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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Drehzahl regeln / Strom begrenzen 12V DC Motor


Autor: Freddy (Gast)
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Hallo miteinander

ich stehe vor folgendem Probelm / Aufgabe :
ein 12 V DC (Bürsten-)Motor der ca. 1000W leisten kann, soll 
versuchsweise auf einen escooter (Tretroller mit Elektroantrieb ;-) 
gebaut werden.

Die Drehzahl soll mittels Poti ( Gasgriff ) geregelt werden.

Da aber der Motor angbelich nicht für den Dauerbetrieb ausgelegt ist, 
dachte ich mir den Strom auf max. 40A  (bei Vollgas) zu begrenzen.

Wenn möglich möchte ich keinen µc einsetzten, soll ziemlich simpel 
bleiben!
(ausserdem habe ich noch sehr wenig Erfahrung mit den µC's , bin ja 
ehrlich )

Könnt ihr mir da ein paar Tips geben, wie ich vorgehen soll ? ... oder 
ein paar Stichworte, mit denen ich mich hier und in den Weiten des 
Netzes weiter informieren kann ?

Danke schonmal und
Grüsse
freddy

Autor: oszi40 (Gast)
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I=P/U
Bei 83 A + mehrfachem Anlaufstrom ist die einfachste Lösung:
das Anschlusskabel als "Vorwiderstand" zu benutzen oder besser noch 
etwas im Forum zu stöbern, wo in letzter Zeit ähnliche Probleme bereits 
behandelt wurden.

z.B.Beitrag "DC motor 200 A"

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>in 12 V DC (Bürsten-)Motor der ca. 1000W leisten kann, soll

Oh Man...


>Die Drehzahl soll mittels Poti ( Gasgriff ) geregelt werden.

Wenn das ein Gasgriff werden soll, so würde ich dir raten, nicht die 
Drehzahl, sondern das Drehmoment (also den Strom) zu regeln!
Somit würdest du das Problem des Anlaufstromes erschlagen, wenn du 
sagst:
0...100% Gaspedal:
0... 40A  (zB)

Autor: Freddy (Gast)
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>>in 12 V DC (Bürsten-)Motor der ca. 1000W leisten kann, soll

>Oh Man...

Ja ich weiss... ist eigentlich Schwachsinn, solche Leistungen bei
12V... aber ich hab den Motor ja noch nicht in der Hand, weiss nur dass
er aus dem Automobilbereich kommt, und wie gesagt, nicht für 
Dauerbetrieb
ausgelegt ist.
Wenn ich ihn morgen / übermorgen bekomme, kann ich weitere Infos geben.


>>Die Drehzahl soll mittels Poti ( Gasgriff ) geregelt werden.

>Wenn das ein Gasgriff werden soll, so würde ich dir raten, nicht die
>Drehzahl, sondern das Drehmoment (also den Strom) zu regeln!
>Somit würdest du das Problem des Anlaufstromes erschlagen, wenn du
>sagst:
>0...100% Gaspedal:
>0... 40A  (zB)

Völlig korrekt, natürlich soll das Drehmoment geregelt werden ;)
ich vermut mal PWM wird da das Zauberwort sein... weiter bin ich leider
noch nicht gekommen...
bin für jegliche weiteren Tips offen.... :-)

Grüsse
freddy

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>ich vermut mal PWM wird da das Zauberwort sein

Yo. DU brauchst "nur" nen Regelkreis:
Sollwert:      Sollstrom aus Potistellung
Stellgröße:    PWM/ANkerspannung
Ausgangsgröße: Ankerstrom

Ganz klassisch: Ein Regelkreis.

Ist aber nicht ganz trivial. Nicht umsonst füllt sowas ganze 
Vorlesungen...

Autor: Hubert G. (hubertg)
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Für eine ganz einfache Anwendung findest du hier etwas. 
www.domnick-elektronik.de/elek555.htm   Unter: Der 555 erzeugt 
PWM-Signal. Noch einen Leistungsfet ansteuern und los gehts.

