Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leistungsteller Gleichstrommotor


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von daniel (Gast)


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Hallo,

ich möchte eine Elektronik entwerfen, um einen Gleichstrommotor mit bis
zu +/- 15V und +/- 2 A anzusteuern. Die Ansteuerung soll Analog über 
eine Meilhauskarte
über meinen Computer funktionieren, welche max. +/- 10 V ausgeben kann. 
Dazu wird eine
zusätzliche Stromquelle angeschlossen, welche Manuel eingestellt werden 
kann.
Die Software dafür ist soweit fertig, aber die Elektronik dazu bereitet 
mir große Schwierigkeiten.
Ich weiß, dass ich einen Gegentaktverstärker entwerfen muss.
Über einen kleinen Tipp wie ich an besten Beginne die Elektronik zu 
entwerfen wäre ich euch sehr dankbar.

Hier noch eine kleine Skizze um das ganze zu verdeutlichen.

Gruß

von Falk B. (falk)


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@ daniel (Gast)

>ich möchte eine Elektronik entwerfen, um einen Gleichstrommotor mit bis
>zu +/- 15V und +/- 2 A anzusteuern. Die Ansteuerung soll Analog über
>eine Meilhauskarte

Dafür nimmt man eine fertige H-Brücke, L6203 ist dein Freund. Siehe 
H-Brücken Übersicht. Die wird allerdings digital angesteuert, die 
Geschwindgkeit per PWM

>über meinen Computer funktionieren, welche max. +/- 10 V ausgeben kann.

Lineare Motorsteuerung ist heute out. Warum willst du das machen? Weil 
die IO-Karte schon da ist?

>Ich weiß, dass ich einen Gegentaktverstärker entwerfen muss.

Kauf dir was fertiges.

von daniel (Gast)


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@ falk

danke für deine schnelle Antwort.

Die Karte ist schon vorhanden, und ich würde es gerne so umsetzen, auch 
wenn dieser Lösungsweg nicht mehr aktuell ist.

von Falk B. (falk)


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Dann besorg dir einen gleichstromfähigen Analogverstärker mit +/-20V und 
2A. Man könnte einen TDA20xx irgendwas nehmen, plus einen ausreichend 
großen Kühlkörper.

http://www.electroschematics.com/1192/tda-amplifier-circuits/

http://www.circuitstoday.com/2-x-22-watt-stereo-amplifier-using-ic-tda-1554

Du brauchst um die 30W + Reserve. Denk dran, daß dein Verstärker 
gleichspannungsgekoppelt sein muss!

von Falk B. (falk)


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TDA2050 könnte passen.

von daniel (Gast)


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Vielen Dank, ich werde es damit versuchen
Gruß

von Possetitjel (Gast)


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Falk B. schrieb:

> Dann besorg dir einen gleichstromfähigen Analogverstärker
> mit +/-20V und 2A.

Nun ja.

Ich hätte es mit einem Dreieck-Generator (555), einem
Komparator und einer PWM-Endstufe versucht...

von Falk B. (falk)


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@ Possetitjel (Gast)

>> Dann besorg dir einen gleichstromfähigen Analogverstärker
>> mit +/-20V und 2A.

>Nun ja.

>Ich hätte es mit einem Dreieck-Generator (555), einem
>Komparator und einer PWM-Endstufe versucht...

Der Op will

"Die Karte ist schon vorhanden, und ich würde es gerne so umsetzen, auch
wenn dieser Lösungsweg nicht mehr aktuell ist."

Bitte sehr.

Es geht ja um nur knapp 30W Ausgangsleistung, da bleiben weniger als 10W 
im Verstärker hängen (Leistungsanpassung). Davon geht die Welt nicht 
unter.

von Possetitjel (Gast)


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Falk B. schrieb:

>>Nun ja.
>
>>Ich hätte es mit einem Dreieck-Generator (555), einem
>>Komparator und einer PWM-Endstufe versucht...
>
> Der Op will
>
> "Die Karte ist schon vorhanden, und ich würde es gerne so
> umsetzen, auch wenn dieser Lösungsweg nicht mehr aktuell
> ist."
>
> Bitte sehr.

Ja und?

Er hat eine Meilhaus-Karte, die -10V bis +10V zur Steuerung
ausgibt. Was ist so ungewöhnlich daran, ein analoges Normsignal
zur Steuerung zu verwenden - und trotzdem im Leistungsteil mit
PWM zu arbeiten?

Soweit ich weiss, machen das Generationen von Servo-Controllern
so.

> Es geht ja um nur knapp 30W Ausgangsleistung, da bleiben
> weniger als 10W im Verstärker hängen (Leistungsanpassung).
> Davon geht die Welt nicht unter.

