Hallo Leute, hab eher ne Verständnisfrage, die aber auch einen Praxisbezug hat. Möchte gerne einen Motor kaufen, den ich mittels variabler Gleichspannungversorgung (vorhanden mit 0-12V) steuern kann. Der Motor soll zwischen 1-6 U/min drehen. Ich hab natürlich schon einige Getriebe-Gleichstrommotoren gefunden. Allerdings steht meistens nicht dabei wie weit ich mit der Versorgungsspannung runter gehen kann. Wenn ich das richtig verstanden habe verschiebt sich ja die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie parallel Richtung Urspung, wenn ich die Ankerspannung senke. D.h. das Drehmoment sinkt auch und der Motor dreht ab einer gewissen Spannung garnicht mehr. Zu diesen "Grenzspannung" wird allerdings fast nie eine Angabe: also keine Kennlienien, keine Angabe zum Drehmoment bei bestimmten Spannungen usw. Meine Frage ist jetzt: Kann man das Drehmoment bei einer gewissen Spannung berechnen, indem man aus den Nennwerten die Motorkonstante berechnet? Oder gibt es da eine Faustregel? Oder sollte ich mich lieber nach Motoren mit besseren Datenblättern umschauen? Danke schon mal im Voraus Gruß, Werner PS: Habe bewusst keine Angaben zu den gefundenen Motoren gemacht, weils mir mehr ums Verständnis geht :)
Hallo, mit einer variablen Gleichspannung kann man nur bedingt Motordrehzahlen einstellen. Viel besser und feinfühliger geht das mit einer sogenannten PWM-Steuerung. Dabei wird der motor mut Impulsen angesteuert die entweder länger (höhere Drehzahl) oder kürzer (niedrige Drehzahl) sind. PWM = PulsWeitenModulation Google danach und Du wurst fündig ;-) Schaltungsvorschläge gibt es reichlich, egal ob konventionell, ob mit OPVs oder gar mit Mikrocontroller. Old-Papa
Das Drehmoment hängt in erster Linie mit dem Strom zusammen. Grob betrachtet besteht ein linearer Zusammenhang zw. I und M.
Werner schrieb: > Oder sollte ich mich lieber > nach Motoren mit besseren Datenblättern umschauen? Du kannst nach Motoren mit geringem Leerlaufstrom im Vergleich zum Nennstrom suchen. Z.B. sind das welche mit Metallbürsten, und/oder ohne magnetisches Rastmoment. Faulhaber/Maxon/Escap usw. haben eine um Längen geringere Anlaufspannung, als andere Motoren. Nutze z.B. einen RE40 mir 150W Nennleistung und 36V, der hat keine 50mA Leerlaufstrom. Die drehen schon ab wenigen Millivolt auch an DC an. Drehmoment haben sie da natürlich noch nicht. Es gibt aber Schaltungen, die solchen Motoren bei extrem niedrigen Drehzahlen noch ihr volles Drehmoment ermöglichen.
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Uwe S. schrieb: > Es gibt aber Schaltungen, die solchen Motoren bei extrem niedrigen > Drehzahlen noch ihr volles Drehmoment ermöglichen. Eben.... PWM ;-) Old-Papa
Old P. schrieb: >> Es gibt aber Schaltungen, die solchen Motoren bei extrem niedrigen >> Drehzahlen noch ihr volles Drehmoment ermöglichen. > > Eben.... PWM ;-) Na ja...bis 10% vielleicht noch, und da schon mit wenig Drehmoment. Denke da eher an eine Tachospannungs-Auswertung, oder natürlich irgendeinem externen Drehzahl-Istwertgeber.
Werner schrieb: > Der Motor soll zwischen 1-6 U/min drehen. Du brauchst einen Getriebemotor und eine Drehzahlregelung, damit der Motor auch bei niedrigen Drehzahlen nicht stehen bleibt und volles Drehmoment liefert. Beitrag "Drehzahlregler für DC-Motor, ATmega48-328"
m.n. schrieb: >> Der Motor soll zwischen 1-6 U/min drehen. Ein Schrittmotor wäre auch denkbar. Hätte auch Kraft bei geringer Drehzahl. Die Steuerung ist allerdings aufwändiger.
> Untere Drehzahlgrenze Gleichstrommotor
Null.
