Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schnelle Richtungswechsel bei DC Motor


von Joo .. (joo)


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Hallo,

ich stehe vor der Wahl eines Motors für ein inverses Pendel, das ich 
aufbauen möchte.
Folgenden Motor hätte ich mir rausgesucht: 
https://www.pollin.de/p/dc-getriebemotor-zhaowei-zwpd024024-36-p-12-v-135-u-min-310588

Diesen würde ich vermutlich über ein L293D ansteuern.

Da mein Pendel in der Simulation die ich bereits erstellt habe in der 
inversen Position relativ häufig die Richtung wechselt frage ich mich, 
ob dies mit meinem Motortreiber oder dem Motor selbst Probleme geben 
könnte. Wäre ein Stepmotor ggf. sinnvoller?

Die errechneten Spitzengeschwindigkeiten aus meiner Simulation sind 
relativ gering bei maximal 30 rpm. Das Drehmoment sollte stets unter 0.1 
Nm bleiben.

Das angehängte Bild zeigt den errechneten Verlauf der Geschwindigkeit in 
deg/s über einen Zeitraum von 10 s.

Denkt ihr das macht mein Motor und Treibermodul so mit oder hättet ihr 
alternative Empfehlungen?

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Anno .. schrieb:
> Hallo,
>
> ich stehe vor der Wahl eines Motors für ein inverses Pendel, das ich
> aufbauen möchte.
> Folgenden Motor hätte ich mir rausgesucht:
> 
https://www.pollin.de/p/dc-getriebemotor-zhaowei-zwpd024024-36-p-12-v-135-u-min-310588

Ob der mit 135U/min schnell genug ist? Das sind gerade mal reichlich 
2U/s.

> ob dies mit meinem Motortreiber oder dem Motor selbst Probleme geben
> könnte.

Die kann es immer geben.

>Wäre ein Stepmotor ggf. sinnvoller?

Nö. Die meisten schnellen Servomotoren sind keine Schrittmotoren.

> Die errechneten Spitzengeschwindigkeiten aus meiner Simulation sind
> relativ gering bei maximal 30 rpm. Das Drehmoment sollte stets unter 0.1
> Nm bleiben.

Na dann mal los!

> Denkt ihr das macht mein Motor und Treibermodul so mit?

Vermutlich.

von Joo .. (joo)


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Ok danke! Also ich hatte in einem anderen Forum gelesen, dass schnellere 
Richtungswechsel ein Problem darstellen können und dies Motor bzw. 
Motortreiber auf Dauer zu sehr belasten. Bin mir halt nur unsicher, ab 
welcher Frequenz von Richtungswechseln es problematisch werden kann bzw. 
ob das bei meinen Drehmomenten und -geschwindigkeiten auch relevant ist.

von Hannes (Gast)


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Das hängt auch stark von deinem Regler ab, daher würde ich sagen: 
Ausprobieren.

Siehst/Spürst ja dann, ob was übermäßig warm wird.

von Günni (Gast)


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In der Aufgabenstellung ist ein Widerspruch. Spitzengeschwindigkeiten 
von 30 rpm sind ziemlich langsam und eigentlich nur mit Getriebemotoren 
zu erreichen. Die Masse des Getriebes und des Ankers machen wirklich 
schnelle Richtungsänderungen unmöglich. Wirklich schnelle 
Richtungsänderungen bekommt man nur mit eisenlosen Motoren (z.B. von 
Maxon), da hier nur die Masse der Wicklung selbst durch ihre Trägheit 
den Richtungswechsel bremst. Aber bei den Motoren redet man eher über 
Drehzahlen von bis zu 10000 rpm.
In dem Bereich von 30 rpm halte ich Stepper für die beste Wahl, da diese 
im Prinzip nach jeden Schritt still stehen. So hat jeder Schritt wieder 
seine eigene Richtung und es gibt keinen Wechsel. Das stimmt natürlich 
nicht ganz, da auch die Stepper durch die mechanische Trägheit nicht 
zwischen den Positionen "springen", aber die Bewegung ist dennoch nicht 
kontinuierlich, sondern beschleunigt bei jedem Schritt und bremst vor 
dem nächsten wieder ab.Schwieriger ist die Software (oder auch 
Hardware), da man für diesen Betrieb für jeden Schritt immer aus jedem 
Ansteuermuster das nächste Muster abhängig von der gewünschten 
Drehrichtung berechnen und neu ausgeben muss. Dafür ist die Bewegung 
exakt bestimmbar. Ich habe vor vielen Jahren für Schreibmaschinen den 
Antrieb für die Bewegung des Kugelkopfes bzw. des Typenrades 
programmiert. Damit deren Bewegung schnell und exakt war, wurde ein 
Schrittmotor genommen und jeder Schritt neu per Programm ausgegeben.

