Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Echte Drehzahlregelung BL DC-Motor


von Ralf B. (forscher1)


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Hallo zusammen,

ich habe folgendes technisches Problem:

Ich habe eine Maschine zum Aufwirbeln von Staubpartikeln gebaut.
Angetrieben wird das Ganze durch einen Brushless DC Motor. Durch die 
Stäube, die prinzipbedingt auch in das Lager der Antriebswelle gelangen, 
ändert sich während des Betriebes immer wieder die Drehzahl. Dies möchte 
ich durch eine Motordrehzahlregelung vermeiden.

Im Moment verwende ich folgende Komponenten:
-Hacker A20-22L Evo Motor
-X-55 SB-Pro Motorregler

aus dem Modellbau.

Mit meinen Komponenten kann ich am PC über die Maestro Software die dem 
Motorregler beilag, die Drehzahl durch ein PWM Signal vorgeben.

Meine Probleme sind nun:

Leider kenne ich die echte Drehzahl nicht und würde diese gerne 
permanent aufzeichnen-- Kann man die Drehzahl über die Software 
ermitteln? Ich habe im Internet gelesen, dass bei Brushless DC Motoren 
die Drehzahl aus der induzierten Spannung der dritten Motorphase 
ermittelt werden kann?!?!?

Ausserdem würde ich die Drehzahl gerne stabiliseren, also bei 
Reibwertschwankungen im Lager soll die Drehzahl unverändert bleiben.
Wie kann ich das mit meinen Komponenten erreichen? Oder mit welchen 
Komponenten wäre das möglich? Ich würde auch andere Komponenten kaufen, 
wenn diese die Vorgaben erfüllen können.

Vielen Dank für eure Hilfe
Ralf

von 0815 (Gast)


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Ralf B. schrieb:
> Ausserdem würde ich die Drehzahl gerne stabiliseren

Regler mit Governor- bzw. Heli-Modus. Bei manchen kann man sogar 
programmieren, wie hart die Drehzahlregelung sein soll.

von MaWin (Gast)


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Ralf B. schrieb:
> Leider kenne ich die echte Drehzahl nicht und würde diese gerne
> permanent aufzeichnen

Jede Motorstromphase hat als Hauptfrequenzanteil die Drehzahl (und 
zusätzlich meist die PWM-Artefakte, die man wegfiltern muss, oft reicht 
dazu kein einacher RC Filter sondern es muss ein Filter höherer ordnung 
sein).

> Wie kann ich das mit meinen Komponenten erreichen?

Vermutlich nicht, oder zumindest schlecht, ey, das ist das billigste 
Zeug was es gibt.

Selbst wenn du per Phasenspannungsmessung die aktuelle Drehzahl 
ermittelst und dann (per PID Algorithmus) die Pulsbreite des nächsten 
Ansteuerimpulses anpasst damit wieder die gewollte Drehzahl rauskommt, 
wird das System so langsam reagieren, daß es schwer wird, stabil zu 
regeln.

Gib halt ETWAS mehr Geld aus, als für Spielzeug, oder leben mit den 
Drehzahlschrankungen, die ja nun kein Problem sind beim staubaufwirbeln. 
Das Spielzeug hält eh nur ein paar Betriebsstunden.

von Georg (Gast)


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Hallo,

wäre es für die Lebensdauer nicht besser, die Lager vor Staub zu 
schützen, als einfach mehr Power auf sich festfressende Mechanik zu 
geben? Wenn an deinem Auto die Radlager kaputt sind, ist Gasgeben auch 
nicht wirklich eine Lösung.

