Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Drehstromlichtmaschine zum Antrieb umfunktionieren


von Matthias P. (matthias_p993)


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Hallo Leute!
Ich habe das Thema hier schon zu genüge gefunden und mich auch darin 
schon durchgearbeitet. Jedoch bleiben einige Fragen:

Es handelt sich bei einer Lichtmaschine ja wohl um eine fremderregte 
Drehstrommaschine in Sternschaltung.

1.
Ist der Rotor kommutiert oder einfach nur über zwei Bürsten kontaktiert?

2.
Würde eine konstante DC-Bestromung der Erregerwicklung genügen, um über 
ein Drehfeld in den Statorwicklungen die Maschine drehen zu lassen?

3.
Was passiert eigentlich bei einer Drehstrommaschine, wenn das Drehfeld 
nicht an die Drehzahl angepasst ist? Also angenommen, ich lasse das 
Drehfeld vom Stand an direkt mit 100Hz drehen, setzt sich die Maschine 
dann überhaupt in Bewegung?

4.
Um wieviel Grad darf/muss das Drehfeld der Maschine voreilen damit die 
Maschine nicht aus dem Takt gerät? Für maximales Moment, was ist denn da 
so üblich an Voreilung?

5.
Wenn ich das Drehfeld mit PWMs regeln bzw. erzeugen wollte, gibt es dazu 
schon fertige Bausteine, die das können?

6.
Wenn ich die Maschine nicht nur motorisch sondern auch generatorisch 
nutzen wollte, wie realisiere ich das dann am besten?

7.
Ist es im Sinne der Regelqualität im generatorsichen Betrieb eigentlich 
sinnvoll, den simplen "An-Aus"-Regler durch einen kontinuierlichen PID 
auf die Bordnetzspannung eingeregelt zu ersetzen?

Fragen über Fragen ...

LG und danke,
Matthias

von Ingo L. (corrtexx)


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Matthias P. schrieb:
> Ist der Rotor kommutiert oder einfach nur über zwei Bürsten kontaktiert?
Sehr oft

> Würde eine konstante DC-Bestromung der Erregerwicklung genügen, um über
> ein Drehfeld in den Statorwicklungen die Maschine drehen zu lassen?
Ja

Matthias P. schrieb:
> Was passiert eigentlich bei einer Drehstrommaschine, wenn das Drehfeld
> nicht an die Drehzahl angepasst ist? Also angenommen, ich lasse das
> Drehfeld vom Stand an direkt mit 100Hz drehen, setzt sich die Maschine
> dann überhaupt in Bewegung?
Eher weniger, da es sich um eine Synchronmaschine handelt, eine 
Anfahrrampe wäre sinniger

Matthias P. schrieb:
> Um wieviel Grad darf/muss das Drehfeld der Maschine voreilen damit die
> Maschine nicht aus dem Takt gerät? Für maximales Moment, was ist denn da
> so üblich an Voreilung?
Kommt natürlich auf die Polpaarzahl an, hier "macht Versuch kluch".

Matthias P. schrieb:
> Wenn ich das Drehfeld mit PWMs regeln bzw. erzeugen wollte, gibt es dazu
> schon fertige Bausteine, die das können?
Keine Ahnung, sowas kann aber heute fast jeder µC

Matthias P. schrieb:
> Wenn ich die Maschine nicht nur motorisch sondern auch generatorisch
> nutzen wollte, wie realisiere ich das dann am besten?
Genauso, wenn deine Drehspannung kleiner ist als die Spannung der LiMa 
kommt Energie zurück in den Zwischenkreis. Die musst du dann verheizen

Matthias P. schrieb:
> Ist es im Sinne der Regelqualität im generatorsichen Betrieb eigentlich
> sinnvoll, den simplen "An-Aus"-Regler durch einen kontinuierlichen PID
> auf die Bordnetzspannung eingeregelt zu ersetzen?
Ja, dabei solltest du aber berücksichtigen, wie schnell die Drehzahl 
sich ändern kann und wie schnell dein Regler ist. Das ist nicht ganz 
ohne...

: Bearbeitet durch User
von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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Wenn du die Erregerwicklung bestromst mit 1-5A dann kannst du jeden 
BLDC-Controller nehmen den es gibt.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Matthias P. schrieb:
> 6.
> Wenn ich die Maschine nicht nur motorisch sondern auch generatorisch
> nutzen wollte, wie realisiere ich das dann am besten?

Wenn du die Wicklungen mit H-Brücken betreibst und MOSFet/IGBT mit dafür 
geeigneten Bodydioden benutzt, sind die Dioden prektisch das gleiche wie 
in der ursprünglichen Lichtmaschine. Also alle H-Brücken abschalten und 
die Lima weiterdrehen lassen. Erregerstrom muss natürlich wieter 
anliegen und evtl. regeln.

Matthias P. schrieb:
> 5.
> Wenn ich das Drehfeld mit PWMs regeln bzw. erzeugen wollte, gibt es dazu
> schon fertige Bausteine, die das können?

Es gibt 3-Phasen Brücken fertig, aber m.W. keine, bei denen auch die 
komplette PWM Erzeugung drin ist. Die übernimmt i.A. ein externer MC.

Matthias P. schrieb:
> 3.
> Was passiert eigentlich bei einer Drehstrommaschine, wenn das Drehfeld
> nicht an die Drehzahl angepasst ist?

Sie gerät 'aus dem Tritt'. Deswegen nutzen die meisten sensorlosen BLDC 
Controller die Gegen-EMK, um sich mit der Maschine zu synchronisieren.

von hinz (Gast)


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Tec N. schrieb:
> Wenn du die Erregerwicklung bestromst mit 1-5A dann kannst du
> jeden
> BLDC-Controller nehmen den es gibt.

Wenn man nur Spielkram kennt...

von nachtmix (Gast)


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Matthias P. schrieb:
> Ist der Rotor kommutiert oder einfach nur über zwei Bürsten kontaktiert?

Mitunter nicht mal das, sondern er kann eigene Dioden haben und von 
einem separaten Statorfeld erregt werden.
Vorteil: Verschleissfrei.

von PSblnkd (Gast)


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@Matthias Pollack

So ein Projekt hatte ich schon zu Beginn der 1990er Jahren erfolgreich 
begonnen. Leider standen damals noch nicht die speziellen Ansteuer-ICs 
zur Verfügung, aber mit einer "diskreten" Lösung und 6x BUZ11 konnte 
tatsächlich eine "Drehbewegung" erzeugt werden.
Die Arbeiten sollten im Vorfeld zu einem Roboterprojekt dienen, welches 
bisher leider noch nicht weitergeführt worden ist ...
Es existiert aber ein Entwicklungsbericht nebst Zeichnungen zu der 
Antriebsmaschine.
Eine Veröffentlichung wird demnächst auf 
http://www.ps-blnkd.de/ComBastelecke.htm - Projekt Robot - erfolgen ...

Grüsse aus Berlin

PSblnkd

von Alex E. (tecnologic) Benutzerseite


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hinz schrieb:
> Wenn man nur Spielkram kennt...

Er kann natürlich auch einen Servoumrichter dahinter hängen, der macht 
dann auch die Regelung der Erregerwicklung, ich gehe aber nicht davon 
aus das der TO das will. So wie ich ihn verstehe will er die Maschine so 
einfach wie möglich betreiben. Und dann kann er einen IC wie den DRV8307 
nehmen und eine 3 Phasige Brücke dahinter hängen. Dann hat er quasi 
alles was er will. Ja ok im Stillstand funktioniert der Mist nicht, aber 
dann muss man eben mehr Aufwand treiben.

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