Hallo, wie der Titel schon sagt, suche ich eine gute PWM-Frequenz für einen DC-Motor. (Vorab, es ist ein altes Teil, also kein Datenblatt etc., und an der Konfiguration soll auch nichts geändert werden.) Der Motor soll unter Last arbeiten und per PWM geregelt werden. Es handelt sich um eine fremderregte Maschine. Der Anker zieht maximal seine 100 A, das Erregerfeld nur ca. 5 A (mit hoher Induktivität, gibt schönen Lichtbogen beim Trennen der Leitung). Ich weiß, dass das schwierig abzuschätzen ist, aber gibt es evtl. Erfahrungswerte, welche PWM-Frequenz geeignet sein könnte? Grund der Überlegung ist, dass das ganze von einer Siemens LOGO gesteuert werden soll. Es gibt ja fertige PWM-Bausätze, die von der LOGO mit analogem Ausgangsmodul mit 0..10 V angesteuert werden können und eine wählbare Frequenz haben. Der Platz für die LOGO ist aber begrenzt, daher entstand die Überlegung, die LOGO selbst das PWM-Signal erzeugen zu lassen (natürlich eine mit Transistorausgang), aber hier sind maximal 100 Hz möglich. Würde das schon ausreichen? Lieben Dank und Grüße Manu P.S.: Egal ob Bausatz oder LOGO, in jedem Fall folgt natürlich dahinter ein MOSFET-Treiber und Leistungs-MOSFETs.
ManuM schrieb: > gibt es evtl. Erfahrungswerte, welche PWM-Frequenz geeignet sein könnte Allstrommotore arbeiten mit 100Hz, hat sich noch nie jemand beschwert. Niedrige Frequenz bewirkt niedrigen Kohlenverschleiss und hohes Drehmoment bei Langsamfahrt, aber höhere Verlustleistung beim Langsambetrieb (jedoch nie höher als bei Vollgas). Hohe Frequenz (so, dass die Induktivität den Stromripple klein hält) ergibt dieselbe Verlustleistung im Langsambetrieb wie an niedrigerer Gleichspannung, aber hohen Kohlenverschleiss und geringeres Drehmoment.
Wimre arbeiten die Curtis DC-Controller so etwa bei 4kHz.
MaWin schrieb: > Hohe Frequenz (so, dass die Induktivität den Stromripple klein hält) > ergibt dieselbe Verlustleistung im Langsambetrieb wie an niedrigerer > Gleichspannung, aber hohen Kohlenverschleiss und geringeres Drehmoment. Könntest du das mit dem niedrigeren Drehmoment bitte erklären? Explizit für einen DC motor. Danke
Hi Manu, also 100A @ 12V ist nicht etwas für "Logo" und dann evtl noch mit externen Transistor. Ich würde da die Leistungselektronik möglichst komplett als modul kaufen und nur die Ansteuerung mittels Analogwert von der Logo machen? Hier mal ein Link auf ein preiswertes China PWM Modul: https://www.banggood.com/de/10-50V-100A-3000W-PWM-Programable-Reversible-DC-Motor-Speed-Controller-p-1117519.html Vielleicht wäre das ne Lösung? Gruss! tet-guru
Maddin L. schrieb: > Ich würde da die Leistungselektronik möglichst > komplett als modul kaufen und nur die Ansteuerung mittels Analogwert von > der Logo machen? Genau das war doch ein Plan des TE.
Nick M. schrieb: > Könntest du das mit dem niedrigeren Drehmoment bitte erklären Drehmoment = Strom. Bei langsamer PWM geht die Spannung jeweils auf Vollgas, der Strom kann also auch bis zum Anlaufstrom (Spannung/Innenwiderstand) hochgehen, volles Drehmoment. Bei schneller PWM springt die Spannung so schnell, dass ihr der Strom nicht folgen kann, sondern gebremst durch die Induktivität maximal so hoch werden kann wie die mittlere Spannung. Bei 10% PWM also nur 10% Nennspannung steht also nur 10% Strom zum Anlauf zur Verfügung also nur 10% des Drehmoments.
Hi, @hinz: Wenn er aber ein fertiges Modul (wie ich vorgeschlagen habe) nimmt, braucht er die PWM nicht über die Logo zu machen sodern stellt nur noch den Analogwert ein. Das könnte funktionieren oder? Das Modul wird wahrscheinlich schon die richtige PWM-Frequenz im kHz Bereich fahren für diese LAst. Grüße! tet-guru
Solche Motore wurden oft mit Thyristorbrücken, oft sogar in B2H-Schaltung befeuert. Die 100Hz sind kein Problem, solange das Knurren nicht stört. Spannender ist eher, den Leistungstransistor zu schützen (z.B Kurzschluß, Überspannung, Temperatur). Jörg
@all: Danke für die Antworten! Niedrige Frequenzen stören in diesem Aufbau subjektiv tatsächlich weniger als das Pfeifen bei hohen Frequenzen. Maddin L. schrieb: > Ich würde da die Leistungselektronik möglichst > komplett als modul kaufen und nur die Ansteuerung mittels Analogwert von > der Logo machen? Das war der ursprüngliche Plan, aber wie ich schrieb, reicht der Einbauplatz für die LOGO leider nicht für ein zusätzliches Analogmodul aus. Alternativ müsste ich das LOGO-PWM-Signal per IC oder Tiefpass in eine Spannung umwandeln, die dann von einem nachgeschalteten Modul wieder in eine PWM mit höherer Frequenz umgesetzt wird. Aber das hin und her kann ich mir ja sparen, wenn die 100 Hz technisch keinen größeren Nachteil darstellen. Jörg K. schrieb: > Spannender ist eher, den Leistungstransistor zu schützen (z.B > Kurzschluß, Überspannung, Temperatur). Ist bislang so abgesichert: - Kurzschluss: Shunt zur Stromüberwachung - Überspannung: Schottky-Freilaufdiode (sonstige Überspannung dürfte ausgeschlossen sein) - Temperatur: Sensor an der LOGO
MaWin schrieb: > Bei schneller PWM springt die Spannung so schnell, dass ihr der Strom > nicht folgen kann, Ah OK, verstanden. Ich hatte einen Servomotor vor Augen der geschwindigkeitsgeregelt ist. Der hat dann sogar (besser: kann haben) eine zusätzliche Drossel vor dem Motor.
