Hallo Leute,
hab eher ne Verständnisfrage, die aber auch einen Praxisbezug hat.
Möchte gerne einen Motor kaufen, den ich mittels variabler
Gleichspannungversorgung (vorhanden mit 0-12V) steuern kann.
Der Motor soll zwischen 1-6 U/min drehen.
Ich hab natürlich schon einige Getriebe-Gleichstrommotoren gefunden.
Allerdings steht meistens nicht dabei wie weit ich mit der
Versorgungsspannung runter gehen kann. Wenn ich das richtig verstanden
habe verschiebt sich ja die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie parallel
Richtung Urspung, wenn ich die Ankerspannung senke. D.h. das Drehmoment
sinkt auch und der Motor dreht ab einer gewissen Spannung garnicht mehr.
Zu diesen "Grenzspannung" wird allerdings fast nie eine Angabe: also
keine Kennlienien, keine Angabe zum Drehmoment bei bestimmten Spannungen
usw.
Meine Frage ist jetzt: Kann man das Drehmoment bei einer gewissen
Spannung berechnen, indem man aus den Nennwerten die Motorkonstante
berechnet? Oder gibt es da eine Faustregel? Oder sollte ich mich lieber
nach Motoren mit besseren Datenblättern umschauen?
Danke schon mal im Voraus
Gruß,
Werner
PS: Habe bewusst keine Angaben zu den gefundenen Motoren gemacht, weils
mir mehr ums Verständnis geht :)
Hallo,
mit einer variablen Gleichspannung kann man nur bedingt Motordrehzahlen
einstellen. Viel besser und feinfühliger geht das mit einer sogenannten
PWM-Steuerung. Dabei wird der motor mut Impulsen angesteuert die
entweder länger (höhere Drehzahl) oder kürzer (niedrige Drehzahl) sind.
PWM = PulsWeitenModulation
Google danach und Du wurst fündig ;-) Schaltungsvorschläge gibt es
reichlich, egal ob konventionell, ob mit OPVs oder gar mit
Mikrocontroller.
Old-Papa
Werner schrieb:> Oder sollte ich mich lieber> nach Motoren mit besseren Datenblättern umschauen?
Du kannst nach Motoren mit geringem Leerlaufstrom im Vergleich zum
Nennstrom suchen. Z.B. sind das welche mit Metallbürsten, und/oder ohne
magnetisches Rastmoment.
Faulhaber/Maxon/Escap usw. haben eine um Längen geringere
Anlaufspannung, als andere Motoren. Nutze z.B. einen RE40 mir 150W
Nennleistung und 36V, der hat keine 50mA Leerlaufstrom. Die drehen schon
ab wenigen Millivolt auch an DC an. Drehmoment haben sie da natürlich
noch nicht.
Es gibt aber Schaltungen, die solchen Motoren bei extrem niedrigen
Drehzahlen noch ihr volles Drehmoment ermöglichen.
Uwe S. schrieb:> Es gibt aber Schaltungen, die solchen Motoren bei extrem niedrigen> Drehzahlen noch ihr volles Drehmoment ermöglichen.
Eben.... PWM ;-)
Old-Papa
Old P. schrieb:>> Es gibt aber Schaltungen, die solchen Motoren bei extrem niedrigen>> Drehzahlen noch ihr volles Drehmoment ermöglichen.>> Eben.... PWM ;-)
Na ja...bis 10% vielleicht noch, und da schon mit wenig Drehmoment.
Denke da eher an eine Tachospannungs-Auswertung, oder natürlich
irgendeinem externen Drehzahl-Istwertgeber.
Werner schrieb:> Der Motor soll zwischen 1-6 U/min drehen.
Du brauchst einen Getriebemotor und eine Drehzahlregelung, damit der
Motor auch bei niedrigen Drehzahlen nicht stehen bleibt und volles
Drehmoment liefert.
Beitrag "Drehzahlregler für DC-Motor, ATmega48-328"
m.n. schrieb:>> Der Motor soll zwischen 1-6 U/min drehen.
Ein Schrittmotor wäre auch denkbar. Hätte auch Kraft bei geringer
Drehzahl. Die Steuerung ist allerdings aufwändiger.