Der Hauptnachteil ist, dass der TDA2050 nicht eins-stabil
ist.

von Falk B. (falk)


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@ Possetitjel (Gast)

>Er hat eine Meilhaus-Karte, die -10V bis +10V zur Steuerung
>ausgibt. Was ist so ungewöhnlich daran, ein analoges Normsignal
>zur Steuerung zu verwenden - und trotzdem im Leistungsteil mit
>PWM zu arbeiten?

Er will es so. Fertig! Das man es anders machen kann ist unbestritten!

>Der Hauptnachteil ist, dass der TDA2050 nicht eins-stabil
>ist.

Er wird mit 1,5 betrieben, im Zweifelsfall muss man ihn halt per 
C-Rückkopplung drastisch ausbremsen. So what, er braucht sicher keine 
80kHz Bandbreite für seine Motorsteuerung. 1kHz ist mehr als genug!

von Possetitjel (Gast)


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Falk B. schrieb:

> @ Possetitjel (Gast)
>
>>Er hat eine Meilhaus-Karte, die -10V bis +10V zur Steuerung
>>ausgibt. Was ist so ungewöhnlich daran, ein analoges Normsignal
>>zur Steuerung zu verwenden - und trotzdem im Leistungsteil mit
>>PWM zu arbeiten?
>
> Er will es so. Fertig!

Nein. Du interpretierst das so.

Der TO hat nur geschrieben, dasss die ANSTEUERUNG analog
über die Meilhaus-Karte im Computer erfolgen soll.

Da steht nirgends, dass die LEISTUNGSELEKTRONIK ohne
PWM funktionieren muss.

Das hast Du hineininterpretiert.
(Vielleicht hast Du mit Deiner Interpretation recht;
vielleicht aber auch nicht.)

>>Der Hauptnachteil ist, dass der TDA2050 nicht eins-stabil
>>ist.
>
> Er wird mit 1,5 betrieben, im Zweifelsfall muss man ihn
> halt per C-Rückkopplung drastisch ausbremsen.

Und das ist dem TO natürlich ohne Hinweis klar, nicht wahr?

von Falk B. (falk)


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@ Possetitjel (Gast)

>Nein. Du interpretierst das so.

Ich suche nicht nach der perfekten Lösung. Der Linearverstärker 
funktioniert, fertig.

>Und das ist dem TO natürlich ohne Hinweis klar, nicht wahr?

Geh ins Bett, es ist schon spät und diese Thema ist kein Grund für einen 
3. Weltkrieg der Philosopien.

von Possetitjel (Gast)


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Falk B. schrieb:

> @ Possetitjel (Gast)
>
>>Nein. Du interpretierst das so.
>
> Ich suche nicht nach der perfekten Lösung.

Nein, natürlich nicht. Du willst nur um jeden Preis Recht
behalten.

Schade. So hätte ich Dich nicht eingeschätzt.

von daniel (Gast)


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danke euch für die vielen Antworten.
Ich bevorzuge den Weg mit dem Lineaerverstärker.
Kann ich den auf dem Datenblatt vorhandenen Schaltplan
so umsetzen?



Gruß

von Dietrich L. (dietrichl)


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daniel schrieb:
> Kann ich den auf dem Datenblatt vorhandenen Schaltplan
> so umsetzen?

Nein, denn die Schaltung ist "nur" wechselspannungsgekoppelt. Du 
brauchst Gleichspannungskopplung.

D.h.:
- C1 und C2 entfällt
- R3/R2 = 0,5 (Verstärkung 1,5: aus 10V wird 15V)
- R3|R2 = 22kOhm (optimiert, muss aber nicht so genau stimmen)
-> R3 = 27k, R2 = 68k (geht auch mit R3 = 22k und R2 = 2x22k)
- "ordentlichen" Kühlkörper nicht vergessen

Das sind nur theoretische Überlegungen, praktische Erfahrung mit dem 
TDA2050 habe ich nicht :-(
Ein Risiko besteht, dass die Schaltung schwingt. Offiziel soll die 
Verstärkung > als 24dB (ca. Faktor 16) sein. Eine Lösung wäre: 
Verstärkung höher machen und Eingangsspannung teilen (d.h. statt C1 
einen Widerstand einbauen).

Gruß Dietrich

von Der Andere (Gast)


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daniel schrieb:
> Ich bevorzuge den Weg mit dem Lineaerverstärker.

Macht si kein Mensch. Ich muss hier Possetitjel recht geben, auch wenn 
ich allerhöchste Achtung vor Falks Kompetenz habe.

von Falk B. (falk)


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@ daniel (Gast)

>Ich bevorzuge den Weg mit dem Lineaerverstärker.

