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

Autor: Freddy (Gast)
Datum: 01.09.2008 15:09

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)
Datum: 01.09.2008 15:37

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)
Datum: 01.09.2008 16:06

>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)
Datum: 01.09.2008 18:18

>>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)
Datum: 01.09.2008 20:19

>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)
Datum: 01.09.2008 21:00

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)
Datum: 01.09.2008 21:06

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)
Datum: 02.09.2008 09:21

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)
Datum: 02.09.2008 15:10

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)
Datum: 03.09.2008 09:33

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)
Datum: 04.09.2008 21:22

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)
Datum: 04.09.2008 22:01

BUZ verdammt warm ? z.B. Dämpfungsdiode über dem Motor vergessen ?
Induktivitäten erzeugen hohe Abschaltspannungen.
Autor: Freddy (Gast)
Datum: 04.09.2008 22:21

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)
Datum: 04.09.2008 22:54

@ 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)
Datum: 05.09.2008 00:32

>stimmt, an eine Dämpfungsdiode hab ich nicht gedacht !
>Wie hat sowas auszusehen ?

Beitrag "Bremswiderstand."
Autor: Hubert G. (hubertg)
Datum: 05.09.2008 09:50

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)
Datum: 05.09.2008 14:10

@ 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)
Datum: 05.09.2008 15:21

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)
Datum: 05.09.2008 16:15

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)
Datum: 16.09.2008 11:04
Dateianhang: Driver.jpg (146,3 KB, 95 Downloads)
preview image for Driver.jpg

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)
Datum: 16.09.2008 17:57

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)
Datum: 16.09.2008 18:00

>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)
Datum: 16.09.2008 18:57

@ 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)
Datum: 17.09.2008 09:59
Dateianhang: driver2.png (6 KB, 50 Downloads)
preview image for driver2.png

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)
Datum: 17.09.2008 10:25

Freilaufdiode am Motor, falls nicht bereits vorhanden, besser noch
vorsehen ...
Autor: Freddy (Gast)
Datum: 17.09.2008 21:18

@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)
Datum: 17.09.2008 21:43
Dateianhang: ne555_skizze.png (3,7 KB, 55 Downloads)
preview image for ne555_skizze.png

@ 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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