Hallo an alle Forenmitglieder, leider habe ich wenig Erfahrung mit der Ansteuerung von Elektromotoren und wollte daher euch um Hilfe bitten. Ich möchte für einen Prüfstand einen Probenkörper mit einer bestimmten Kraft (bis 1000N) anpressen. Dazu soll ein Elektrozylinder (also ein Spindelvortrieb) eine Feder zusammendrücken und somit die Anpresskraft einstellen. Die Kraft wird mit einer Kraftmessdose zur Steuerung zurückgeführt. Beim Elektrohubzylinder bin ich mir nun aber unsicher, welchen Motor und Steuerung ich nehmen soll. Wenn ich eine Feder mit 100mm Federweg habe, entspricht 1mm also 10N. Wenn ich jetzt aus einer bestimmten Position die Kraft nachregeln möchte, muss ich also die Position irgendwie im Bereich von 1 mm verstellen. Dabei muss ja eine gewisse Haftreibung überwunden werden. Das heißt ich würde die Spannung erhöhen, der Motor bleibt erstmahl stehen, überwindet mit einem Ruck die Haftreibung und dreht dann mit einer gewissen Geschwindigkeit weiter. Und an diesem Punkt bin ich mir unsicher, ob sich dafür ein DC-Bürstenmotor mit PWM-Geschwindigkeitssteuerung eignet, oder ob es beim Anfahrung und Verfahren mit kleinen Geschwindigkeiten Probleme damit gibt. Die Alternative wäre für mich ein Asynchronmotor mir Vektorregelung. Durch diese Vektorregelung sollen ASM auch bei kleinen Drehzahlen und hohen Momenten zuverlässig arbeiten. Beim Preis bin ich leider etwas beschränkt, weshalb eine Servo-Fertiglösung leider nicht möglich ist. Ich würde mich über Hilfe sehr freuen! Mit freundlichen Grüßen Ivo
Mir würde bei der Aufgabenstellung sponan "Hydraulik" einfallen.
Ich halte beides für machbar. Die DC-Motor Lösung wird deutlich günstiger sein, wobei du dafür sicherlich eine stärkere Untersetzung brauchst. (Ich gehe mal davon aus, dass du die Spindel nicht direkt antreiben willst, oder? Weil dann würde ich maximal den ASM sehen, vermutlich aber eher einen Schrittmotor) Kommt aber auch alles auf die geforderte Genauigkeit an. Dazu noch Zyklenzahl / -zeit...
IVo Drisga schrieb: > Und an diesem Punkt bin ich mir unsicher, ob sich dafür ein > DC-Bürstenmotor mit PWM-Geschwindigkeitssteuerung eignet Da du regelst, reicht es. > oder ob es beim Anfahrung und Verfahren mit kleinen > Geschwindigkeiten Probleme damit gibt. Die Spindel sollte sowieso nicht die Motorwelle sein, sondern ein Getriebe dazwischen. Man könnte auch einen Schrittmotor direkt anflanschen, aber der muss gross und kräftig sein. Der überwindet in jedem Schritt die Haftreibung. Statt Feder könnte auch Pneumatik dienen, die Übersetzung macht dann die Zylindergrösse. Vielleicht helfen dir DRV590/591/593/594
Hallo und danke für eure schnellen Antworten, also ich werde den Elektrohubzylinder bestellen. Bei der Konfiguration muss ich mich aber entscheiden, welchen Motortyp ich brauche. Die Übersetzung ist dann gegeben und abhängig von meiner maximalen Hubkraft. @ Der Andere: Hydraulik wäre natürlich das beste für diesen Anwendungsfall, jedoch wären die Kostendafür ebenfalls hoch und Hydraulik ist in unseren Laboren nicht so erwünscht. @zoggl: Schrittmotoren habe ich bisher bei keinem Hersteller gesehen. Höchstens vlt als Servo-Motor bezeichnet, aber dort überstiegen die Preise mein Budget. @Stefan: Ja die Übersetzung wird vom Hersteller ja so gewählt, dass der Motor die maximale Hubkraft stemmen kann. Die Genauigkeit ist ja das, was mich letzlich interessiert. Ich hab leider keine Erfahrung, wie sich diese PWM-Steuerung auf das Anfahrverhalten auswirkt. An die Dynamik stelle ich widerum wenig Anforderungen. Auch werden es wenige Zyklen werden. Der Hubzylinder drückt die Feder bis zur gewünschten Kraft ein. Danach stopt er und der Zylinder hält mittels Selbsthemmung die Position. Verformt sich die Probe mit der Zeit, muss er dann mal nachregeln. Das ganze ist also ziemlich statisch. Mit freundlichen Grüßen Ivo
MaWin schrieb: > Da du regelst, reicht es. Ja ich habe sogar einen freien I-Anteil in meiner Regelung. Jedoch macht mir die nichtlinare Stellgröße sorgen. In meiner Vorstellung erhöhe ich im Stillstand die Pulsbreite um z.B. 1mm nach vorne zu fahren, also vlt 3 U zu drehen. Durch das Losbrechmoment passiert erst jedoch nichts, und dann plötzlich überwindet der Motor das Moment und dreht dann gleich einige Umdrehungen und ich schieße über das Ziel hinaus. Mit freundlichen Grüßen Ivo
Hier bitte: http://bfy.tw/787b IVo Drisga schrieb: > Durch das Losbrechmoment passiert erst jedoch nichts, und > dann plötzlich überwindet der Motor das Moment und dreht dann gleich > einige Umdrehungen und ich schieße über das Ziel hinaus. Dann ist das aber keine Regelung sondern ein Pfusch. bau das als kaskadenregler auf. Kraft=>Position => Drehzahl => Motorstrom / Spannung. aber da das sowieso eher gemütlich zu sein scheint schlage ich erneut einen schrittmotor mit getriebe vor.
