Treiber für Synchronmotor

Malte Gast #7318507
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Hallo!

Ich habe hier einen kleinen Synchronmotor (baugleich zu dem auf anhängendem Bild). Zwischenzeitlich habe ich ihn mittels 16 V Wechselspannung (aus Trafo) und einer Kapazität zum Laufen bekommen, also entsprechend dem Anschlussbild auf dem Motor auf anhängendem Foto. Die Wahl der Kapazität war übrigens hier schon mal Thema (Beitrag "Kondensator für Synchronmotor").

Jetzt habe ich mir – eigentlich nur so aus Interesse – vorgenommen, mir einen kleinen Treiber aufzubauen, der die Drehgeschwindigkeit steuern kann. Dazu hätte ich ein paar Verständnisfragen, vielleicht hat ja jemand den Nerv mal mitzudenken und ein paar Tipps und Hinweise zu geben.

1.) Kann man für den konkreten Motor auf dem Bild (16V, 300 U/min bei 50 Hz) grob abschätzen, bis wie schnell man ihn ca. drehen kann? Sind 1000 U/min noch realistisch?

2.) Mein Verständnis ist bisher folgendes: im Prinzip bekommt jede Phase schlicht einen Sinus, wobei ein Sinus dem anderen 90° voraus- oder hinterhereilt (was dann die Drehrichtung bestimmt). Dann sollte sich das Ding drehen (also die Motorachse zumindest).

3.) Wäre es demnach also möglich (vermutlich geht's auch einfacher), die beiden Sinus-Spannungen jeweils über einen Power OpAmp (zB OPA548, davon habe ich hier noch zwei rumliegen) zu verstärken? Die Sinusse mit jeweiliger Frequenz würde ich per low-pass gefilterter PWM mit einem AVR erzeugen. Die Sinus-Spannungen nach dem Filter würde ich AC-gekoppelt auf den OpAmp geben, damit sie um 0 V schwingen.

Macht das Sinn soweit?

Danke für alle Tipps!

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Kevin M. #7318519
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Ein Synchronmotor läuft wie der Name sagt synchron zum Drehfeld. Wenn er steht ist dieses 0Hz einfach einen Sinus mit Frequenz X anzulegen geht also nicht. Der Motor muss so geregelt werden das das anliegende Feld zur Rotorposition passt. So wie du das machen willst wird er nicht richtig anlaufen und spätestens unter Last ist es ganz vorbei.

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LDR Gast #7318523
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Kevin M. schrieb:

Ein Synchronmotor läuft wie der Name sagt synchron zum Drehfeld. Wenn er steht ist dieses 0Hz einfach einen Sinus mit Frequenz X anzulegen geht also nicht. Der Motor muss so geregelt werden das das anliegende Feld zur Rotorposition passt. So wie du das machen willst wird er nicht richtig anlaufen und spätestens unter Last ist es ganz vorbei.

Das ist ein selbstanlaufender Synchronmotor. Der läuft asynchron an, und rastet dann auf Nenndrehzahl ein.

Den Frequenzumrichter dafür kann man ganz einfach mit so einem L298 Modul für Arduino realisieren.

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Michael B. #7318537
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Malte schrieb:

Die Wahl der Kapazität war übrigens hier schon mal Thema

8.2uF steht doch drauf.

Malte schrieb:

Kann man für den konkreten Motor auf dem Bild (16V, 300 U/min bei 50 Hz) grob abschätzen, bis wie schnell man ihn ca. drehen kann? Sind 1000 U/min noch realistisch

Na ja, du musst die Spanning dazu erhöhen, auf ca. 48Vrms, 136Vpp. Der Strom darf jedoch nicht höher sein als bei 16V. Da der Strom auch von der Belastung abhängt, darf also die Belastung nicht zu hoch werden. Da jedoch die Leerlaufverluste, also Lagerreibung und Eisenummagnetisierungsverluste steigen, bleibt weniger übrig für das reale Drehmoment, der Motor kann nur weniger Kraft drehen. Die Ummagnetsierungsströme im Eisenblech steigen mit der Frequenz und erfordern dünnere Bleche. Auf Grund der Dicke der Bleche wird bei 400Hz sicher Schluss sein. Für 150Hz könnten sie aber reichen.

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Malte Gast #7318540
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Kevin M. schrieb:

Ein Synchronmotor läuft wie der Name sagt synchron zum Drehfeld. Wenn er steht ist dieses 0Hz einfach einen Sinus mit Frequenz X anzulegen geht also nicht. Der Motor muss so geregelt werden das das anliegende Feld zur Rotorposition passt. So wie du das machen willst wird er nicht richtig anlaufen und spätestens unter Last ist es ganz vorbei.

Er läuft ja wie gesagt an dem Trafo mit der Phasenverschiebung für die zweite Wicklung mittels Kapazität. Das ist ja auch einfach open-loop.

LDR schrieb:

Den Frequenzumrichter dafür kann man ganz einfach mit so einem L298 Modul für Arduino realisieren.

Auch ne gut Idee :-). Nur zu meinem Verständnis: in dem Falle würde der Motor direkt die PWM bekommen, richtig? Die beiden Motorphasen würden jeweils zwischen OUT1/OUT2 und OUT3/OUT4 angeschlossen. Für die positive Halbwelle würde die Sinus-PWM an In1 anliegen, für die negative Halbwelle an In2? Für die andere Motorphase entsprechend an In3/4, nur eben 90° Phasenverschoben. Sehe ich das richtig soweit?

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