Moin,
am Rande eines Projektes fällt mir gerade auf, dass der eingebaute DC-Motor (200VDC, ca. 150W) eigentlich auch noch von meinem Controllör gesteuert werden sollte. Regeln wäre dann die Kür. Die Leistung, die dem Motor abgenommen wird, ist sehr konstant. Sozusagen Class A - die Bauweise des Antriebes mit seiner Reibung verursacht so viel Grundlast, dass das transportierte Medium nicht mehr auffällt.
Als Drehzahlsensor habe ich nur einen Initiator, ich meine, 40 Impulse pro mm Transportweg des Mediums.
Derzeit hängt die Erregerwicklung über eine 4007 am Netz, parallel liegen 22u in Reihe mit ein paar zehn Ohm.
Die Hauptwicklung wird über eine Phasenanschnittsteuerung mit Unijunction-Transistor+Thyristor bestromt.
Was macht man da - die Ansteuerung des Thyristors per Optokoppler an den Controller übergeben (Nulldurchgangsdetektor ist klar), oder gleich was mit MOSFET und PWM?
Wenn man am Drehmoment noch was drehen könnte mit der PWM wäre ich nicht abgeneigt, da ich eher langsamer transportieren werde als bisher.
DC-Motor steuern
Moderatoren: Heaterman, Finger, Sven, TDI, Marsupilami72, duese
Re: DC-Motor steuern
Ich würde auf MOSFET/IGBT und langsame PWM (200-500Hz) gehen. Da bleiben die Schaltverluste auch dann noch niedrig, wenn man den IGBT direkt mit einem Optokoppler anpustet. Der Vorteil ist, dass man Programmieraufwand und Rechenzeit spart, weil der Controller ziemlich sicher nen PWM-Pin hat. Wichtig ist halt, dass die Versorgung gesiebt ist. Vollweggleichrichtung mit nem amtlichen Kondensator (~330µ oder so) bietet sich an, da kann man dann auch gleich noch die Feldwicklung mit dran hängen.
Wenn du mehr Drehmoment willst, musst du den Motorstrom glatter kriegen, so dass der effektive Motorstrom (der die Erwärmung bestimmt) näher an den arithmetisch gemittelten Motorstrom (der das Drehmoment bestimmt) kommt. Hier hilft eine hohe PWM-Frequenz oder eine Drossel in Reihe zum Anker. Oder meintest du mit "mehr Drehmoment", dass die Drehzahl unter Last weniger einknicken soll?
Als erstes muss der Feldstrom so groß wie maximal möglich werden. Das Typenschild sollte hier Werte liefern. Das Drehmoment ist proportional zu Ianker*Ifeld...
Problematisch ist bei der PWM (das gilt aber äquivalent für alle Steuerungen, die keine geregelte Spannung auf den Motor geben), dass bei geringer Last der Strom im Anker auf 0 geht, und dann die Leerlaufspannung (Kv*N) am Motor anliegt. Dann gilt UMotor=Uin*Duty_Cycle nicht mehr und die Drehzahl geht hoch. Abhilfe wäre entweder eine Drossel im Ankerkreis (ich glaube eine PFC-Drossel aus einem PC-Netzteil sollte taugen) oder eine Regelung der durchschnittlichen Motorspannung. da wirds dann aber wieder fummelig.
Wenns wirklich genau sein soll, muss die Drehzahl erfasst und ausgeregelt werden, das hilft alles nix.
Wenn du dich eh im niedrigen Drehzahlbereich bewegst, wäre evtl noch drüber nachzudenken, von einer kleineren Ankerspannung (z.B. 40V) aus anzufangen. Die Leistungen sind dann ohnehin nicht mehr groß, da könntest du dann auch zur Not linear verheizen. Da lassen sich dann auch recht einfach Tricks wie "innenwiderstand ausgleichen" mit Opamps realisieren.
Wenn du mehr Drehmoment willst, musst du den Motorstrom glatter kriegen, so dass der effektive Motorstrom (der die Erwärmung bestimmt) näher an den arithmetisch gemittelten Motorstrom (der das Drehmoment bestimmt) kommt. Hier hilft eine hohe PWM-Frequenz oder eine Drossel in Reihe zum Anker. Oder meintest du mit "mehr Drehmoment", dass die Drehzahl unter Last weniger einknicken soll?
