Hallo zusammen,
habe hier einen 30W Motor, der zwischen 9-24V regelbar ist. Die
Ansteuerung soll von meinem MSP430 (Vcc = +3,3V) erfolgen.
Hab mir folgendes gedacht:
Ein DAC der die Stellgröße vorgibt.
Ein FET der die Spannung schaltet.
Und irgendein OP-Regelkreis, der die Spannung am Motor mit der Spannung
des DAC vergleicht und die Regelabweichung auf den FET gibt.
Soweit die Theorie, sofern meine Schulkenntnisse richtig sind. Die erste
Frage ist, passt das soweit?
Die zweite: Bin bis jetzt mehr mit Software in Berührung gekommen. Wa
froh, dass ich den MSP gelötet bekommen hab. Könnt hier mir
detailliertere Tipps zum HW-Design geben?
Danke.
Gruß
Martonas
Martonas schrieb:> Und irgendein OP-Regelkreis, der die Spannung am Motor mit der Spannung> des DAC vergleicht und die Regelabweichung auf den FET gibt.
Verstehe ich dich richtig. Du wiollst nicht die Drehzahl oder irgendwas
wie Vorschubgeschwindigkeit oder Position regeln, sondern nur steuern.
Wenn ja dann wäre eine einfache PWM das Beste. Entsprechend einen
Leistungs MOSFET am besten n-Kanal Masse geschaltet und fertig.
Udo Schmitt schrieb:> Verstehe ich dich richtig. Du wiollst nicht die Drehzahl oder irgendwas> wie Vorschubgeschwindigkeit oder Position regeln, sondern nur steuern.> Wenn ja dann wäre eine einfache PWM das Beste. Entsprechend einen> Leistungs MOSFET am besten n-Kanal Masse geschaltet und fertig.
Wenn "steuern" dafür das richtige Adjektiv ist: Ja.
Nur die Spannung und somit die Drehzahl (bei gleicher Last) sollte halt
konstant sein. Wie bekommt man das mit einer PWM hin?
Okay...
D.h. ich kann meine Timer zur PWM-Generierung verwenden...
Das hab ich schon mal im Datenblatt gelesen.
Hab jetzt auch mal den Wiki-Artikel dazu Überflogen. Da ist wohl der
Abschnitt "Leistungselektronik" der richtige für mich. Nur steht da
nicht drin, was für ein PWM-Signal ich generien muss um welche Spannung
zu erhalten.
Geht dann das PWM Signaldiregt auf den FET?
und woher weiß ich, dass mein moduliertes 3,3V Signal auch meine
gwünschte Spannung zwischen 9-24V ausgibt?
Les dir hier in den Artikeln die Grundlagen an.
z.B. Motoransteuerung mit PWM
Du brauchst sehr wahrscheinlich noch einen Treiber zwischen 3,3V Ausgang
und MosFet.
Martonas schrieb:> und woher weiß ich, dass mein moduliertes 3,3V Signal auch meine> gwünschte Spannung zwischen 9-24V ausgibt?
Am Motor liegt dann das selbe Puls Pausen Signal an wie du es im µC
generierst.
Die Drehzahl hängt ziemlich linear von der Pulsdauer zu Gesamtperiode
ab. Der Vorteil ist daß das Drehmoment auch bei langsamer Drehzahl höher
ist als bei einer niedrigeren linear geregelten Gleichspannung.
Udo Schmitt schrieb:> Die Drehzahl hängt ziemlich linear von der Pulsdauer zu Gesamtperiode> ab. Der Vorteil ist daß das Drehmoment auch bei langsamer Drehzahl höher> ist als bei einer niedrigeren linear geregelten Gleichspannung.
Dann werde ich mich mal in das Thema PWM einarbeiten. Die andere Frage:
Verträgt das jeder Motor? Oder kann es sein, dass sich dieser dann in
Rauch auflöst?
Gruß
Martonas
> Dann werde ich mich mal in das Thema PWM einarbeiten. Die andere Frage:> Verträgt das jeder Motor? Oder kann es sein, dass sich dieser dann in> Rauch auflöst?
Nun ja, jeder Motor wohl nicht. Das Problem ist, dass Du induktive
Lasten schaltest, d.h. nach Lenzschen Gesetzt ... Praktisch wird Deine
Isolation der Wicklung stark beansprucht (eben stärker als bei reinem DC
Betrieb). Je nach Spg./~festigkeit schlägt irgendwann u.U. die Spule
durch -> Windungsschluss, höherer Strom in der Enstufe. Schwer zu sagen
also.
Der Strom wird aber bei angepassten PWM Freq. geglättet (eben durch die
Ind.), der macht Deinen Motor heiss und lässt ihn ggf. abrauchen ;-)
Letzlich eine Frage der Auslegung/Anforderungen also.
Auch solltest Du Dir die Grundlagen der Regelungstechnik stärker
ansehen. PWM und uC/C/asm ist die eine Seite, den Regelkreis stabil
hinzubekommen eine Andere.
