Hallo, wie regelt man am besten einen DC Motor mittels eines PWM Signals? Ich meine - man kann ihn ja einerseits mit einer variablen frequenz einstellen wo das PWM Signal ein 50/50 verhältniss von On/Off hat (also 50% Duty cycle) oder sollte man eine feste frequenz nehmen aber die DutyCyle variieren? Motor ist ein 12V DC Motor, 200W, klassischer schleifring-motor Geht halt darum, ihn von niedriger Drehzahl bis maximal Drehzahl zu regeln, aber sodass er auch bei niedriger Drehzahl noch kräftig ist. bei welcher frequenz macht man dass dann am besten?
:
Bearbeitet durch User
Bei 50/50 bekommt der Motor IMMER 50% Leistung und wird NICHT veränderlich angesteuert. Egal bei welcher Frequenz.
David P. schrieb: > oder sollte man eine feste frequenz nehmen aber die DutyCyle variieren? So isses. Aber wenn Du regeln willst, musst Du irgendwie noch die Drehzahl erfassen, z.B. mit Schlitzscheibe und Lichtschranke.
echt? bei 50/50 dreht er immer gleich schnell? egal ob 1Hz oder 1Khz? hmm ok, wusste ich noch nicht...dachte dass da vieleicht die Trägheit des Motors auch eine rolle spielt? gut, also Duty Cycle :) wegen der regelung...das ist ein Scheibenwischermotor..ein etwas größerer halt :) Der hat ein Schneckengetriebe drin. Der Motor hat eine sich nicht verändernde Last...er muss nur was schweres Drehen können, gleichbleibend Schnell. Das macht er ja auch schon wenn ich ihn über die Spannung regle. also auf 1-2U/min schwankung kommt es mir da nicht an
David P. schrieb: > Das macht er ja auch schon wenn ich ihn über die Spannung regle. Du meinst, Du willst die Drehzahl einstellen . Das ist etwas anderes wie eine Regelung.
ohha, stimmt ja, sorry :( ja - meine natürlich - Drehzahl einstellen :) Aber wenn es über die DutyCycle gesteuert wird, und jetzt z.B. 10% an, und 90% aus ist - da wirkt der Motor doch wie eine Generator...reicht da eine dicke diode in reihe zum Motor? also zw. Motor und Mosfet? eine Freilaufdiode wollte ich eigentlich nicht, weil da würde der Motor sich doch selbst abbremsen glaube ich wenn der in der Off-Time ist? der soll aber geschmeidig laufen...
:
Bearbeitet durch User
David P. schrieb: > also auf 1-2U/min schwankung kommt es mir da nicht an Bei 5000 Upm vielleicht, aber bei 5 Upm wohl nicht mehr. Wenn der Motor bei niedriger Drehzahl auch noch kräftig sein soll, muß geregelt werden. Hier ein Beispiel mit Einstellen und Regelung: Beitrag "Drehzahlregler für DC-Motor, ATmega48-328" FET und Freilaufdiode sollten entsprechend angepaßt werden. David P. schrieb: > eine Freilaufdiode wollte ich eigentlich nicht, Die willst Du unbedingt, Du weißt es nur noch nicht ;-)
David P. schrieb: > eine Freilaufdiode wollte ich eigentlich nicht, weil da würde der Motor > sich doch selbst abbremsen glaube ich wenn der in der Off-Time ist? Zum Bremsen müsste der Motor Leistung abgeben. Im Frei(!)lauf kann der Strom aber fast ungehindert fließen. Es fällt nur wenig Spannung an Motor- und Leitungswiderständen und an der Diode ab. Dem Motor wird nur wenig Leistung entnommen, und damit wird er auch kaum gebremst.
>> eine Freilaufdiode wollte ich eigentlich nicht, >Die willst Du unbedingt, Du weißt es nur noch nicht ;-) Wenn Du einen DC Motor gescheit regeln willst, brauchst Du eine H-Brücke. Mit Mosfet + Freilaufdiode verändert sich die Schleifenverstärkung abhängig vom Laststrom und ob er gerade lückenden Strom hat oder nicht. Das wird nichts. Oder halt nur arg langsam. Die Schweibenwischermotoren von PKWs der Oberklasse haben im Motor eine H-Brücke integriert. Einen Sensor und den digitale Lageregler. Ein Mega-Servo im Prinzip. Wär also alles drin, man kommt nur nicht so leicht an die Software ran. Müsste nur den Rechner durch einen eigenen Rechner ersetzten.