Als erstes muss der Feldstrom so groß wie maximal möglich werden. Das Typenschild sollte hier Werte liefern. Das Drehmoment ist proportional zu Ianker*Ifeld...
Problematisch ist bei der PWM (das gilt aber äquivalent für alle Steuerungen, die keine geregelte Spannung auf den Motor geben), dass bei geringer Last der Strom im Anker auf 0 geht, und dann die Leerlaufspannung (Kv*N) am Motor anliegt. Dann gilt UMotor=Uin*Duty_Cycle nicht mehr und die Drehzahl geht hoch. Abhilfe wäre entweder eine Drossel im Ankerkreis (ich glaube eine PFC-Drossel aus einem PC-Netzteil sollte taugen) oder eine Regelung der durchschnittlichen Motorspannung. da wirds dann aber wieder fummelig.
Wenns wirklich genau sein soll, muss die Drehzahl erfasst und ausgeregelt werden, das hilft alles nix.
Wenn du dich eh im niedrigen Drehzahlbereich bewegst, wäre evtl noch drüber nachzudenken, von einer kleineren Ankerspannung (z.B. 40V) aus anzufangen. Die Leistungen sind dann ohnehin nicht mehr groß, da könntest du dann auch zur Not linear verheizen. Da lassen sich dann auch recht einfach Tricks wie "innenwiderstand ausgleichen" mit Opamps realisieren.
Re: DC-Motor steuern
Danke, klingt soweit gut. An den von Dir genannten Problemen krankt die Phasenanschnittsteuerung aber auch, oder übersehe ich da was?
Die Regelung werde ich aber den uC machen lassen, da ich die Drehzahl ja schon als Impulse und nicht Spannung via Generator vorliegen habe und auswerten muss.
Sch..., eigentlich sollte nur die Sensorik erneuert werden, aber nun ist die Ansteuerung von zwei fetten E-Magneten neu (die alte hat dermaßen geseucht, 2H-Drossel als Lade"widerstand" für Impulskondensatoren) und nun kommt noch die Steuerung des Antriebes dazu.
Die Regelung werde ich aber den uC machen lassen, da ich die Drehzahl ja schon als Impulse und nicht Spannung via Generator vorliegen habe und auswerten muss.
Sch..., eigentlich sollte nur die Sensorik erneuert werden, aber nun ist die Ansteuerung von zwei fetten E-Magneten neu (die alte hat dermaßen geseucht, 2H-Drossel als Lade"widerstand" für Impulskondensatoren) und nun kommt noch die Steuerung des Antriebes dazu.
Re: DC-Motor steuern
Jup, alle Probleme, die die PWM hat, hat die Phasenanschnittsteuerung prinzipiell auch.
Nur hat sie den Vorteil, dass du Thyristoren verwenden kannst (das war zu Zeiten, wo das die einzigen halbwegs brauchbaren Leistungshalbleiter waren, ein Argument - und wenns wirklich lange halten soll, isses immer noch eins) und den Nachteil, dass du dir die PWM-Frequenz nicht aussuchen kannst.
Nur hat sie den Vorteil, dass du Thyristoren verwenden kannst (das war zu Zeiten, wo das die einzigen halbwegs brauchbaren Leistungshalbleiter waren, ein Argument - und wenns wirklich lange halten soll, isses immer noch eins) und den Nachteil, dass du dir die PWM-Frequenz nicht aussuchen kannst.
Re: DC-Motor steuern
Ihr und eure Thyristoren 
Nee ist schon klar, ich habe in der Spulenansteuerung für die E-Magneten auch wieder welche drin.
Die Atomkriegssichere Monsterdrossel ist weg, aber 360V mit 45A peak in die Spulen entsorgen, das macht ein Thyristor eben immer noch besser als MOSFET und IGBT.
Wobei bei dem Strom schon ein bisschen Zündstrom vorteilhaft sind, auch wenn der Thyristor bei 6mA zündet, vollflächig tut er das sicher nicht.
Nee ist schon klar, ich habe in der Spulenansteuerung für die E-Magneten auch wieder welche drin.Die Atomkriegssichere Monsterdrossel ist weg, aber 360V mit 45A peak in die Spulen entsorgen, das macht ein Thyristor eben immer noch besser als MOSFET und IGBT.
Wobei bei dem Strom schon ein bisschen Zündstrom vorteilhaft sind, auch wenn der Thyristor bei 6mA zündet, vollflächig tut er das sicher nicht.