matthias Lipinsky (lippy) >>Richtig. >>Nein. >Doch. Wenn die Motorspannung im Mittel nicht Null ist, würde nach >u/L = di/dt der Strom weglaufen. Nein! Doch! Ohhh! https://www.youtube.com/watch?v=w4aLThuU008 ;-) Der Strom würde nur bei eine idealen Spule dauerhaft steigen. An einem REALEN Motor hat man noch sowas wie Wicklungswiderstände ;-) Dort fällt statisch 100% der Spannung ab.
@ Fabio (Gast) >Mit welcher Frequenz soll ich zwischen Links/ Rechtslauf umschalten, >damit das zittern mechanisch nicht wahrnehmbar ist ? Das hängt von den Zeitkonstanten der Mechanik ab. Aber mit einem einfachen Links/Rechts Umschalten geht es nicht!
Falk B. schrieb: > Der Strom würde nur bei eine idealen Spule dauerhaft steigen. An einem > REALEN Motor hat man noch sowas wie Wicklungswiderstände ;-) > Dort fällt statisch 100% der Spannung ab. Deshalb ja die Ergänzung in der Klammer: >muss die mittlere Spannung über dem Motor (besser der >Induktivität) Null sein.
>Mit welcher Frequenz soll ich zwischen Links/ Rechtslauf umschalten, >damit das zittern mechanisch nicht wahrnehmbar ist ? Das passiert mit jedem PWM-Zyklus. Die ersten (ca.) 50% lassen den Motor links rum laufen, die restlichen (ca.) 50% wieder rechtsrum. Die Frequenz der PWM ist abhängig von der Ankerstromzeitkonstante Ta=La/Ra.
@ Matthias Lipinsky (lippy) >> Der Strom würde nur bei eine idealen Spule dauerhaft steigen. An einem >> REALEN Motor hat man noch sowas wie Wicklungswiderstände ;-) >> Dort fällt statisch 100% der Spannung ab. >Deshalb ja die Ergänzung in der Klammer: >>muss die mittlere Spannung über dem Motor (besser der >>Induktivität) Null sein. Dumm nur, dass man an die Induktivität allein gar nicht rankommt, sondern nur an die Motorklemmen, welche aber die Reihenschaltung aus Induktivität und ohmeschen Widerstand kontaktieren. Bitte keine akademischen Spitzfindigkeiten!
Fabio schrieb: > Wie realisiere ich möglichst einfach und billig diesen "Position halten" > Zustand ? Mit einem Schneckengetriebe oder einer Bremse.
@ Matthias Lipinsky (lippy) >>Mit welcher Frequenz soll ich zwischen Links/ Rechtslauf umschalten, >>damit das zittern mechanisch nicht wahrnehmbar ist ? >Das passiert mit jedem PWM-Zyklus. Die ersten (ca.) 50% lassen den Motor >links rum laufen, die restlichen (ca.) 50% wieder rechtsrum. Schon wieder so ein Unsinn! Bei einer PWM wird während eines PWM-Zyklus NICHT einmal beschleunigt (ON-Phase) und gebremst (OFF-Phase)! Vielmehr läuft der Motor auch in der OFF-Phase in die GLEICHE Richtung weiter, gespeist mit der Energie der Motorwicklungen! Klingt komisch, ist aber so! Während der OFF Phase sinkt der Strom zwar (dreieckiger Verlauf), er hat aber immer noch die gleiche Richtung! Damit der Motor rückwärts läuft, müssen VIELE PWM-Zyklen mit umgekehrter Polarität der anliegenden Spannung vergehen, eher der Strom die Richtung wechselt. Und dann ist gerade mal das DREHMOMENT invertiert, der Motor kann immer noch in die gleiche Richtung laufen. Sowas nennt man Bremsvorgang.
>Bitte keine akademischen Spitzfindigkeiten!
Hehe. Nein. Ich war ja nicht an der Uni. Trotzdem bleibe ich bei meiner
Erklärung. Die reale Motorwicklung mit ihrer ohmschen Verlustwiderstand
sorgt nur dafür, das das PWM-Verhältnis nicht exakt 50% ist. Aber es
liegt "in der Nähe".
Bitte keine Spitzfindigkeit über das "in der Nähe" ;-)
@ Matthias Lipinsky (lippy) >Hehe. Nein. Ich war ja nicht an der Uni. Trotzdem bleibe ich bei meiner >Erklärung. Die immer noch falsch ist. > Die reale Motorwicklung mit ihrer ohmschen Verlustwiderstand >sorgt nur dafür, das das PWM-Verhältnis nicht exakt 50% ist. Aber es >liegt "in der Nähe". Auch das nicht. Ein Motor im Stillstand mit Lastmoment muss ein identisches Gegenmoment aufbringen. Dazu braucht es einen Strom X A. Dieser wird, je nach Motor und Versorgungsspannung, durch ein Tastverhältnis von Y % erzeugt, das im Bereich von knapp über 0-100% reichen kann. Und das kann auch ein simpler Einquadrantensteller, dazu braucht es keine H-Brücke. Deine Vorstellung von Drehzahl Null = mittlere Spannung am Motor Null ist grundfalsch. Denn selbst in der einfachen Formel für die Gleichstrommaschine sieht man das. https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichstrommaschine#Mathematische_Grundlagen Auch wenn Ui=0 ist, ist Ua ungleich Null! Und nein, der OP wird mit wildem Umpolen der Richtung des Motors seine Position NICHT halten, eher erzeugt er wirklich ein Drehmoment von Null ;-)
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