Autor: domi (Gast)
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Freddy, dein 12V Motor mit 1kW ist vermutlich ein Starter-Motor, denn 
mir fällt kein anderer Motor innerhalb eines PKWs ein, der diese 
Leistungsklasse hat.
Ich kenne mich gut mit Starter-Motoren aus. Du wirst nicht sehr lange 
Spaß mit deinem Roller haben. Starter sind nur für kurze Betriebszeiten 
von wenigen Sekunden ausgelegt, um Gewicht und Kosten zu sparen.

Gruß
Dominik

Autor: Freddy (Gast)
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Hi Leute,
danke erstmal für die Antworten,

also wie bereits erwähnt, halte ich den Motor noch nicht in den Händen,
aber ein Anlasser soll es nicht sein !!! ( bin  auch gespannt ;)

Die Idee mit dem NE555 gefällt mir ( -> da simpel ) die könnt ich sogar
ohne Einkaufen gehen, zusammenbauen, vorausgesetzt mir sagt einer, was 
diese BAT41 Diode für eine ist :-)

Einen ganz anderen Ansatz hat mir gestern ein Kumpel vorgeschlagen und 
zwar soll ich doch einfach einen Regler ausm Modellbau bereich nehmen 
!!!

z.B. so etwas : 
http://www.cxtreme.de/computer/elektr_fahrtregler_truck.sap

und den dann mittels eines "Servotesters"
(http://www.cxtreme.de/goto.php?artikel=234915)

ansteuern !  Was haltet ihr davon ?

Grüsse
Freddy

Autor: Hubert G. (hubertg)
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Eine BAT41 ist eine Schottkydiode, wenn du 1N4148 nimmst schränkt sich 
der Regelbereich etwas ein.
Zum zweiten, wenn dir der Preis passt, funktionieren wird es sicher. Das 
rückwärts Fahren stelle ich mir besonders lustig vor :)

Autor: Freddy (Gast)
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Hi..

>Eine BAT41 ist eine Schottkydiode, wenn du 1N4148 nimmst schränkt sich
>der Regelbereich etwas ein.
das ist gut, danke für die Info, von den 4148 hab ich noch ein paar 
rumliegen

>Zum zweiten, wenn dir der Preis passt, funktionieren wird es sicher. Das
>rückwärts Fahren stelle ich mir besonders lustig vor :)
naja Rückwärts werd ich wohl bleiben lassen, denn das geht definitv in 
die Hose und wäre nur für die Zuschauer lustig ;-)

Und das mit dem Modellbauregler... preismässig ist das natürlich die 
Grenze für diesen Bastelspass, wenn's im D.I.Y. Verfahren günstiger 
ginge, wäre ich froh... (->deshalb frag ich ja hier im Forum nach :-)

Was den Motor angeht... heut werd ich ihn def. bekommen... meld mich 
dann wieder mit Details zu dem Ungetüm.

Grüsse
Freddy

Autor: Freddy (Gast)
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so, jetzt hab ich endlich den Motor,
ob der aber tatsächlich bis zu 1 kW bringt, glaub ich noch nicht,
tatsache ist, dass er im Leerlauf an 12V ca. 4,5A zieht.

Es ist auch wie angekündigt kein Anlasser sondern stammt von einer 
ESP-Einheit. Dort muss das Teil in kürzester Zeit den Bremsdruck 
aufbauen können, wenn das ESP regelt.

Meine Testaufbau à la www.domnick-elektronik.de/elek555.htm hab ich 
gestern abend noch zusammengefrickelt, nur mit den 1N4148 statt der 
BAT41 und da kein 47k Poti zur Hand war, kam ein 50k zum Einsatz.
Testweise liefs ganz gut mit einem PC-Lüfter, aber auf 0 U/min bekomm 
ich ihn nicht -> liegt das an den Dioden ?

als ich dann noch eine 12V Kraftstoffpumpe testete, wurde der BUZ11 
verdammt warm !???