> Untere Drehzahlgrenze Gleichstrommotor
Null.
Natürlich kann er auch dabei Nennmoment abgeben, sofern er Nennstrom
eingeprägt bekommt.
(Eventuell aber nicht für lange Zeit, weil immer dieselben
Kollektorlamellen betroffen sind und/oder die Kühlung schwächer als bei
normaler Drehzahl ist.)
Elektrofan schrieb:>> Untere Drehzahlgrenze Gleichstrommotor
Wenn man eine Lageregelung hat, wie bei einem Servomotor üblich, gibt es
keine - die Regelung hält den Antrieb aktiv auf einer bestimmten
Position, und den Sollwert der Position kann man beliebig langsam
verändern. Wenn sein muss auch um 1 Grad pro Tag.
Georg
Werner schrieb:> also keine Kennlienien, keine Angabe zum Drehmoment bei bestimmten Spannungen
Kein Wunder, das Drehmoment bewirkt ja auch nur eine Stromaufnahme.
Wenn du einen Getriebemotor hast, der bei voller Spannung 6upm schafft,
dann muss er mit den 6upm ja eine gewisse Last bewegen, hat also ein
Drehmoment das ihm entgegensteht und zu einer bestimmtem Stromaufnahme
führt.
Ein normaler Gleichstrommotor
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/225000-249999/244478-da-01-en-Igarashi_Motor_SP_3657_50_12V.pdf
Du siehst, daß die Strom-Kure nicht bei 0 beginnt, sondern bei 0.25A,
das ist der Strombedarf ohne Last, das Drehmoment das nötig ist um die
Lagerreibung zu überwinden, Abgabeleistung ist da 0.
Stand der Motor und soll loslaufen, braucht er übrigens kurz mehr Strom,
denn er muss ein Losbrechmoment überwinden.
Falls dieser Motor im Getriebemotor steckt der bei voller Spannung mit
6upm dreht, dann wird das nicht im Punkt der maximalen Leistung von 8Ncm
und 2900upm sein, sondern eher im Punkt maximaler Effizienz bei 2.5Ncm
und 5800upm und 1.5A. Belastest du das Getriebe stärker, wird die
Drehzahl sinken weil das Abgabemoment und die Stromaufnahme bei gleicher
Spannung steigt.
Wollen wir nun den Motor nur 1upm drehen lassen statt 6, verringern wir
die Spannung von 12V auf 2V wobei das etwas unlinear ist, es werden 2.8V
nötig sein, wie gesagt, der Strom beginnt nicht bei 0.
Das Drehmoment und damit die Stromaufnahme bleibt gleich. Belastet man
das Getriebe stärker, wird die Drehzahl sinken.
Versuchst du den Motor nur 1% so schnell drehen zu lassen, 0.06upm, dann
wird er bei der kleinen Spannung gar nicht loslaufen weil nicht mal die
nötigen 0.25A fliessen werden für die Motorlagerreibung und schon gar
nicht die nötigen 1.5A für die Getriebeverluste.
Nemesis schrieb:> bpw schrieb:>> Was hat denn PWM mit geringer Drehzahl zu tun?>> In jedem lausigen Akkuschrauber funktioniert das recht gut.
Eben! Und warum? Nachdenken!
Mani
Mani W. schrieb:> Nemesis schrieb:>> bpw schrieb:>>> Was hat denn PWM mit geringer Drehzahl zu tun?>>>> In jedem lausigen Akkuschrauber funktioniert das recht gut.>> Eben! Und warum? Nachdenken!
Ahhhh, es geht doch noch in die richtigs (und praktische) Richtung ;-)
Klar gehen Servos und sogar tachogesteuerte auch, nur der Aufwand!
In Millionen Kleingeräten mit Getriebemotor wird seit Äonen eine PWM
verwandt, das muss Gründe haben ;-)
Old-Papa
Wie währe es mit einem Schneckentrieb?
Die sind selbsthemmend (Man schaltet einfach den Motor aus und nichts
bewegt sich.)
Die üblichen Übersetzungsverhältnisse sind 40:1 bis 60:1
Dadurch kann man so ziemlich jeden Motor an so einen Schneckentrieb
hängen.
Bei Maedler.de gibt es kleine Schnecken und Schneckenräder falls man das
Getriebe selbst bauen will.