ist ein alter Scheibenwischermotor...der hat keine lagesensoren drin...der kann einfach nur - Drehen oder nicht Drehen :D
Wÿscher schrieb: > Wenn Du einen DC Motor gescheit regeln willst, brauchst Du eine > H-Brücke. Die braucht man nicht, wenn der Motor stets durch die Last abgebremst wird. Beispiel: Scheibenwischer. Anders wäre es, wenn z.B. ein Fahrzeug bergauf und bergab die gleiche Geschwindigkeit fahren soll. Da muß dann auch aktiv gebremst werden. Wÿscher schrieb: > Die Schweibenwischermotoren von PKWs der Oberklasse haben im Motor eine > H-Brücke integriert. Einen Sensor und den digitale Lageregler. ... und die Drehzahl wird online vom Server des Herstellers geregelt. So ein Auto kommt mir nicht ins Haus ;-) Vermutlich existiert die H-Brücke deshalb, weil diese Motore auch für's Schiebedach und die Fensterheber eingesetzt werden.
Bondu schrieb: > Ach! Dieser doofe Kommentar ist fehl am Platz. Wer keinen Richtungswechsel braucht, braucht auch keine H-Brücke. Wÿscher schrieb: > Wenn Du einen DC Motor gescheit regeln willst, brauchst Du eine > H-Brücke. Hier wäre ein doofer Kommentar besser angebracht.
Drehrichtung muss nicht geändert werden... Wir sind gerade dabei, ein Programm zu schreiben für ein Raspberry, der dann halt entsprechend ein Mosfet ansteuern soll. Damit soll der Motor einen Sanftanlauf bekommen bis er seine eingestellte Drehzahl erreicht hat und anschließend mit einem Sanft-Auslauf (weil der ja sonst wegen dem Schneckengetriebe schlagartig stehen bleiben würde, bei einer last von 50Kg die er drehen soll bestimmt nicht gut :D )
David P. schrieb: > Damit soll der Motor einen Sanftanlauf bekommen bis er seine > eingestellte Drehzahl erreicht hat und anschließend mit einem > Sanft-Auslauf (weil der ja sonst wegen dem Schneckengetriebe schlagartig > stehen bleiben würde, bei einer last von 50Kg die er drehen soll > bestimmt nicht gut :D ) Da würde ich entweder das Schneckengetriebe durch ein anderes Getriebe ersetzen (Zahnriemen, Keilriemen) oder eine Rutschkupplung vorsehen. Aber ich weiß ja nicht, was es werden soll. Was ich aber weiß, daß es ein Problem geben wird, wenn einmal die Stromversorgung ausfällt. Dann wirst Du zur Schnecke gemacht ;-)
Stromausfall? hehe das ist egal ;) das muss nicht manuell angetrieben werden, wenn strom weg, dann geht eh nix :) Das soll ein Werkzeug werden, ein Bauteil-Dreh Apparat sozusagen. läuft auch nicht dauerhaft, sondern nur ein paar wenige MMinuten
David P. schrieb: > Stromausfall? hehe das ist egal ;) Bezog sich wohl auf den Sanft-Auslauf. Wenn der notwendig ist, weil sonst mechanische Schäden, hast du bei Stromausfall während des Betriebs ein Problem
David P. schrieb: >Motor ist ein 12V DC Motor, 200W, klassischer schleifring-motor Ich vermute mal du meinst ein Kommutatormotor, Schleifring ist was anderes. Ist das ein Motor mit Dauermagnet, oder hat er eine Erregerwicklung? >eine Freilaufdiode wollte ich eigentlich nicht, weil da würde der >Motor sich doch selbst abbremsen glaube ich wenn der in der >Off-Time ist? Der Motor wird durch eine Freilaufdiode nicht gebremst, zum bremsen müste der Motor kurzgeschlossen werden. Wenn der Motor eine Erregerwicklung in Reihe mit dem Läufer hat, wirkt sie wie eine Drossel. Eine Freilaufdiode läst dann den Strom, bei abschalten des Transistors in der gleichen Richtung durch den Motor weiter fließen. >reicht da >eine dicke diode in reihe zum Motor? Wozu soll das gut sein? Es braucht keine Diode in Reihe zum Motor. Wenn das ein Motor mit Dauermagnet ist, würde ich eine Speicherdrossel vorschalten und parallel zum Motor ein Elko.
> Wie am besten DC Motor regeln?
