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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie funktioniert diese Motor-Konstantdrehzahlsteuerung?


Autor: Paul H. (powl)
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Hi,

das ist ein Schaltplan eines relativ simplen Steuergerätes für einen 
DC-Fräsmotor. Ein wenig etwas zur Regelcharakteristik:

Die eingestellte Nenndrehzahl wird sehr schnell erreicht und der Motor 
beschleunigt bei weiterer Erhöhung mittels des Potentiometers auch sehr 
schnell. Desweiteren bricht die Drehzahl bei Belastung kaum merklich 
ein, der Motor entwickelt also außergewöhnlich viel Drehmoment.

Steigt jemand durch, wie das genau funktioniert? Die einzige Möglichkeit 
zur Messung der Drehzahl stellt die Selbstinduktionsspannung und der 
daraus resultierende Motorstrom dar. Die Schaltung ist direkt an einen 
Trafo angeschlossen der eine ganz normale Sinusspannung raushaut. Finde 
diese Schaltung interessant, da sie sehr einfach aufgebaut ist aber 
trotzdem aus einem ansonsten recht schwachbrüstigen Elektromotor ein 
richtiges Kraftpaket zu machen scheint.

lg PoWl

Autor: S. Matlok (smatlok)
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Das ist keine Regelung sondern eine Steuerung. Und dazu auch noch eine 
extrem primitive.

Die Motordrehzahl hängt von der anliegenden Spannung ab. Solange die 
Spannung halbwegs konstant ist, läuft der Motor automatisch auf die 
entsprechende Drehzahl hoch und regelt sich selbst. D.h. bei 
steigender Belastung zieht er autmatisch mehr Strom und kann somit ein 
höheres Drehmoment aufbauen.

Nur wenn der Wicklungswiderstand zu hoch ist, gibt es eine immer 
deutlichere Lastabhängigkeit der Drehzahl, was besonders bei kleinen 
Spielzeugmotoren oft der Fall ist.

Autor: Flo (Gast)
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Nach dem Gleichrichter haste ne pulsierende Gleichspannung, die über den 
Thyristor bei einer gewissen Schaltschwelle auf den Kondensator 
geschaltet wird. Der Kondensator mittelt das Ganze zu einer konstanten 
Spannung.
Die Spannung kriegt der Motor.
Wie schon gesagt ist das keine Reglung, sondern eine Steuerung.

Autor: Paul H. (powl)
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Das was ihr da grade erzählt habt entspricht aber nicht meinen 
Erfahrungen. Testweise hab ich den Motor mal an einem Labornetzteil 
betrieben und da war er bei weitem bei Belastung nicht so 
Drehzahlstabil. Selbst bei relativ großer Belastung bricht die Drehzahl 
kaum merklich ein. Bei einer ganz normalen Konstantspannungssteuerung, 
also quasi Phasenanschnitt, macht er das ja nicht.

Seid ihr euch da sicher?

Autor: S. Matlok (smatlok)
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Hmm, das müsste ich erst selbst sehen ;-) ..

Aber eine schnelle theorie:

Evtl wird bei höherer Belastung der C1 nach jeder Periode so weit 
entladen, dass der Zündpuls überproportional weit nach vorne gelegt 
wird. Dadurch entsteht evtl. mit dem Sinusförmigen Spannungsverlauf des 
Trafos eine höhere mittlere Spannung bei hoher Belastung?!, was evtl. 
ingesamt eine höhere Drehzahlstabilität zur Folge hat. Dazu müsste man 
aber die Daten des Trafos und natürlich des Motors genauer kennen und 
das Gesamtsystem evtl mal simulieren.

Autor: mhh (Gast)
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Betrachte es als PWM Ansteuerung. Dadurch bleibt auch bei kleineren 
Drehzahlen ein höherer Drehmoment.

Autor: Urlauber (Gast)
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Selbe Therorie andere Erklärung:

Nach dem Nulldurchgang, also wenn T1 noch sperrt,
wirkt der Motor als Generator und
hält C1 auf eine von der Drehzahl und Belastung abhängige Spannung.

Bei höherer Belastung sinkt diese Spannung und
im Gegenzug steigt dadurch der Spannungsabfall an R4, R3, ...
Das bewirkt, das C2 schneller aufgeladen und somit T1 früher gezündet 
wird.

lg

Autor: Dogbert (Gast)
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Also ich würde mal die Schaltung für SPICE modellieren.
Die Streuinduktivität von TR1 könnte wesentlich sein und zu einem 
negativen Innenwiderstand führen der den des Motors kompensiert.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
>Die einzige Möglichkeit
>zur Messung der Drehzahl stellt die Selbstinduktionsspannung
Richtig, das Ganze ist ein Phasenanschnitt mit Rückführung.
C2 wird bei höherer Spannung an C1(Motor dreht schnell) langsamer 
geladen und es kommt zu späterer Zündung des Thyr. Wenn der Motor 
gebremst wird sinkt die Klemmenspannung und der umgekehrte Fall tritt 
ein. Wurde früher gerne für Handbohrmasch. verwendet.  Eine Bohrmasch., 
die so 1000U/min hatte, konnte man mit 10 U/min laufen lassen ohne das 
man das Futter festhalten konnte. Seit Einführung der modernen Schalter 
ist das aber in Vergessenheit geraten.

Schönen Tag noch, Uwe

Autor: Paul H. (powl)
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Was sind denn die "modernen Schalter"? Ich find die Schaltung wirklich 
super denn trotz der Einfachheit erfüll sie ihren Zweck wirklich sehr 
sehr gut.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
>Was sind denn die "modernen Schalter"?
na die wo die Drehzahlreglung mit eingebaut ist

Viel Erfolg, Uwe

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