DC Motor: Zusammenhang DutyCycle <-> Motordrehzahl

innerand innerand schrieb:
> DutyCycle 0-100% = U_E 0-100%

Könntest du bitte die Formel erläutern?
Ue ist die Spannung, die sich aus der PWM ergibt bzw. als Gleichspannung
an den Motor angelegt wird.

Ia ist der Strom, der durch den Motor fließt?
Ra ist der Wicklungswiderstand?
Und was ist c?

Danke!

Mehr als: "Mehr Spannung (Ein-Zeit) mehr Drehzahl", gibt es da nicht.

Der Hauptfaktor bei der tatsächlichen Drehzahl ist die Belastung des 
Motors.

Ein einfaches Beispiel: Blockiere den Motor; dann kannst Du von Null bis 
zum Qualmen Leistung reinpumpen, ohne das das Teil nur zuckt.

Um so mehr stellt sich dir Frage an  @innerand innerand (innerand):

Was ist mit "c" gemeint?

Das ist die Motorkonstante

guldn schrieb:
> Das ist die Motorkonstante

Welche?
Es gibt mehrere Motorkonstanten, unter anderem:

die Drehzahlkonstante,
die Drehmomentkonstante,
die Anlaufzeitkonstante,
die Thermische Zeitkonstante der Wicklung,
die Thermische Zeitkonstante des Motors insgesamt.

Die letzten drei werden es wohl nicht sein.

Also wahrscheinlich die Drehzahlkonstante [min^-1 x V^-1]
oder die Drehmomentkonstante [mNm x A^-1].

Welche ist es jetzt? Und welche Einheit hat sie?

>Wenn ich das also richtig verstehe, ist der Zusammenhang zwischen
>Tastverhältnis und Motordrehzahl tatsächlich linear?

Wie sonst?

>die Drehzahlkonstante,
>die Drehmomentkonstante,
>
>
>Die letzten drei werden es wohl nicht sein.
Und die ersten zwei sind eigentlich nur eine. Die hat nur 2 Namen.

guldn schrieb:
>>die Drehzahlkonstante,
>>die Drehmomentkonstante,
>>
>>
>>Die letzten drei werden es wohl nicht sein.
> Und die ersten zwei sind eigentlich nur eine. Die hat nur 2 Namen.

Und zwei Einheiten und zwei Bedeutungen :-)

Die Drehzahlkonstante ist die Drehzahl pro Volt.
Die Drehmomentkonstante ist das Drehmoment pro Ampere.

Zwei verschiedene. Also welche ist es, das ominöse "c"?

Vielleicht äußert sich "innerand innerand (innerand)" mal dazu, der hat 
es doch geschrieben, also muß er auch wissen, was es bedeutet.

Der Zusammenhang zwischen Spannung (egal ob PWM oder Präzisionsnetzteil) 
und Drehzahl kann gar nicht linear sein.

Rein Quantitativ:
- Im unteren Bereich tut sich, bis zu einer "Anlaufspannung" erst mal
  nichts. Reibung (Haftreibung) und Grundlast machen dies unmöglich.
- Im mittleren Teil streiten sich in der Hauptsache Spannung und
  Gegeninduktivität um die Vorherrschaft. Die zur Spannung gehörige
  Leistung zu berechnen ist, im wahrsten Sinne des Wortes, komplex.
- Am Ende der Fahnenstange gibt es meist einen Bereich, in dem eine
  Erhöhung der Spannung, kaum noch eine Erhöhung der Drehzahl bewirkt.
  Höchstens die Temperatur erhöht sich merklich.

Natürlich kann man vieles, von dem oben angesprochenen, durch eine 
aktive Reglung in den Griff bekommen. Der Zusammenhang zwischen 
Motorspannung und Drehzahl bleibt aber zweifelhaft.

Karl Heinz schrieb:
> monoton steigend (mehr Tastgrad -> mehr Drehzahl): ja, ok.
> Aber linear?

So ist meine Erfahrung, ohne das genau gemessen zu haben. Unter einem 
gewissen Tastverhältnis geht gar nichts, dann gehts zur Sache, und gegen 
Ende passiert nicht mehr viel

MfG Klaus

>>die Drehzahlkonstante,
>>die Drehmomentkonstante,
>>
>>
>>Die letzten drei werden es wohl nicht sein.
> Und die ersten zwei sind eigentlich nur eine. Die hat nur 2 Namen.