Deshalb hab ich auch mal nicht versucht den Grossen zu betreiben !?

Frage: soll ich (ansteuerungstechnisch) mit dieser Schaltung 
weitermachen, oder gibts was Anderes / Sinnvolleres ?

Grüsse
Freddy

Autor: oszi40 (Gast)
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BUZ verdammt warm ? z.B. Dämpfungsdiode über dem Motor vergessen ?
Induktivitäten erzeugen hohe Abschaltspannungen.

Autor: Freddy (Gast)
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stimmt, an eine Dämpfungsdiode hab ich nicht gedacht !
Wie hat sowas auszusehen ?.... klar, parallel zum Motor, aber welcher 
Typ, welche Richtung ?  Wie ich ganz oben schon erwähnt habe, bin ich 
elektrotechnisch nicht ganz so fit... hatte zwar im Studium Grundlagen 
Vorlesungen, aber das ist schon ne Weile her, und ihr wisst ja, wenn man 
Wissen nicht praktisch anwendet... gehts flöten.. ;-)

Grüsse
Freddy

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Freddy (Gast)

>stimmt, an eine Dämpfungsdiode hab ich nicht gedacht !
>Wie hat sowas auszusehen ?.... klar, parallel zum Motor, aber welcher
>Typ, welche Richtung ?  Wie ich ganz oben schon erwähnt habe, bin ich
>elektrotechnisch nicht ganz so fit... hatte zwar im Studium Grundlagen

Aber du glaubst, einen 1kW Motor bändigen zu können.
Naja, die Hoffnung stirbt zuletzt . . .

Zum Thema Freilaufdiode siehe Relais mit Logik ansteuern

MFG
Falk

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>stimmt, an eine Dämpfungsdiode hab ich nicht gedacht !
>Wie hat sowas auszusehen ?

Beitrag "Re: Bremswiderstand."

Autor: Hubert G. (hubertg)
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Ich habe die gleiche Schaltung fur einen 200V Gleichstrommotor gebaut, 
allerdings mit den BAT42, da liess sich der Motor abstellen. Liegt daher 
doch an den Dioden.
Freilaufdiode über den Motor ist selbstverständlich.
Warm wurde bei 2A nichts.

Autor: Freddy (Gast)
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@ Falk Brunner

1. danke für den Link... und 2. aber sicher hoffe ich das
Monster bändigen zu können, nicht zuletzt mit eurer Hilfe ;-)
denn wie du schon sagst, die Hoffnung stirbt zuletzt !  Ausserdem will 
ich ja beim Basteln was lernen....

@ Hubert G.

werde mir dann auch mal die BAT 41 o. 42 besorgen
Wie hast du denn deine Freilaufdiode dimensioniert ?

wenn ich vom "worst case" ausgehe, müsste die Diode ja peakmässig 84A
wegstecken können... bin ich zu blöd, oder find ich da nix passendes ?

Hast du auch eine Z-Diode in Reihe dazugeschaltet ?

Greets
Freddy

Autor: Hubert G. (hubertg)
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Als Diode habe ich eine RGP30 für 600V genommen, Strom ist bei mir nicht 
so krass. Z-Diode habe ich keine eingebaut.

Autor: oszi40 (Gast)
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Da Vibrationen des Motors die Diode mechanisch stark beanspruchen 
können, sollte man die Beine evtl. federnd anlöten ---o--====--o---.
Auch MILLIMETERdicke Gleichrichter-Drähte habe ich durch ungünstige 
Resonanzen schon nach wenigen Tagen abbrechen sehen.

Autor: Freddy (Gast)
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So, da bin ich wieder,

falls jemand gehofft hat, dass ich das Projekt bleiben lass, den muss 
ich leider entäuschen.

Habe zwischenzeitlich bei Reichelt bestellt, mich in Eagle etwas 
eingearbeitet und dabei den angehängten Schaltplan entwickelt !