Natürlich kann er auch dabei Nennmoment abgeben, sofern er Nennstrom
eingeprägt bekommt.
(Eventuell aber nicht für lange Zeit, weil immer dieselben
Kollektorlamellen betroffen sind und/oder die Kühlung schwächer als bei
normaler Drehzahl ist.)
Elektrofan schrieb: >> Untere Drehzahlgrenze Gleichstrommotor Wenn man eine Lageregelung hat, wie bei einem Servomotor üblich, gibt es keine - die Regelung hält den Antrieb aktiv auf einer bestimmten Position, und den Sollwert der Position kann man beliebig langsam verändern. Wenn sein muss auch um 1 Grad pro Tag. Georg
Werner schrieb: > also keine Kennlienien, keine Angabe zum Drehmoment bei bestimmten Spannungen Kein Wunder, das Drehmoment bewirkt ja auch nur eine Stromaufnahme. Wenn du einen Getriebemotor hast, der bei voller Spannung 6upm schafft, dann muss er mit den 6upm ja eine gewisse Last bewegen, hat also ein Drehmoment das ihm entgegensteht und zu einer bestimmtem Stromaufnahme führt. Ein normaler Gleichstrommotor http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/225000-249999/244478-da-01-en-Igarashi_Motor_SP_3657_50_12V.pdf Du siehst, daß die Strom-Kure nicht bei 0 beginnt, sondern bei 0.25A, das ist der Strombedarf ohne Last, das Drehmoment das nötig ist um die Lagerreibung zu überwinden, Abgabeleistung ist da 0. Stand der Motor und soll loslaufen, braucht er übrigens kurz mehr Strom, denn er muss ein Losbrechmoment überwinden. Falls dieser Motor im Getriebemotor steckt der bei voller Spannung mit 6upm dreht, dann wird das nicht im Punkt der maximalen Leistung von 8Ncm und 2900upm sein, sondern eher im Punkt maximaler Effizienz bei 2.5Ncm und 5800upm und 1.5A. Belastest du das Getriebe stärker, wird die Drehzahl sinken weil das Abgabemoment und die Stromaufnahme bei gleicher Spannung steigt. Wollen wir nun den Motor nur 1upm drehen lassen statt 6, verringern wir die Spannung von 12V auf 2V wobei das etwas unlinear ist, es werden 2.8V nötig sein, wie gesagt, der Strom beginnt nicht bei 0. Das Drehmoment und damit die Stromaufnahme bleibt gleich. Belastet man das Getriebe stärker, wird die Drehzahl sinken. Versuchst du den Motor nur 1% so schnell drehen zu lassen, 0.06upm, dann wird er bei der kleinen Spannung gar nicht loslaufen weil nicht mal die nötigen 0.25A fliessen werden für die Motorlagerreibung und schon gar nicht die nötigen 1.5A für die Getriebeverluste.
bpw schrieb: > Was hat denn PWM mit geringer Drehzahl zu tun? In jedem lausigen Akkuschrauber funktioniert das recht gut.
Nemesis schrieb: > bpw schrieb: >> Was hat denn PWM mit geringer Drehzahl zu tun? > > In jedem lausigen Akkuschrauber funktioniert das recht gut. Eben! Und warum? Nachdenken! Mani
Mani W. schrieb: > Nemesis schrieb: >> bpw schrieb: >>> Was hat denn PWM mit geringer Drehzahl zu tun? >> >> In jedem lausigen Akkuschrauber funktioniert das recht gut. > > Eben! Und warum? Nachdenken! Ahhhh, es geht doch noch in die richtigs (und praktische) Richtung ;-) Klar gehen Servos und sogar tachogesteuerte auch, nur der Aufwand! In Millionen Kleingeräten mit Getriebemotor wird seit Äonen eine PWM verwandt, das muss Gründe haben ;-) Old-Papa
Wie währe es mit einem Schneckentrieb? Die sind selbsthemmend (Man schaltet einfach den Motor aus und nichts bewegt sich.) Die üblichen Übersetzungsverhältnisse sind 40:1 bis 60:1 Dadurch kann man so ziemlich jeden Motor an so einen Schneckentrieb hängen. Bei Maedler.de gibt es kleine Schnecken und Schneckenräder falls man das Getriebe selbst bauen will.