von Stefan M. (derwisch)


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Vor vielen Jahren hat ein Bekannter sowas aufgebaut, und als 
Antriebsmotor einen Handstarter für Modellmotoren ( Verbrenner ) 
benutzt.
Der ist schnell und hat Kraft. Ist aber so groß wie eine Bierdose.
Die Reglung ( Fuzzy Logic ) hat so gut funktioniert, dass auf dem 
Oszilloskop der Motorstrom nur noch ein schwaches Rauschen war.
Bei einer Störung des Pendels ging dann natürlich die Post ab...
War sehr beeindruckend.

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Anno .. schrieb:
> relativ häufig die Richtung wechselt frage ich mich,
> ob dies mit meinem Motortreiber oder dem Motor selbst Probleme geben
> könnte.

Ich verstehe nicht, wieso deiner Meinung nach eine Richtungsänderung ein 
besonderes Problem sein soll. Beschleunigungen und Drehzahlen 
belastenden den Motor, aber ob sich dabei (bzw. nach Beschleunigungen) 
die Drehrichtung ändert, spielt überhaupt keine Rolle. Das sind rein 
analoge, kontinuierliche Vorgänge, auch um die Null herum. Habe ich 
etwas falsch verstanden?

von Hannes (Gast)


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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Das sind rein analoge, kontinuierliche Vorgänge, auch um die Null herum.
> Habe ich etwas falsch verstanden?

In einer Welt ohne Haftreibung und Umkehrspiel wäre das so. Ob die in 
dem speziellen Fall eine signifikante Rolle spielen, kann man aus 
unserer Position nicht vorhersagen.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Wäre das nicht was für BLDCs, die auch in Gimbals zur 
Kamerastabilisierung verwendet werden?

von Werner H. (werner45)


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Ein Pendel hat doch nur einen geringen Ausschlag.
Da würde sich doch die Kopfspule aus einer Harddisk anbieten.

von Hannes (Gast)


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Ja, oder man fixiert das Pendel einfach gleich in der Zielposition und 
spart sich den ganzen Antriebskram.

Das ist doch ein uraltes Experiment, da gibts keinen Diskussionsbedarf 
mehr

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Anno .. schrieb:
> ich stehe vor der Wahl eines Motors für ein inverses Pendel, das ich
> aufbauen möchte.
Also, ich würde da einfach mal schauen, wie die vielen Anderen das die 
letzten Jahrzehnte so gemacht haben. Wie soll denn dein inverses Pendel 
aufgebaut sein? Sieht deines so viel anders aus als die, die tausende 
Studenten vor dir gebaut haben?
Ich habe damals einfach eine komplette Servoachse und einen 
Linearantrieb genommen. Da ging es aber auch mehr um das Aufschaukeln 
des Pendels mit unterschiedlichen Pendelgeometrien und -gewichten.

Anno .. schrieb:
> Die errechneten Spitzengeschwindigkeiten aus meiner Simulation sind
> relativ gering bei maximal 30 rpm.
Und was wird mit diesen 30/min angetrieben? Das Pendel wird ja wohl 
nicht einfach an der Motorachse sein, denn sonst könnte man es ja 
einfach fix auf 12 Uhr positionieren.

: Bearbeitet durch Moderator
von Hannes (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Das Pendel wird ja wohl nicht einfach an der Motorachse sein, denn sonst
> könnte man es ja einfach fix auf 12 Uhr positionieren.

Ich fürchte genau da liegt der Hund begraben

von Pandur S. (jetztnicht)


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Was spricht denn gegen einen Getriebemotor ? Bevorzugt einen mit 
Schneckengetriebe .. der ist sogar sicher bei Stromunterbruch.

Jetzt aber weg...

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