Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Grundlage Drehzahlregler DC-Motor


von heinz (Gast)


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Hallo,

ich habe ein Verständnisproblem bei Drehzahlreglern, speziell 
Tyhristorregler.
Ich lese immer dass dem Drehzahlregler ein Stromregler unterlagert ist 
um den Regler schneller zu machen.

1. Angenommen B6 - ich kann nicht schneller werden als 1.6 mS. Richtig?

2. Meine Stellgrösse ist einzig der Zündwinkel. Auf was regelt der 
Stromregler.

Drehzahlregler hat als Soll eine Drehzahl und als Ist eine Drehzahl. Die 
Drehzahl hängt von der Spannung ab, und damit direkt der Zündwinkel. 
Drehmoment hängt vom Strom ab. Das benötigte Drehmoment hängt doch aber 
von der Last ab bzw. stellt sich über die Last ein. Was versteh ich da 
falsch?

Was hat der Stromregler als Soll? (Abgesehen vom max. Strom)

Kann mich jemand erleuchten?

Gruß Heinz

von MaWin (Gast)


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DC Motore mit Thyristoren aus einer Drehstromversorgung zu steuern ? 
Eher selten. Eher mit PWM aus, ja was wohl, einer Gleichspannung.

Ein Motor ist eher träge, so 1/100 Sekunde interessiert den nicht 
besonders, der brummt nicht mal richtig dabei.

Die Drehzahlistwerterfassung hingegen ist langsamer.

von heinz (Gast)


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Drehzahlistwerterfassung über Resolver oder Tacho ist doch eher schnell 
als langsam?

Thyristoren waren früher Standard und sind es heute noch bei sehr 
grossen Leistungen.

von Kevin M. (arduinolover)


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Normalerweise hast du einen Drehzahlregler der die Stellgröße (begrenzt) 
für den Stromregler ausgibt. Der Stromregler dient nicht dazu das es 
schneller geht sondern um den Strom zu begrenzen. Wenn du einfach die 
Drehzahl stellst können unerlaubt hohe Ströme fließen. Normalerweise 
werden die Regler auch unterschiedliche eingestellt. Z.B. Drehzahl nach 
symmetrischem Optimum (nicht so robust aber schnell für transienten 
auszuregeln) und Stromregler nach Betragsoptimum (robuster aber auch 
leicht langsamer) die Drehzahl wird ird. auch über eine Rampe 
vorgegebenen um Überschwinger zu vermeiden.

: Bearbeitet durch User
von heinz (Gast)


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Ist dann der Stromregler nur eine begrenzung auf einen maximalen Strom? 
Dann wäre die Bezeichnung Regler falsch.

von pnp (Gast)


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heinz schrieb:
> Thyristoren waren früher Standard und sind es heute noch bei sehr
> grossen Leistungen.

Bei DC-Motoren?

von H. H. (Gast)


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pnp schrieb:
> heinz schrieb:
>> Thyristoren waren früher Standard und sind es heute noch bei sehr
>> grossen Leistungen.
>
> Bei DC-Motoren?

Auch bei denen.

von pnp (Gast)


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H. H. schrieb:
> pnp schrieb:
>> heinz schrieb:
>>> Thyristoren waren früher Standard und sind es heute noch bei sehr
>>> grossen Leistungen.
>>
>> Bei DC-Motoren?
>
> Auch bei denen.

Hätte ich gar nicht vermutet. Wie löschen die Thyristoren? Nulldurchgang 
gibt's ja bei DC nicht. Mit parallelgeschalteten Löschthyristoren?

von Kevin M. (arduinolover)


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heinz schrieb:
> Ist dann der Stromregler nur eine begrenzung auf einen maximalen Strom?
> Dann wäre die Bezeichnung Regler falsch.

Warum sollte die Bezeichnung falsch sein? Der Regler regelt den Strom 
auf den benötigten Wert, um einen Drehzahl unter einem gewissen 
Lastmoment zu halten. Er limitiert ihn zusätzlich nur um eine 
Überlastung zu verhindern, was wiederum je nach Höhe der Begrenzung das 
maximale Lastmoment begrenzt und die maximal mögliche Beschleunigung.

von H. H. (Gast)


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pnp schrieb:
> Hätte ich gar nicht vermutet. Wie löschen die Thyristoren? Nulldurchgang
> gibt's ja bei DC nicht.

