Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Motormoment berechnen 212401 micro Motor


von Makkeleli (Gast)


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Habe mir heute den Motor:

https://catalog.precisionmicrodrives.com/order-parts/product/212-401-12mm-dc-gearmotor-25mm-type

rausgesucht und er weißt ein maximales Motordrehmoment von M = 5,8 mNm 
auf.

Ist da schon das Getriebe mit gerechnet oder kann ich damit rechnen, 
dass das Moment 5/Übersetzungsverhältnis = 5/(1/30) = 150 mNm auf der 
Welle ist, jetzt mal abgesehen von den ganzen Stufen?

Angenommen ich steuere den Motor mit einer PWM an. Meine maximale 
Ansteuerspannung ist lt. DB 14,4V. Dh. dies enspreche ca. meiner 
maximalen Drehzahl von 530 Upm bei maximaler Belastung von 5,8mNm oder 
kleiner, falls keine Drehzahlregelung vorgenommen wird. Kann ich 
prenzipiell sagen, dass meine Drehzahl der SPannung entspricht 
vorausgesetzt ich überschreite nicht die Belastung? Stimmt diese 
Überlegung?

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


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Makkeleli schrieb:
>                      (...)maximales Motordrehmoment von M = 5,8 mNm (...)
>
> Ist da schon das Getriebe mit gerechnet (...)

So würde ich das Datenblatt interpretieren. M.E. wäre eine Nenn-Drehzahl 
von 440 1/min für einen solch kleinen Motor ohne Getriebe zu gering.

> prenzipiell sagen, dass meine Drehzahl der SPannung entspricht
> vorausgesetzt ich überschreite nicht die Belastung? Stimmt diese
> Überlegung?

Warmun guckst Du Dir nicht die schöne Kennlinie an, die dem von Dir 
verlinkten Datenblatt beiliegt? Dort ist eine Leerlaufdrehzahl von 700 
1/min angegeben == linker Rand der blauen Gerade. Die Leerlaufdrehzahl 
stellt sich am Motor ein, wenn Du ihn ohne Last mit der Nennspannung von 
12V betreibst. Mit zunehmendem Lastmoment sinkt die Drehzahl linear ab.

In guter Näherung verschiebt sich diese (blaue) Kennline mit der an den 
Motor angelegten Spannung parallel. Also: Halbe Spannung == halbe 
Leerlaufdrehzahl == halbes Blockiermoment.

Zu Deiner Frage: Wenn Du das Lastmoment nicht kennst, dann kannst Du 
lediglich über die an den Motor angelegte Spannung und den von ihm 
aufgenommenen Strom (der dem Lastdrehmoment in guter Näherung 
proportional ist) die tatsächliche Drehzahl schätzen.

von Makkeleli (Gast)


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Volker Bosch schrieb:
> Zu Deiner Frage: Wenn Du das Lastmoment nicht kennst, dann kannst Du
> lediglich über die an den Motor angelegte Spannung und den von ihm
> aufgenommenen Strom (der dem Lastdrehmoment in guter Näherung
> proportional ist) die tatsächliche Drehzahl schätzen.

Hmm, interessanter Ansatz. So habe ich das noch nicht betrachtet. Vor 
allem, da ich R und XL kenne, kann ich in diesem Fall auch das momentane 
Moment messen. Jedoch fange ich nichts damit an, außer wie du sagst, 
dass ich eventuell eine Regelung aufgrund des Stromes anstellen kann, da 
ich ja eigentlich die Drehzahl nicht nur schätzen kann, sondern dank der 
Kennlinie diese proportional mit dem Drehmoment zusammenhängt. Das 
einzige Problem was jetzt noch besteht ist das Gewicht bzw das 
Lastmoment, welches ich einfach noch nicht feststellen kann, weil das 
Fahrzeug real noch nicht existiert, und ich die Elektronik noch ätzen 
muss.

Danke für den Hinweis

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


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Makkeleli schrieb:

> einzige Problem was jetzt noch besteht ist das Gewicht bzw das
> Lastmoment, welches ich einfach noch nicht feststellen kann, weil das
> Fahrzeug real noch nicht existiert, und ich die Elektronik noch ätzen
> muss.

Deshalb das ganze automatisieren (eine Regelung ist es ja strenggenommen 
nicht, da die Ist-Drehzahl nicht erfasst wird). Ankerstrom messen. Mit 
Ankerwiderstand multiplizieren, das ist dann der unerwünschte 
Spannungsabfall im Motor, also Motorspannung um genau diesen Wert 
erhöhen.

Aber Vorsicht: Wenn Du den Ankerwiderstand zu groß einstellst, dann wird 
diese Kompenstation u.U. instabil, d.h. der Motor läuft schneller als 
gewünscht, worauf ein höherer Strom fließt, der dann zu einer weiteren 
Drehzahlerhöhung führt, usw...
Außerdem steigt der Ankerwiderstand mit zunehmender Temperatur des 
Motors.

Eine andere Möglichkeit, die Motordrehzahl recht elegant zu messen, wäre 
folgender Ansatz: Zu bestimmten Zeiten schaltest Du die Motorspannung ab 
und wartest, bis der Ankerstrom zu null geworden ist. Der Motor dreht 
aufgrund des Trägheitsmoment noch weiter und Du kannst nun dessen 
Klemmenspannung messen. Über die Klemmenspannung und die bekannte 
Leerlaufdrehzahl des Motors (bei  seiner Nennspannung) kannst Du die 
tatsächliche Motordrehzahl recht genau messen (Dreisatz). Wenn Du keine 
so großen Anforderungen an die Dynamik des Antriebs hast, sollte das 
Messprinzip durchaus ausreichen.

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