Das hängt u.a. auch davon ab, um welche Sorte "DC-Motor" es sich
handelt.
Reihenschluss, fremderregt, ...
Habe den Motor mal aufgemacht, er hat ganz normale Magneten außen im Stator. Er hatte auch 3 Schleifkontakte die an den Kommutator drückten - habe den 3. entfernt, sodass nur noch die außen liegenden, also die im 180° winkel da anliegen. der Motor dreht sehr Kräftig, bei 12V viel zu schnell, obwohl der Motor da noch schneller drehen könnte mit mehr Spannung. Das krasse ist aber: der dreht sogar mit 0.8V noch und nimmt da um die 480mA O_O und selbst da ist er noch so stark, dass man den nicht mit den Fingern anhalten kann...gut klar, hat ja auch ne hohe übersetzung dieses Schneckengetriebe... selbst bei 5V dreht er eigentlich noch zu schnell... Da frage ich mich aber, ob man den soweit überhaupt runter gedrosselt bekommt mit einer PWM ansteuerung? ich würde versuchsweise mal das hier nachbauen: http://www.led-treiber.de/html/pwm-dimmen.html#PWM-Dimmer nur dass ich da eben noch einen Mosfet-Treiber und einen Mosfet anschließen würde um die hohen ströme (unter last) zu schalten. Da müsste ich doch sicherlich einen recht großen Kondensator mit paralel zum Motor schalten, oder? ich meine bei einer DutyCycle von vieleicht 2% An-Anteil würde der motor doch sicherlich ganz schön ins stocken geraten, oder? Ich würde da mal als Schwingfrequenz 1Khz nehmen
David P. schrieb: > Ich würde da mal als Schwingfrequenz 1Khz nehmen Motoren sind gut höhrbar. 1kHz kann sehr unangenehm sein - je nachdem wo der Motor seinen Lärm abgibt!
David P. schrieb: > Da müsste ich doch sicherlich einen recht großen Kondensator mit paralel > zum Motor schalten, oder? Nein. David P. schrieb: > bei einer DutyCycle von vieleicht 2% > An-Anteil würde der motor doch sicherlich ganz schön ins stocken > geraten, oder? Ich würde da mal als Schwingfrequenz 1Khz nehmen Wer soll da was bemerken, wenn der Motor 1000 mal in der Sekunde "ins Stocken" gerät?
Wenn du parallel zum Motor einen dicken Kondensator anschliessen würdest, dann wird der nur mit PWM gequält, trägt nichts zur Laufruhe bei und muss vom MOSFet auch noch geladen und entladen werden. Lass es sein, das bringt nichts ausser defekte Elkos. Viel wichtiger ist eine kräftige Freilaufdiode, die mindestens den gleichen Strom wie der Motor verträgt. Und du musst bitte zusehen, das der RPi nicht von irgendwelchen Spitzen aus der Motorsteuerung beschädigt wird, denn die GPIOs des RPi sind weder kräftig, noch irgendwie gegen Spannungsspitzen ausreichend geschützt. Viele Leute benutzen deswegen Optokoppler, um Last- und RPi-Versorgung so gut wie möglich zu trennen.
David P. schrieb: > Da frage ich mich aber, ob man den soweit überhaupt runter gedrosselt > bekommt mit einer PWM ansteuerung? Besser wäre da wohl eine zusätzliche Getriebestufe.
David P. schrieb: > Das krasse ist aber: der dreht sogar mit 0.8V noch und nimmt da um die > 480mA O_O und selbst da ist er noch so stark, dass man den nicht mit den > Fingern anhalten kann... Das ist auch der falsche Test. Baue einen Arm (0,2 - 0,5 m) an die Achse und dann teste noch einmal. Mir ist nicht klar, wie schnell sich der Motor dreht und wie schnell sich die Mechanik drehen soll. Da müßtest Du mal verwertbare Zahlen nennen. Um dann abschließend zu entscheiden, wie und was gemacht werden kann, müßtest Du auch mal Dein Drehteil montieren. Dann kannst Du sehen, wie "kräftig" Dein Motor tatsächlich ist. Für den Test wäre ein strombegrenztes Netzteil 12 V / 20 A sinnvoll. Unabhängig davon: einen Sanftanlauf erreicht man auch durch eine analoge Strombegrenzung (Shunt-Widerstand, Komparator, Monoflop für die Totzeit). Wenn der Motor mit < 1 V noch dreht, läßt er sich gut regeln. Wenn er immer noch zu schnell ist, dann reduziere die Drehzahl über einen Keilriemenantrieb, da damit auch das Drehmoment auf das Motorgetriebe begrenzt wird, wenn bei voller Drehzahl die Stromversorgung ausfällt. (Ein Not-Ausschalter wird sehr wahrscheinlich notwendig sein.)