Bei ungesiebter DC schon.


> Mit parallelgeschalteten Löschthyristoren?

Kann man so machen.

von heinz (Gast)


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>Der Regler regelt den Strom auf den benötigten Wert

Und das ist ja die eigentliche Frage. Auf was (Sollwert) regelt der?
Keine Last und keine Beschleunigung -> Strom gegen 0.

>Wie löschen die Thyristoren?

Am Wechselstrom bzw. Drehstromnetzt bei jedem Nulldurchgang

von pnp (Gast)


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heinz schrieb:
>>Der Regler regelt den Strom auf den benötigten Wert
>
> Und das ist ja die eigentliche Frage. Auf was (Sollwert) regelt der?
> Keine Last und keine Beschleunigung -> Strom gegen 0.
>
>>Wie löschen die Thyristoren?
>
> Am Wechselstrom bzw. Drehstromnetzt bei jedem Nulldurchgang

Deshalb vorhin meine Frage, ob du WIRKLICH "DC" meinst oder eher AC.
Aber auch bei DC gibt es Möglichkeiten. Siehe meine Unterhaltung mit 
hinz...

von Kevin M. (arduinolover)


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heinz schrieb:
> Auf was (Sollwert) regelt der?

Na auf den, den der Drehzahlregler vor gibt.....

von heinz (Gast)


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Ich steht scheinbar auf dem Schlauch.

Bsp. Ich geb einen Sollwertsprung von 0 auf 100% - Motor ist ohne Last.
Der Drehzahlregler (PI) gibt einen Zündwinkel von 0 Grad. Was macht der 
Stromregler?

Gleiches Szenario aber mit Vollast. Was macht der Stromregler?

>ob du WIRKLICH "DC" meinst

Man kann einen DC Motor (Bürstenbehaftet) direkt am AC Netzt betreiben. 
Das war früher Standard.

von Kevin M. (arduinolover)


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heinz schrieb:
> Man kann einen DC Motor (Bürstenbehaftet) direkt am AC Netzt betreiben.
> Das war früher Standard.

Vorsicht, das geht genau mit einem speziellen Typ nämlich dem 
Reihenschluss Motor.

heinz schrieb:
> Der Drehzahlregler (PI) gibt einen Zündwinkel von 0 Grad. Was macht der
> Stromregler?

Der Drehzahlregler gibt den Zündwinkel nicht vor. Er gibt den Strom vor 
und der Stromregler stellt entsprechend Zündwinkel oder Tastgrad ein.

von heinz (Gast)


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>Der Drehzahlregler gibt den Zündwinkel nicht vor.

Wenn ich mir Thyristor Richter (alte) anschaue dann ist es doch im 
Prinzip so.

Ein Saegezahn wird erzeugt, der beim Nulldurchgang des Netzes startet.
Ich habe einen Hardware PI Regler (OP als Integrator bzw. P Verstärker)
Der Regler erzeugt eine Spannung X.
Wenn X == Sägezahn -> Thyristor zündet

Das ist doch im Prinzip irgendwie der Zündwinkel?

>Reihenschluss Motor

https://www.baumueller.com/de/produkte/antriebselektronik/gleichstromantriebe

Der hängt direkt am Netz und ist für fremderregte Motoren

Anmerkung: Ich bin Maschinenbauer und schwach in Elektrotechnik, wenn 
ich dumm rüber komme bitte ich um Entschuldigung

von Kevin M. (arduinolover)


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heinz schrieb:
> https://www.baumueller.com/de/produkte/antriebselektronik/gleichstromantriebe

Das ist eins Stromrichter (Inverter) der richtet die Wechselspannung 
gleich und treibt mit der DC Spannung den Motor über PWM.

heinz schrieb:
> Wenn ich mir Thyristor Richter (alte) anschaue dann ist es doch im
> Prinzip so.