Old P. schrieb: > In Millionen Kleingeräten mit Getriebemotor wird seit Äonen eine PWM > verwandt, das muss Gründe haben ;-) Nicht gerade seit Äonen. PWM wurde m.W. erst in den 70er Jahren bekannt.
Harald W. schrieb: > Nicht gerade seit Äonen. PWM wurde m.W. erst in den 70er Jahren bekannt. Bist du da selbst draufgekommen oder hast du das bei Wikipedia nachgelesen?
Im Zweifel ist der Benutzer die Regelung am Akkuschrauber. Wenn der langsamer wird wegen mehr notwendigem Drehmoment, dann drückt der Handheimwerker automatich den Abzug etwas weiter durch.
Mein grosses V. schrieb: > Bist du da selbst draufgekommen oder hast du das bei Wikipedia > nachgelesen? Oh, toll, du weisst dass es Wikipedia gibt.
Der Andere schrieb: > Im Zweifel ist der Benutzer die Regelung am Akkuschrauber. Wenn der > langsamer wird wegen mehr notwendigem Drehmoment, dann drückt der > Handheimwerker automatich den Abzug etwas weiter durch. Wenn der Akkuschrauber eine Regelung hat, kann der Mann den Abzug so lassen, wie er ist. Sonst würde auch ein Drahtpoti in Reihenschaltung zum Motor reichen.
Old P. schrieb: > mit einer variablen Gleichspannung kann man nur bedingt Motordrehzahlen > einstellen. Viel besser und feinfühliger geht das mit einer sogenannten > PWM-Steuerung. Kannst Du erklären, warum das so ist? Das würde mich mal interessieren; denn mir fällt nur eine Erklärung dafür ein, dass das genau nicht so wäre: Durch die PWM stellt sich ein dreiecksförmiger Strom ein; solange die PWM an ist steigt der Strom, solange die PWM aus ist fällt er. Im Mittel ist der Strom genau gleich dem Strom, der bei der mittleren Spannung (Tastverhältnis * PWM-Amplitude) fließen würde. Da das Drehmoment proportional zum Strom ist, hat es den gleichen dreieckigen Verlauf um den Mittelwert, der bei Versorgung mit einer Gleichspannung der Höhe Tastverhältnis * PWM-Amplitude auftreten würde. Das wäre also eben keine Steigerung des mittleren Drehmomentes durch die PWM. Allenfalls könnte die Tatsache, dass das Drehmoment bei PWM zeitweise über dem mittleren Moment liegt dabei helfen, irgendwelche Losbrechmomente zu überwinden. Wie gesagt, eine Erklärung dafür würde mich interessieren.
@ Karl (Gast): Stimmt, natürlich kann man mit einer reinen Gleichspannung die Drehzahl genauso fein verstellen, wie eben diese Gleichspannung. 1.) Hat man PWM mit einer relativ hohen Frequenz, sodass der Strom während einer gesamten Taktperiode praktisch nicht schwankt, ist das Verhalten exakt gleich. 2.) Ist die Frequenz niedriger und der Strom schwankt => a) besteht dann natürlich die Möglichkeit, dass beim Stromspitzenwert das Losbrechmoment überschritten wird - dann steigt aber die Drehzahl, und man muss ggf. diese Spannung wieder verkleinern. b) wird der Motor etwas stärker belastet, weil der Effektivstrom trotz gleichem mittlerem Drehmoment höher ist, als bei reiner Gleichspannung.
m.n. schrieb: > Wenn der Akkuschrauber eine Regelung hat, kann der Mann den Abzug so > lassen, wie er ist. Stimmt! Sonst würde auch ein Drahtpoti in Reihenschaltung > zum Motor reichen. Eben nicht! Es ist ja ganz einfach, selbst diese Versuche zu machen, mit Vorwiderstand (Drahtregler mit Fingerwärmfunktion) oder mit PWM, wobei es schon auf die Frequenz ankommt... Das typische Pfeifen bei Akkuschraubern ist eben eine PWM, die bei diesen Gleichstrommotoren am besten wirkt - sprich Drehmoment und langsame Drehzahl... Man kann auch nicht jeden Motor optimal betreiben, wenn die Frequenz nicht passt... Schönen Gruß Mani
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