Nick M. schrieb: > Der hat dann sogar (besser: kann haben) > eine zusätzliche Drossel vor dem Motor. Ist die denn wichtig? Ein Bekannter hat mir eine empfohlen, dazu große Elkos, aber bei einem ganz kurzen Test hat die Schaltung nur eine Menge Lärm gemacht und der Motor schien wenig Kraft zu haben.
ManuM schrieb: > Ein Bekannter hat mir eine empfohlen, dazu große > Elkos Never - Kondensatoren baust du nur ein, wenn du massive EMI Probleme erzeugst und selbst dann niemals Elkos. Am besten vermeidet man sie ganz, denn sie belasten nur unnötig die Endstufe und sterben dabei den Heldentod.
MaWin schrieb: > Hohe Frequenz (so, dass die Induktivität den Stromripple > klein hält) ergibt dieselbe Verlustleistung im Langsambetrieb > wie an niedrigerer Gleichspannung, aber hohen Kohlenverschleiss > und geringeres Drehmoment. Das Drehmoment wird vom (arithmetischen) Mittelwert des Stroms bestimmt. Jörg K. schrieb: > Solche Motore wurden oft mit Thyristorbrücken, oft sogar in > B2H-Schaltung befeuert. > Die 100Hz sind kein Problem, solange das Knurren nicht stört. Je grösser die Stromschwankung (Ripple) des Ankerstroms, desto grösser wird dessen Effektivwert bei gleichem Drehmoment. Damit wird der Anker bei niedriger Taktfrequenz wärmer.
ManuM schrieb: > Ist die denn wichtig? Ja. Die Drossel begrenzt den Strom der durch die Endstufe geht (und dabei zerstört). Je niedriger die Schaltfrequenz, um so höher muss die Induktivität sein (oder um so mehr muss die Endstufe Strom liefern können). Diese 100 Hz stammen aus der Thyristor-Technik. Nicht mehr ganz so zeitgemäss. Und die 100 Hz sieht man dann auch am bewegten Teil (CNC-Maschine). Und das will man auch nicht. Man will also in bestimmten Anwendungen einen möglichst glatten Spannungsverlauf. Wo anders mag das egal sein. Das Losbrechen kann irrelevant sein, dafür gibt es PID Regler.
Ernst gemeinte Frage: Warum muss ich bei einer fremderegten Maschine den Ankerstrom PWMen? Reicht es hier nicht den Erregerstrom zu regeln, und der Ankerstrom stellt sich entsprechend ein? Andere Frage an MaWin: Warum ist bei hoher pwm Frequenz der Bürstenverschleiß höher als bei niedriger?
Sebastian D. schrieb: > Warum ist bei hoher pwm Frequenz der > Bürstenverschleiß höher als bei niedriger? Ist nur eines der vielen Märchen, die der Thread zu bieten hat.
ManuM schrieb: > Der Platz für die LOGO ist aber begrenzt, > daher entstand die Überlegung, die LOGO selbst das PWM-Signal erzeugen > zu lassen (natürlich eine mit Transistorausgang), aber hier sind maximal > 100 Hz möglich. Ist das neu oder ein Irrtum? Bislang war 10 Hz die maximale Frequenz, auch der Transistorausgänge. Und der PWM-Baustein ließ sich auch nicht entsprechend schnell parametrieren.
OK, meine erste Frage hat sich geklärt, mir war nicht bewusst, dass ein fremderegter Motor bei schwächerem Erregerfeld schneller läuft. Ich hatte da noch das Bild der Lichtmaschine im Kopf, die über den Erregerstrom geregelt wird. Habs mir mal in Ruhe zu Gemüte geführt, so wie ich das Verstehe hieße das aber auch, dass zur optimalen Ansteuerung Ankerspannung und Erregerstrom regelbar sein sollten?
Sebastian D. schrieb: > Habs mir mal in Ruhe zu Gemüte geführt, so wie ich das Verstehe hieße > das aber auch, dass zur optimalen Ansteuerung Ankerspannung und > Erregerstrom regelbar sein sollten? In den E-Autos der ersten Generation (Kewet, City-EL, etc.) wurden die dicken Bürstenmotoren bei hohen Drehzahlen feldgeschwächt, also ein wenig abgeregelt. Man hat sich davon weniger Bürstenfeuer und auch etwas weniger Lärm versprochen.
:
Bearbeitet durch User
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.