Das was du beschreibst ist ja auch keine kaskadierte Regelung. Es ist ja 
nur ein einzelner Regler.

von heinz (Gast)


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>der richtet die Wechselspannung gleich

Nein, das ist ein Stromrichter der am Drehstromnetz hängt und mit Hilfe 
von Thyristoren eine Phasenanschnitt Steuerung bildet.

von Kevin M. (arduinolover)


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heinz schrieb:
> Nein, das ist ein Stromrichter der am Drehstromnetz hängt und mit Hilfe
> von Thyristoren eine Phasenanschnitt Steuerung bildet.

https://de.wikipedia.org/wiki/Stromrichter

von Manfred (Gast)


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heinz schrieb:
> Der Drehzahlregler (PI) gibt einen Zündwinkel von 0 Grad.

An _Gleich_strom von einem Zündwinkel zu sprechen halte ich für eine 
extrem gewagte Theorie.

von heinz (Gast)


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>An _Gleich_strom von einem Zündwinkel zu sprechen

http://www.servotechnik.de/fachwissen/steller/f_beitr_00_503.htm

von Kevin M. (arduinolover)


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Schau dir das erste Bild an und du siehst das am Motor Gleichspannung 
verwendet wird. Das ganze ist ein gesteuerter Gleichrichter. In dem Sinn 
ist es kein Frequenzumrichter da geb ich dir Recht er richtet aber 
dennoch die Wechselspannung gleich und stellt über den Zündwinkel die 
effektive Motorspannung und damit auch den Strom ein.

Oder sieht die Ausgangsspannung im dritten Bild für dich wie eine 
Wechselspannung aus.

: Bearbeitet durch User
von heinz (Gast)


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Ich spreche schon die ganze Zeit von DX-Motoren. Die Diskussion ob das 
ein gesteuerter Gleichrichter oder ein Drehzahlsteller mit DC Kreis und 
PWM ist ist aber eigentlich an der Frage vorbei.

Die Frage war - Der Drehzahlregler hat als Sollgrösse eine Drehzahl. 
Ausgedrückt durch eiene Sollwert z.B. 0 . 10 Volt. Als Istwert die 
Grösse Drehzahl. Der Regler versucht die Istdrehzahl auf die 
Solldrehzahl zu regeln.

Der Stromregler bekommt X als Sollgrösse und den Stromistwert als 
Istwert.

Was ist X? (Mir ist klar dass das der Ausgang des Drehzahlreglers ist)

von Kevin M. (arduinolover)


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heinz schrieb:
> Was ist X? (Mir ist klar dass das der Ausgang des Drehzahlreglers ist)

Logischerweise einen Sollstrom wenn das X die Stellgröße für den 
Stromregler ist.

von *** (Gast)


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***

von Purzel H. (hacky)


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Es ist aber schon klar, dass erstens das Netz nicht gern Thyristoren 
hat, weil sie die Netzspannung verzerren, indem sie keinen Synus Strom 
ziehen. Und zweitens moderne Lasten eine Powerfaktorkorrektur machen 
muessen. Ab 100W ist eine PFC vorgeschrieben. Bedeutet, dein Stom muss 
sinusfoermig sein. Dann kannst du gleich Mosfets nehmen und einen PWM 
laufen lassen.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Purzel H. schrieb:
> Es ist aber schon klar, dass erstens das Netz nicht gern
> Thyristoren
> hat, weil sie die Netzspannung verzerren, indem sie keinen Synus Strom
> ziehen. Und zweitens moderne Lasten eine Powerfaktorkorrektur machen
> muessen. Ab 100W ist eine PFC vorgeschrieben. Bedeutet, dein Stom muss
> sinusfoermig sein.

Da reicht eine Speicherdrossel.

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


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Naja, man hat das früher mal sogar in Netzteilen gemacht, da bestand der 
Brückengleichrichter dann aus 2 Dioden und 2 Thyristoren.