>Und zwei Einheiten und zwei Bedeutungen :-)
Die eine ist der Kehrwert der anderen und noch Faktor 2Pi drin.


>Also welche ist es, das ominöse "c"?
c hat die Einheit rpm pro Volt.

>- Im unteren Bereich tut sich, bis zu einer "Anlaufspannung" erst mal
>  nichts. Reibung (Haftreibung) und Grundlast machen dies unmöglich.
Es ist ein Anlaufstrom. Das Drehmoment ist proportional zum Strom.
n = (U * IR)*c
Ersetze I durch "Drehmoment mal Motorkonstante". Dann hast Du genau 
dieses Verhalten.
Trotzdem bleibt alles Linear. Denn die Reibung kann man genau so gut zur 
Last dazurechnen.
>- Am Ende der Fahnenstange gibt es meist einen Bereich, in dem eine
>  Erhöhung der Spannung, kaum noch eine Erhöhung der Drehzahl bewirkt.
>  Höchstens die Temperatur erhöht sich merklich.
Vielleicht beim benzinbetriebenen Rasenmäher.

Drehzahl und Spannung sind praktisch.

Allerdings kommt es noch drauf an, was für eine Endstufe Ihr habt. Ist 
es eine Halbbrücke, dann ist die Ausgangsspannung proportional zum PWM. 
Ist es aber ein Low-Side Fet, Motor und ne Freilaufdiode, dann stimmt 
das nur, solange man im nichtlückenden Betrieb ist. Ansonsten kann es zu 
der besagten Rasenmäherkennlinie kommen.

guldn schrieb:
> Allerdings kommt es noch drauf an, was für eine Endstufe Ihr habt. Ist
> es eine Halbbrücke, dann ist die Ausgangsspannung proportional zum PWM.

Das ist vielen aber wohl zu aufwendig, weshalb bald der Einwand kommen 
wird (könnte), damit würde der Motor ja kurzgeschlossen :-)

Die zumeist bevorzugte Variante mit einem getakteten FET funktioniert 
bei der Helligkeitssteuerung von LEDs, bei DC-Motoren aber nicht. Ratsam 
ist daher eine Halbbrücke oder auch die einfache FET-Ansteuerung mit 
passender Regelung. Dabei wird in der passiven PWM-Phase die EMK 
gemessen und die PWM entsprechend geregelt.

>Das ist vielen aber wohl zu aufwendig
Gibt aber tolle Treiber dafür. Wenn auch nicht bei Reichelt.

http://www.infineon.com/cms/de/product/automotive-ics/motor-drivers-automotive/integrated-high-current-motor-drivers-novalithic-tm/trilith-ic/BTN8982TA/productType.html?productType=db3a30443ef951e3013f0f6c88742068

guldn schrieb:
> Gibt aber tolle Treiber dafür.

Wobei man das PWM-Signal aber bitte nicht an INH anschließt.
Für den Hausgebrauch reicht auch ein L6203, der beide Drehrichtungen 
ermöglicht.

Hallo,

Motordrehzahl        n   min-1
Klemmenspannung      Uk  Volt    (Ueff bei PWM)
Motorstrom           Im  Ampere
Motorinnenwiderstand Ri  Ohm
Spezifische Drehzahl ns  min-1/V angenommen 1000min-1/V

n = (Uk - Ri*Im) * nspez

(11V - (.1R * 10A)) * 1000 min-1/V  = 10000 min-1
(16V - (.1R * 10A)) * 1000 min-1/V  = 15000 min-1
(21V - (.1R * 10A)) * 1000 min-1/V  = 20000 min-1

Drehmoment des Elektromotors Md
Md (Nm) = Drehmomentkonstante * Im

obige (noch nicht ganz in die Einzelheiten gehende) Berechnungen zeigen, 
dass bei gleibleibendem Lastdrehmoment und damit bei gleichbleibendem 
Motorstrom  die Drehzahl zur Klemmenspannung proportional ist. Dies gilt 
allerdings nur für den konstruktiv vorgesehenen Betriebsbereich, der 
sicher nicht beim Leerlaufstrom bzw. beim Blockierstrom zu suchen ist.

mfG GroberKlotz