Olaf .o. schrieb:> Nun ja, jeder Motor wohl nicht. Das Problem ist, dass Du induktive> Lasten schaltest, d.h. nach Lenzschen Gesetzt ... Praktisch wird Deine> Isolation der Wicklung stark beansprucht (eben stärker als bei reinem DC> Betrieb). Je nach Spg./~festigkeit schlägt irgendwann u.U. die Spule> durch -> Windungsschluss, höherer Strom in der Enstufe.
Na ja bei einem 24V DC Motor sehe ich da keine Probleme, wir reden ja
nicht von 600V DC.
Ich kenne keine Berichte über Niederspannungsmotore die da Probleme
haben. Fakt ist natürlich daß du durch die Oberwellen etwas mehr
magnetische Verluste im Motor hast. Dafür fährt er aber auch im
Teillastbereich.
@Martonas
Etwas aufpassen muss man evt. bei Motoren mit integriertem Lüfterrad, da
die Kühlung bei niedrigeren Drehzahlen dann schlechter wird.
PWM wird millionenfach erfolgreich eingesetzt, wenn dein Motor nicht bis
an die absolute Grenze belastet wird sehe ich da normalerweise keine
Probleme.
Olaf .o. schrieb:> Auch solltest Du Dir die Grundlagen der Regelungstechnik stärker> ansehen. PWM und uC/C/asm ist die eine Seite, den Regelkreis stabil> hinzubekommen eine Andere.
Er hat keinen Regelkreis es geht um reine Steuerung!
Olaf .o. schrieb:> Der Strom wird aber bei angepassten PWM Freq. geglättet (eben durch die> Ind.), der macht Deinen Motor heiss und lässt ihn ggf. abrauchen ;-)
Was soll der Satz? Natürlich macht der Strom den Motor heiss. Er sorgt
aber auch für das Drehmoment und es fliesst mehr Strom wenn der Motor an
Nennspannung DC hängt.
@Martonas: Jede Steuerung von Niederspannungsgleichstrommotoren wird
heutzutage mit PWM gemacht. Jeder Akkuschrauber hat das. Lass dich von
Olaf nicht verunsichern.
Udo Schmitt schrieb:> Jede Steuerung von Niederspannungsgleichstrommotoren wird> heutzutage mit PWM gemacht. Jeder Akkuschrauber hat das. Lass dich von> Olaf nicht verunsichern.
Okay, beruhigend! ;)
Mal schauen, ob ich heute noch dazu komme mich dem Thema ein wenig
anzunehmen, damit ich wenigstens kommende Woche die passenden Bauteile
bestellen kann. Möchte einen 2-Quadrantensteller realisieren, wie es in
diesem Artikel
http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM#Synchrongleichrichtung.2C_2-Quadrantensteller
beschrieben ist.
Gibt es noch irgendeinen Tipp, was ich bei der Auswahl des FET beachten
muss?
Gruß
Martonas
Martonas schrieb:> Gibt es noch irgendeinen Tipp, was ich bei der Auswahl des FET beachten> muss?
Du benötigst einen Low-Logic-Level Typ (für Gatespannung unter 3V
spezifiziert), und er sollte schon etwas mehr als 24V vertragen. IRF7470
wäre so einer.
Martonas schrieb:> Das wären ja rund 100A bei 3,3V! Das sollte reichen. ;)
100A? Wie kommst du darauf? Bei Ansteuerung mit 3V würde ich dem IRF7470
nicht mehr als 5A zumuten, und das erfordert schon ein
kühlungsoptimiertes Layout.
> Der Vorteil, ich brauch dann keine Treiberstufe, richtig!?
Wenn du du es mit der PWM-Frequenz nicht übertreibst.
Das hinterlegte Datenblatt, seite 3/9, Fig. 3
I_D(V_GS) (Drain-to-Source Current (A) als Funktion der Gate-to-Source
Voltage (V)). Wenn ich die Kennlinie auf 3,3 V verlängere komme ich bei
ca. 100A raus ...
(zu früh Enter gedrück)
Oder verstehe ich da was falsch?
hinz schrieb:> Wenn du du es mit der PWM-Frequenz nicht übertreibst.
Im welchen Bezug? Der Frequenz? Hab so an 1..2kHz gedacht, wie in dem
oben genannten Artikel vorgeschlagen.
Martonas schrieb:> Wenn ich die Kennlinie auf 3,3 V verlängere komme ich bei> ca. 100A raus ...
Mit einem Bleistiftstrich kannst Du maximale Ströme (Spannungen auch?)
ändern? Du wirst sowas von reich werden mit dem Patent...
Martonas schrieb:> ...und mein Motor hat ja eh nur 30W, also ein bisschen mehr als ein 1A> bei 24V.> D.h. das reicht IMHO locker...
So ein Motor kann erheblich mehr als seinen Nennstrom ziehen, z.B. im
Anlauf- oder Blockierfall.
hinz schrieb:> Sagen wir: die 5A werden reichen.
Ich würde den Blockierstrom über den Daumen gepeilt mit 10fach also gut
10A ansetzen.
Wobei sich die Frage stellt, bei welchem Strom die Stromversorgung ggf.
abregelt.
Selbst dann kann das der IRF7470, denn sein maximal Strom beträgt doch
10A...
Andere Frage:
Braucht man noch irgendwelche Schutzbauteile: Dioden, Kondensatoren oder
so?