Georg

von 0815 (Gast)


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Georg schrieb:
> wäre es für die Lebensdauer nicht besser, die Lager vor Staub zu
> schützen

Kommt auf den Staub an. Es gibt Stäube, darin hält ein offenes Lager 
ebensolange wie im Reinraum.

von Ralf B. (forscher1)


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Hallo MaWin,

danke für deine schnelle Antwort.
Ich sagte ja bereits, dass ich offen bin für andere Produkte.
kannst du mir etwas Konkretes nennen?

von Ralf B. (forscher1)


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Georg schrieb:
> Hallo,
>
> wäre es für die Lebensdauer nicht besser, die Lager vor Staub zu
> schützen, als einfach mehr Power auf sich festfressende Mechanik zu
> geben? Wenn an deinem Auto die Radlager kaputt sind, ist Gasgeben auch
> nicht wirklich eine Lösung.
>
> Georg

Hallo Georg,
deine Idee ist gut und richtig. Nur leider ist das mit der Lagerung 
nicht so einfach möglich. Die Lagerung ist schon sehr gut abgedichtet, 
aber es geht in meiner Anwendung um Feinstäube, die ständig aufgewirbelt 
werden- deshalb muss die Stabilisierung durch die Regelung erfolgen.

von uwe (Gast)


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von Nils P. (ert)


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MaWin schrieb:
> Vermutlich nicht, oder zumindest schlecht, ey, das ist das billigste
> Zeug was es gibt.

Hacker billig? Null Ahnung im Modellbau...

von Bernhard K. (bernhard_k27)


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Hallo Ralf,

stell den Regler auf Helimodus und nicht mehr als 80% der maximalen 
Drehzahl.
Zum Drehzahl auslesen kannst du ein Brushless Drehzahlsensor von SM 
Modellbau benutzen oder ein Optischen Drehzahlmesser aus dem Modellbau.

von 0815 (Gast)


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Bernhard Kuper schrieb:
> stell den Regler auf Helimodus

Sollte der Thread doch noch sinnvoll werden?! Hatte es schon aufgegeben, 
weil er scheinbar auf die Leute hört, die ihm die 1000 Euro-4Q-Lösung 
für seinen Staubwirbler empfehlen...;-)

von Chefentwickler (Gast)


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Kleb einen Magneten irgendwo an den Ventilator und bringe einen 
Hall-Sensor ans Gehaeuse an. Den liesst du mit einem Arduino aus der 
dann mit der seriellen Schnittstelle an den PC die Drehzahl meldet. Dass 
wertest du mit einem VBA Programm aus und stellst den Regler nach.

von NochSoEiner (Gast)


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Will auch mal meinen Senf dazu geben,

wenn man bei "Modellbaukrams" bleiben will, kann sich auch mal den ESC32 
von Autoquad angucken. Der soll eine Drehzahlregelung (Closed Loop Mode) 
integriert haben und hat außerdem noch ausreichend Schnittstellen (PPM, 
UART, I2C und CAN-Bus!)
Ist ja vielleicht schon ausreichend.

von Ralf B (Gast)


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Hallo zusammen,

vielen Dank für eure zahlreichen Tipps.
Als erstes habe ich gestern in der Software für den Motoregler den 
Helimodus (heißt bei Hacker Drehzahlregelung) ausgewählt.

Dann habe ich gestern mit der Firma Hacker telefoniert und dort sagte 
man mir, dass ich die Drehzahl mit dem Oszi über die Frequenz an einer 
Motorphase gegen Masse messen kann. Die ermittelte Frequenz muss dann 
durch die halbe Polzahl geteilt werden. Das habe ich ausprobiert und es 
funktioniert.

Ausserdem habe ich einen Datenlogger und einen Drehzahlsensor (greift 
auch an einer Motorphase ab) bei SM bestellt.

Mit diesen Konfigurationen (Helimodus für einen stabile Drehzahl, und 
Drehzahlmessung und Aufzeichnung mit den SM-Komponenten)
hoffe ich meine Probleme lösen zu können ohne die Konstruktion verändern 
zu müssen.

Ich ertsatte euch Breicht, ob alles wie geplant funktioniert.

Viele Grüße

Ralf

von Forscher1 (Gast)


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Hallo liebe Unterstützer,

die Heli-Regelung funktioniert sehr gut. Die Drehzahl ist sehr stabil 
+/-1%.
Auch das Ansehen und Aufzeichnen der Drehzahl funktioniert. Vielen Dank 
für eure Hilfe!!!!!!!!!

Viele Grüße

Ralf

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