David P. schrieb: > Habe den Motor mal aufgemacht, er hat ganz normale Magneten außen im > Stator. Also richtige MAGNETE und keine Stator-Spule - ja? In diesem Falle ist das elektrisch gesehen ein Parallelschlußmotor und dessen Drehzahl ist (von Reibung mal abgesehen) streng proportional zur angelegten Spannung. Grund: die induzierte Gegen-EMK des Rotors ist proportional zur 1. Ableitung der Stärke des Magnetfeldes im Schlitz zwischen Rotor und Stator. Daraus kannst du lernen, daß du so einen Motor nur dann stellen und drehzahlregeln kannst, wenn du ihm eine variable Gleichspannung verpaßt. Jeglicher Versuch, sowas mit irgend einer PWM zu tun scheitert kläglich, denn da kriegt der Motor ja immer die allerhöchste Spannung ab (aber eben mit Lücken) und dreht ohne Belastung immer ganz hoch, aber eben mit reduziertem Drehmoment. Also: Wenn aus deinem µC nur ein PWM herauszuholen ist, dann schließe daran einen Tiefpaß an, der daraus eine Gleichspannung macht und benutze diese, um damit die Ausgangsspannung eines Schaltreglers zu steuern. Und mit der hoffentlich kräftigen Ausgangs-Gleichspannung dieses Schaltreglers beglückst du deinen Motor. Leute, was diskutiert ihr hier bloß herum! Die Charakteristika von Parallelschlußmotor versus Reihenschlußmotor sind Schul-Lehrstoff, sowas sollte man ganz einfach wissen. W.S.
W.S. schrieb: > Daraus kannst du lernen, daß du so einen Motor nur dann stellen und > drehzahlregeln kannst, wenn du ihm eine variable Gleichspannung > verpaßt. > > Jeglicher Versuch, sowas mit irgend einer PWM zu tun scheitert kläglich, Nein. Jeder Motor (+ Mechanik) hat Reibungsverluste, die ihn abbremsen. *Bei Regelung* wird die PWM so eingestellt, daß Last und Verluste zu der gewünschten Drehzahl führen. Es wird allerdings nicht aktiv gebremst. Läßt man die EMK des Motors ausser Acht, verhält sich diese Regelung wie ein DC-Abwärtswandler. Soll nicht geregelt, sondern nur gestellt werden, geht auch dies mit PWM, sofern man als Treiber 1/2 H-Brücke verwendet. Die Drehzahl des Motors stellt sich passend zum Tastverhältnis der PWM ein. Durch die Induktivität des Motors wird der Motor in der Abschaltphase auch nicht kurzgeschlossen, wie es dummerweise immer wieder behauptet wird. Ein einzelner Schalter (bipolar, FET, Relais) ist jedoch nicht in der Lage, die Drehzahl per PWM ganz ohne oder mit nur geringer Last einzustellen. Ein guter Motor läuft dann ziemlich schnell und bricht unter Last ein. Das wäre eine schlechte Lösung, die Du bei Deiner Aussage wohl im Kopf hattest.
> Soll nicht geregelt, sondern nur gestellt werden, geht auch dies mit > PWM, sofern man als Treiber 1/2 H-Brücke verwendet. Wenn der 2. Quadrant nicht gefordert ist (aktives Bremsen, beim Reihenschlussmotor geht das so ohnehin nicht), genügt ein schaltendes Element und eine Freilaufdiode. > Durch die Induktivität des Motors wird der Motor in der Abschaltphase > auch nicht kurzgeschlossen, wie es dummerweise immer wieder behauptet > wird. Der untere Zweig der 1/2 H-Brücke bzw. die Freilaufdiode schliesst während der Freilaufphase den Motor (praktisch) kurz.