Wenn die Regelung für Drehzahl ist, dann wird erstmal ohne wenn und aber 
die Drehzahl geregelt. Eine Stromregelung ist dann nur für Fehler 
zuständig, wie Überstrom bei Blockade oder Windungsschluss. Man kann 
sowas auch benutzen, um die Anfahrströme im Rahmen zu halten oder das 
Netz zu schonen. Anwendungen dafür habe ich schon in den D-Controls von 
Ziehl-Abegg gesehen, wenn sie Kühlkompressoren steuern.
Da ist die Temperatur schon die Leitgrösse für die Drehzahl des Motors, 
aber der Anlaufstrom wird durch die Strommessung begrenzt. Sobald die 
Strombegrenzung nicht mehr anzieht, wird nur noch die Drehzahl geregelt.

von H. H. (Gast)


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H. H. schrieb:
> Purzel H. schrieb:
>> Es ist aber schon klar, dass erstens das Netz nicht gern
>> Thyristoren
>> hat, weil sie die Netzspannung verzerren, indem sie keinen Synus Strom
>> ziehen. Und zweitens moderne Lasten eine Powerfaktorkorrektur machen
>> muessen. Ab 100W ist eine PFC vorgeschrieben. Bedeutet, dein Stom muss
>> sinusfoermig sein.
>
> Da reicht eine Speicherdrossel.

Und ein Reihenschlussmotor hat die schon eingebaut, seine Feldwicklung.

von Elektrofan (Gast)


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>>> Ab 100W ist eine PFC vorgeschrieben. Bedeutet, dein Stom muss
>>> sinusfoermig sein.

>> Da reicht eine Speicherdrossel.

> Und ein Reihenschlussmotor hat die schon eingebaut, seine Feldwicklung.

Der gesamte Leistungsfaktor wird durch eine Induktivität jedweder Art
i.d.R. eher (noch) schlechter.
Auch der Phasenwinkel der Grundschwingung ist relevant!

von Purzel H. (hacky)


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>>>> Ab 100W ist eine PFC vorgeschrieben. Bedeutet, dein Stom muss
 sinusfoermig sein.

>>> Da reicht eine Speicherdrossel.

Eine Speicherdrossel, oder Motorwindung macht einen DC Strom durch die 
Last, aber keinen Sinus Strom aus dem Netz ..

von H. H. (Gast)


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Elektrofan schrieb:
> Der gesamte Leistungsfaktor wird durch eine Induktivität jedweder Art
> i.d.R. eher (noch) schlechter.

Sicher nicht, die liegt ja nicht auf der AC-Seite.

von H. H. (Gast)


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Purzel H. schrieb:
>>>>> Ab 100W ist eine PFC vorgeschrieben. Bedeutet, dein Stom muss
>  sinusfoermig sein.
>
>>>> Da reicht eine Speicherdrossel.
>
> Eine Speicherdrossel, oder Motorwindung macht einen DC Strom durch die
> Last, aber keinen Sinus Strom aus dem Netz ..

Miss nach.

von Elektrofan (Gast)


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>> Der gesamte Leistungsfaktor wird durch eine Induktivität jedweder Art
>> i.d.R. eher (noch) schlechter.

> Sicher nicht, die liegt ja nicht auf der AC-Seite.

Bei einem Reihenschussmotor mit Phasenanschnittsteuerung liegen die
Wicklungsinduktivitäten genau da; durch den Phasenanschnitt
schlechteren Grundschwingungsleistungsfaktor verschlechtern sie weiter.

von H. H. (Gast)


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Elektrofan schrieb:
>>> Der gesamte Leistungsfaktor wird durch eine Induktivität
> jedweder Art
>>> i.d.R. eher (noch) schlechter.
>
>> Sicher nicht, die liegt ja nicht auf der AC-Seite.
>
> Bei einem Reihenschussmotor mit Phasenanschnittsteuerung liegen die
> Wicklungsinduktivitäten genau da; durch den Phasenanschnitt
> schlechteren Grundschwingungsleistungsfaktor verschlechtern sie weiter.

Lies mal den Titel des Threads.

von Elektrofan (Gast)


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Eine Reihenschlussmaschine ist ein DC-Motor; solche wurden/werden
z.B. bei S-Bahnen via Thyristorstellern direkt am AC-Bahnnetz berieben.

Der -Grundschwingungs-Leistungsfaktor durch den Phasenanschnitt-
würde auch bei höherer Reiheninduktivität nicht besser.

von Elektrofan (Gast)


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> z.B. bei S-Bahnen via Thyristorstellern direkt am AC-Bahnnetz berieben

Natürlich hinter dem Haupttransformator.

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