Da wird aber jemand sehr böse sein ;-)

>Kann ich den auf dem Datenblatt vorhandenen Schaltplan
>so umsetzen?

Nicht ganz. Er muss gleichspannungsgekoppelt sein.

C1 ersetzen gegen einen Widerstand mit 9k1
R1= 1k
C2 weg, Kurzschluss
R3=10k   -> Verstärkung 15
Am Ausgang noch je eine Diode (1N4001) in Sperrichtung nach V+ (Kathode 
an V+) und eine Diode an V- (Anode an V-), sicher ist sicher.

Jetzt wird wieder jemand rumjaulen, weil am Eingang ein 10:1 
Spannungsteiler hängt und der Verstärker x15 wieder verstärkt. Ist nicht 
optimal, vermeidet aber einen Betrieb mit niedriger Verstärkung, was 
DIESEN IC zum Schwingen bringt. Für die Anwendung reicht das allemal, 
wir brauchen keinen HiFi Motortreiber.

Dann brauchst du noch einen Trafo mit ca. 50VA und eine 15V 
Ausgangswicklung. Damit kann man die +/-18V erzeugen, die aber im 
Leerlauf gut und gern auf 23V hochgehen. Also alles mit 35V 
Kondensatoren aufbauen.
Bisschen runter scrollen, du brauchst den Zweipuls-Verdoppler.

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0604161.htm

Für die beiden Cs brauchst du bei 2A ca. 4.700-10.000 uF
Last but not least brauchst du einen mittelgroßen Kühlkörper mit 
einem Wärmewiderstand von 4K/W oder weniger. Wärmeleitpaste nicht 
vergessen.

Das ist alles nicht der letzte Schrei, wird aber solide funktionieren.

Viel Spaß beim Aufbau.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Falk B. schrieb:
> C1 ersetzen gegen einen Widerstand mit 9k1
> R1= 1k
> C2 weg, Kurzschluss
> R3=10k   -> Verstärkung 15

Danke, Falk!
Mein Vorschlag war sehr ähnlich, aber nicht ganz richtig (Kompensation 
Biasstrom) bzw. vollständig.
So spare ich mir jetzt die Änderung/Korrektur ;-)

Gruß Dietrich

von daniel (Gast)


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Vielen lieben Dank @ dietrichl und Falk.
Ich wäre alleine wohl nie darauf gekommen, da fehlt es noch zu sehr an 
Grundwissen. Das einzige was ich jetzt noch nicht verstanden habe ist, 
wofür ich den Zweipuls-Verdoppler benötige bzw. wie ich ihn verwende.

Gruß

von Falk B. (falk)


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@daniel (Gast)

>Grundwissen. Das einzige was ich jetzt noch nicht verstanden habe ist,
>wofür ich den Zweipuls-Verdoppler benötige bzw. wie ich ihn verwende.

Damit kann man mit EINER Sekundärwicklung sowohl +15V als auch -15V 
erzeugen. Denn die brauchst du für deine Endstufe.

von Falk B. (falk)


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Als Dioden empfehlen sich MBR760, gibt es auch bei Reichelt.

von daniel (Gast)


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hab jetzt nochmal ne Skizze erstellt, in der ich hoffentlich alles so 
umsetzen konnte wie du beschrieben hast.

von Falk B. (falk)


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@ daniel (Gast)

>hab jetzt nochmal ne Skizze erstellt, in der ich hoffentlich alles so
>umsetzen konnte wie du beschrieben hast.

Knapp daneben ;-)

R4 sind 2,2 Ohm, NICHT Klioohm.
Die Dioden sind falsch. Sie sollen NICHT in Reihe zum Motor, sondern an 
den AUSGANG des OPV. Eine nach V+, eine von V- zum Ausgang. Als Typ 
reicht 1N4001. Die MBR760 sind für den Gleichrichter im Netzteil 
gedacht.

von daniel (Gast)


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Ok dankeschön, ich werde berichten wie ich voran komme :D

von Falk B. (falk)


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@daniel (Gast)

>Ok dankeschön, ich werde berichten wie ich voran komme :D

Zeichne vorher aber einen VOLLSTÄNDIGEN Schaltplan und lass ihn 
absegnen. Denn es hat ja schon einmal nicht ganz hingehauen.

von daniel (Gast)


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ok (:
die Fehler sind jetzt hoffentlich beseitigt.

von Falk B. (falk)


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@daniel (Gast)

>die Fehler sind jetzt hoffentlich beseitigt.

Ja. Ein Königreich für einen Bleistift und Radiergummi ;-)

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