Old P. schrieb:> In Millionen Kleingeräten mit Getriebemotor wird seit Äonen eine PWM> verwandt, das muss Gründe haben ;-)
Nicht gerade seit Äonen. PWM wurde m.W. erst in den 70er Jahren bekannt.
Harald W. schrieb:> Nicht gerade seit Äonen. PWM wurde m.W. erst in den 70er Jahren bekannt.
Bist du da selbst draufgekommen oder hast du das bei Wikipedia
nachgelesen?
Im Zweifel ist der Benutzer die Regelung am Akkuschrauber. Wenn der
langsamer wird wegen mehr notwendigem Drehmoment, dann drückt der
Handheimwerker automatich den Abzug etwas weiter durch.
Der Andere schrieb:> Im Zweifel ist der Benutzer die Regelung am Akkuschrauber. Wenn der> langsamer wird wegen mehr notwendigem Drehmoment, dann drückt der> Handheimwerker automatich den Abzug etwas weiter durch.
Wenn der Akkuschrauber eine Regelung hat, kann der Mann den Abzug so
lassen, wie er ist. Sonst würde auch ein Drahtpoti in Reihenschaltung
zum Motor reichen.
Old P. schrieb:> mit einer variablen Gleichspannung kann man nur bedingt Motordrehzahlen> einstellen. Viel besser und feinfühliger geht das mit einer sogenannten> PWM-Steuerung.
Kannst Du erklären, warum das so ist? Das würde mich mal interessieren;
denn mir fällt nur eine Erklärung dafür ein, dass das genau nicht so
wäre:
Durch die PWM stellt sich ein dreiecksförmiger Strom ein; solange die
PWM an ist steigt der Strom, solange die PWM aus ist fällt er. Im
Mittel ist der Strom genau gleich dem Strom, der bei der mittleren
Spannung (Tastverhältnis * PWM-Amplitude) fließen würde. Da das
Drehmoment proportional zum Strom ist, hat es den gleichen dreieckigen
Verlauf um den Mittelwert, der bei Versorgung mit einer Gleichspannung
der Höhe Tastverhältnis * PWM-Amplitude auftreten würde.
Das wäre also eben keine Steigerung des mittleren Drehmomentes durch
die PWM. Allenfalls könnte die Tatsache, dass das Drehmoment bei PWM
zeitweise über dem mittleren Moment liegt dabei helfen, irgendwelche
Losbrechmomente zu überwinden.
Wie gesagt, eine Erklärung dafür würde mich interessieren.
@ Karl (Gast):
Stimmt,
natürlich kann man mit einer reinen Gleichspannung die Drehzahl genauso
fein verstellen, wie eben diese Gleichspannung.
1.) Hat man PWM mit einer relativ hohen Frequenz, sodass der Strom
während einer gesamten Taktperiode praktisch nicht schwankt, ist das
Verhalten exakt gleich.
2.) Ist die Frequenz niedriger und der Strom schwankt =>
a) besteht dann natürlich die Möglichkeit, dass beim Stromspitzenwert
das Losbrechmoment überschritten wird - dann steigt aber die Drehzahl,
und man muss ggf. diese Spannung wieder verkleinern.
b) wird der Motor etwas stärker belastet, weil der Effektivstrom trotz
gleichem mittlerem Drehmoment höher ist, als bei reiner Gleichspannung.
m.n. schrieb:> Wenn der Akkuschrauber eine Regelung hat, kann der Mann den Abzug so> lassen, wie er ist.
Stimmt!
Sonst würde auch ein Drahtpoti in Reihenschaltung
> zum Motor reichen.
Eben nicht!
Es ist ja ganz einfach, selbst diese Versuche zu machen, mit
Vorwiderstand (Drahtregler mit Fingerwärmfunktion) oder mit PWM,
wobei es schon auf die Frequenz ankommt...
Das typische Pfeifen bei Akkuschraubern ist eben eine PWM, die bei
diesen Gleichstrommotoren am besten wirkt - sprich Drehmoment und
langsame Drehzahl...
Man kann auch nicht jeden Motor optimal betreiben, wenn die Frequenz
nicht passt...
Schönen Gruß
Mani