Elektrofan schrieb: >Der untere Zweig der 1/2 H-Brücke bzw. die Freilaufdiode schliesst >während der Freilaufphase den Motor (praktisch) kurz. Der untere Zweig der 1/2 H-Brücke Ja, aber nur wenn der Motor direkt ohne Speicherdrossel an die 1/2 H-Brücke angeschlossen ist, der Motor wird dann aktiv gebremst, die Freilaufdiode nicht. Aber diesen Motor direkt an die H-Brücke anzuschließen ist sowieso Unsinn, weil daß würde ja bedeuten, 1/2 Periode der PWM Vollgas und 1/2 Periode der PWM Vollbremsung. Wie W.S. schon schrieb: >Daraus kannst du lernen, daß du so einen Motor nur dann stellen und >drehzahlregeln kannst, wenn du ihm eine variable Gleichspannung >verpaßt. > >Jeglicher Versuch, sowas mit irgend einer PWM zu tun scheitert >kläglich, Wenn man das aber über eine Speicherdrossel macht, geht daẞ. Durch den unteren Zweig der 1/2 H-Brücke wird dann aber nie ein Strom fließen, es fließt dann Strom durch die Freilaufdiode Dieser Strom bremst aber den Motor nicht, er treibt den Motor weiter an. Also Speicherdrossel und parallel zum Motor ein Elko, vielleicht so 1000µF. Bei einem Reihenschlußmotor wo die Erregerwicklung in Reihe mit dem Läufer geschaltet, ist übernimmt pracktisch die Erregerwicklung die Funktion der Speicherdrossel.
Speicherdrossel und Elko? Das ist ja kriminell, was hier für Halbwissen verbreitet wird!
Wÿscher schrieb: > Speicherdrossel und Elko? > Das ist ja kriminell, was hier für Halbwissen verbreitet wird! Ja, mit meinem "dummerweise" ist das wohl nicht mehr abgedeckt :-( Aber egal, damit muß man hier leben.
Günter Lenz schrieb: > Der untere Zweig der 1/2 H-Brücke Ja, aber nur wenn der Motor > direkt ohne Speicherdrossel an die 1/2 H-Brücke angeschlossen > ist, der Motor wird dann aktiv gebremst, die Freilaufdiode nicht. > Aber diesen Motor direkt an die H-Brücke anzuschließen ist > sowieso Unsinn, weil daß würde ja bedeuten, 1/2 Periode der PWM > Vollgas und 1/2 Periode der PWM Vollbremsung. Dies ist ziemlicher Unsinn. Ich beschreibe mal, was passiert. Wenn der Motor eingeschaltet wird steigt der Strom langsam an. Der Motor ist ja eine Induktivität. Wenn die PWM umschaltet, wird der Motor kurzgeschlossen (entweder über die Freilaufdiode oder den anderen Teil der Halbbrücke) und der Strom fließt weiter, eine Induktivität eben. Da der Strom in der gleichen Richtung weiterfließt, wird da nichts gebremst. Er wirkt weiter als Antrieb. Erst wenn die Energie aus der Induktivität am Widerstand der Wicklung und im Drehmoment an der Last aufgebraucht ist, wirkt der Motor als Generator und bremst. Dabei kehrt sich die Stromrichtung um. Kann man alles ganz leicht nachmessen, kleiner Widerstand als Shunt und Scope. Mit einer Halbbrücke, könnte man auch aktive Freilaufdiode oder Synchrongleichrichter nennen, spart man die Verluste in der Diode. Aus dieser Beschreibung kann man sehen, daß die PWM Frequenz nicht egal ist. Ist sie zu klein, kehrt der Strom in der Aus-Phase seine Richtung um und bremst. Ist sie zu hoch, erreicht der Strom in der Ein-Phase keinen vernünftigen Wert. Dies kann man mein leicht erkennen, wenn die Drehzahl nicht vernünftig mit dem Duty-Cycle läuft sondern sich alles bei hohen Duty-Cycle Werten zusammendrängt. So funktionieren tausende von Motorsteuerungen, vom Spielzeug bis zum Akkubohrer. Eine Extradrossel oder ein Kondensator kommt da nicht vor, es sei denn zur Funkentstörung. Funktionieren tun sie auch ohne. MfG Klaus
Als der liebe Gott das teilweise unterirdische Niveau auf der Welt sah, drehte er sich um und weinte bitterlich ... Übrigens: Auch die Ankerwicklung eines DC-Motors alleine hat auch schon eine gewisse Induktivität.
wegen der fehlenden Gegen-EMK steigt der Strom im Motor um ein beträchtliches an, wenn er mit "12V-Happen" gefüttert wird, aber nur so schnell dreht, als wenn man ihm 3V "anbieten" würde. Das ist zu beachten. Nicht alle Motore können das...
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.