IVo Drisga schrieb: > Verformt sich die Probe mit der Zeit, muss er dann mal > nachregeln. Das ganze ist also ziemlich statisch. Ah, also ein Anordnung zur Materialprüfung? IVo Drisga schrieb: > Durch das Losbrechmoment passiert erst jedoch nichts, und > dann plötzlich überwindet der Motor das Moment und dreht dann gleich > einige Umdrehungen und ich schieße über das Ziel hinaus. Ich würde mir keine so ernsten Gedanken machen. Bei gescheiter Materielpaarung / Schmiermittel ist der Unterschied zw. Haft und Gleitreibung ja nicht so groß. Außerdem sollten Getriebe und Spindel soweit spielfrei sein und keine große Energie aufnehmen (Stichwort Torsionsfeder), die sie dann beim Losbrechen plötzlich abgeben. Wenn du dennoch bedenken hast, überlege mal, die Kraft indirekt / mit einem inneren Regler über die Drehung des Motors zu regeln. Ich würde der Motorwelle einfach noch einen Rotationsencoder mitgeben und auf Position / Geschwindigkeit des Rotors regeln. Quasi wie ein Servo. Das bedingt natürlich, dass du an den Motor rankommst.
Hallo! @ zoggel: Oh da haben wir uns irgendwie missverstanden. Ich weiß schon, was ein Schrittmotor ist. Ich habe jedoch bisher bei fast keinem Hersteller gesehen, dass sie Schrittmotoren anbieten. Nur Servomotoren mit Steuerung wurden mir angeboten, was ja auch ein Schrittmotor sein könnte (oder nicht?). Ich habe jetzt jedoch mir von einem Hersteller erklären lassen, wie ich bei seinen Hubzylinder beliebige Motoren verwenden kann. Daher wäre ein Schrittmotor vlt doch möglich. @Stefan: Ja es geht um Abriebversuche von Materialpaarungen. Vermutlich hast du mit der Schmierung recht. Ein Anbieter meinte vorhin zu mir, dass es dort kein ruckartiges Losbrechen gibt. Vermutlich werde ich aber um eine Geschwindigkeitsregelung echt nicht drum herum kommen. Bei der Kraftregelung bin ich mir nicht sicher, wie ich das bewerkstelligen soll. Dafür bräuchte ich ja noch extra Stromregler. Ein normaler Frequenzumrichter macht dies ja nicht. Mit freundlichen Grüßen Ivo
Hallo Ivo, "Servomotor" ist zunächst mal ein Gattungsbegriff für Motoren mit Positionsrückmeldung, üblicherweise auch auf hohe Genauigkeit und Dynamik optimiert (gutes Anlaufverhalten, geringes Rastmoment usw.). Die Motortechnologie ist damit noch nicht zwingen festgelegt. Heute sind Synchron-Servomotoren Stand der Technik für "normale" Servoanwendungen. Das ist das, was du bei deinen Recherchen als zu teuer klassifiziert hast. Asynchron-Motoren setzt man in der Regel nicht als Positionierantriebe ein, weil ihr Anlaufmoment gegenüber Synchronmotoren schlechter ist. Anbieter von Servoantrieben bieten selten auch Schrittmotoren an, das ist richtig. Dafür gibt es aber jede Menge andere Firmen, die Lösungen im Bereich Schrittmotoren anbieten, viele davon beschränken sich allerdings auf den Vetrieb chinesischer Standardprodukte. Wenn man etwas spezielles sucht, wird die Auswahl dünner. Auch von mir kannst du bei Bedarf ein Angebot für Motoren und Treiber bekommen, auch für programmierbare Geräte mit integrierten SPS-Funktionen. Neben Schrittmotoren kommen grundsätzlich auch BLDC-Motoren als preiswerte Alternative zum o.g. Standard-Servo in Frage. Durch die niedrigere Versorgungsspannung und preiswertere Feedback-Systeme (Hallsensoren oder einfache digitale Encoder statt hochauflösender Multiturn-Geber) ist man damit deutlich preiswerter unterwegs. Als Spindelantrieb benötigen diese Motoren aber in der Regel ein (Planeten)-Getriebe, so dass der Schrittmotor preislich wieder die Nase vorn hat. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Hallo Thorsten, ok, vielen Dank für die Erklärung. Also das Problem bei Schrittmotoren ist im Bezug auf Elektrohubzylinder wohl, dass sie selten genormte Flansche haben. Ich benötige einen IEC 63 B14 Flansch bzw. Welle. Wenn du mir in der Hinsicht einen Tipp geben könntest, wäre ich dir natürlich sehr dankbar! Mit freundlichen Grüßen Ivo
Hallo Ivo, Schrittmotoren sind sehr wohl genormt [1]. Allerdings kommt die Norm aus dem amerikanischen Raum und ist nicht zu den Normen für Standardmotoren kompatibel. Entweder nimmst du einen Zylinder, der für den Anbau von Schrittmotoren vorgesehen ist (die Isomove-Baureihe von Setec könnte passen), oder du musst mit einem Motoradapter (Flanschplatte und ggf. Wellenadapter) arbeiten. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann [1] http://www.schrittmotor-blog.de/nema-schrittmotor-was-ist-das-eigentlich/
Hallo Thorsten, vielen Dank für deine Antwort. An einen Adapter hatte ich auch schon gedacht. Letztendlich muss ich dann wohl von den Kosten abwägen müssen. Zur not muss ich später nochmal korrigieren, falls etwas nicht funktioniert. Deinen Blog werde ich mir mal zu gemüte führen, in anderen Bereichen werden wir auf jeden Fall Schrittmotoren einsetzen. MfG Ivo
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