Und jetzt habe ich die Bitte an euch, mich nicht gleich zu steinigen, 
sondern mir einfach zu sagen, ob das so funktionieren kann oder nicht!

Selbstverständlich werden die Dioden direkt am Motor angebracht und 
nicht auf der (Lochraster-)Platine.

bin jetzt wirklich auf die Antworten gespannt !

Grüsse
Freddy

Autor: Freddy (Gast)
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Upps..
gerade ist mir ein Fehler aufgefallen,
die MBR20100 gehört natürlich andres herum angeschlossen !

aber ansonsten....passt's denk/hoff ich...

werd mich demnächst mal an den Aufbau machen, und schaun was passiert!

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>aber ansonsten....passt's denk/hoff ich.
D3 und C5 sind Unsinn. Raus damit.

>MBR20100 gehört natürlich andres herum angeschlossen !
Nö. die war richtig. Kathode an 12V.

den 555 kenn ich nicht.

der ICL7667 sollte ein Block-C bekommen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Freddy (Gast)

>Dateianhang: Driver.jpg (146,3 KB, 26 Downloads)

Lesetip: Bildformate.

>Habe zwischenzeitlich bei Reichelt bestellt, mich in Eagle etwas
>eingearbeitet und dabei den angehängten Schaltplan entwickelt !

Das ist der EINFACHE Teil. ;-)

Den Spannungsregler zeichnet man nicht so, sondern normal horizontal.
Signal durch Bauteile (der Poti) sind tabu.
Ein 10nF nochmal extra ans Gate? Autsch!
Die Z-Diode ist bei einer Motorsteuerung nicht sinnvoll.
Die Masse ist unschön gezeichnet, dort entweder sauber auf eine Linie 
bringen oder Massesymbole nutzen.

MFG
Falk

Autor: Freddy (Gast)
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habe gestern abend an meinem Erstlingswerk noch etwas rumgebastelt!
so ist es hoffentlich besser ;-)

und aufgebaut hab ich das Ganze auch (auf Lochraster)und getestet mit 
einem alten 100W 12V DC Motor.  Ging sogar ganz gut.
(aber an den dicken Motor trau ich mich mit meiner "Freiluftverkabelung" 
noch nicht ran.. das kommt dann am WE)

Was mir aber komisch/negativ aufgefallen ist, sind die nur 4,85V nachm 
Spannungsregler, wovon nach dem NE555 lediglich max 4,40V übrig blieben!
reicht das um den 7667 voll anzusteuern, oder sollte ich schaun, dass da 
min. 5V pwm ankommen ?  Wenn ja wie ?

(hab da mal was von einer Diode zw. Masse und GND vom 78S05 gelesen ? - 
Richtung ?)

Grüsse
Freddy

Autor: Spötter (Gast)
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Freilaufdiode am Motor, falls nicht bereits vorhanden, besser noch 
vorsehen ...

Autor: Freddy (Gast)
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@Spötter (Gast)

wie ich oben schon erwähnt habe, ist die Freilaufdiode (MBR20100)jetzt 
direkt am Motor, deshalb fehlt sie im Schaltplan.
(die Z-Diode aber hab ich komplett weggelassen!)

Freddy

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Freddy (Gast)

>Dateianhang: driver2.png (6 KB, 10 Downloads)

Schön, du bist lernfähig. Das sind hier nicht alle.

>Was mir aber komisch/negativ aufgefallen ist, sind die nur 4,85V nachm
>Spannungsregler,

Ist OK.

> wovon nach dem NE555 lediglich max 4,40V übrig blieben!

Ist auch OK.

>reicht das um den 7667 voll anzusteuern,

Ja, siehe Datenblatt. Alles >2V ist HIGH.

Es fehlen immernoch 100nF DICHT am ICL7667.
Der Spannungsregler ist immernoch "komisch" platziert.
Die 220uF an der 5V Versorgung sind totaler Overkill, 1..5uF reichen 
locker.

Siehe Anhang.

MFG
Falk

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