Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsregler mit LOGO ansteuern?


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von ManuED (Gast)


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Hallo! Ich versuche mich gerade an der Steuerung eines etwas größeren 
fremderregten DC-Motors mittels einer Siemens LOGO mit analogem 
Ausgangsmodul. Letzteres stellt entweder 1..10 V oder 0..20 mA zur 
Verfügung.

Das Ankerfeld übernehmen mehrere parellel geschaltete MOSFETs, die von 
einer PWM-Bausatz-Platine versorgt werden, die einen Eingang für die 
1..10 V hat.

Da eben das Ankerfeld schon gepulst wird, wollte ich das Erregerfeld 
dagegen mit einem Spannungsregler kontrollieren – passend für meinen 
Motor mit einem LT1083.

Die Frage ist nun, welche Schaltung brauche ich, um entweder die 
Spannung oder den Strom der LOGO zur Ansteuerung des Spannungsreglers zu 
nutzen? Bzw. geht das überhaupt?

Lieben Dank schonmal!

von hinz (Gast)


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ManuED schrieb:
> Da eben das Ankerfeld schon gepulst wird, wollte ich das Erregerfeld
> dagegen mit einem Spannungsregler kontrollieren

Das kannst du auch mit PWM machen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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hinz schrieb:
> Das kannst du auch mit PWM machen.

Das baugleiche Modul, was du schon für den Anker benutzt. Bei sehr hohen 
Drehzahlen kannst du dann auch das Feld wieder abschwächen - sollte für 
die Logo kein Problem sein.

von ManuED (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> hinz schrieb:
>> Das kannst du auch mit PWM machen.
>
> Das baugleiche Modul, was du schon für den Anker benutzt. Bei sehr hohen
> Drehzahlen kannst du dann auch das Feld wieder abschwächen - sollte für
> die Logo kein Problem sein.

Jepp, eine Schwächung anhand eines analogen Drehzahlgebers ist schon 
vorgesehen. Die PWM-Platine hab ich sogar nochmal, ursprünglich war es 
auch damit angedacht. Ich hatte dann aber befürchtet, wenn ich beide 
Felder gepulst schalte, bringt mir das womöglich unerwünschte 
Nebenwirkungen wie Verluste, weil die beiden Platinen ja nicht 
synchronisiert sind. War ich da zu "pessimistisch"?

von hinz (Gast)


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ManuED schrieb:
> War ich da zu "pessimistisch"?

Absolut.

von ManuED (Gast)


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Erst mal danke an euch beide für den Ratschlag, der es ja deutlich 
vereinfachen würde!

hinz schrieb:
> ManuED schrieb:
>> War ich da zu "pessimistisch"?
>
> Absolut.

Ein Bekannter meinte, es könnte problematisch werden wegen der hohen 
Induktivität des Erregerfeldes. Ergo muss ich da glätten und sieben? Die 
Platine hat nur zwei kleine Elkos zwischen MOSFET und Ausgang.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Ergo muss ich da glätten und sieben?

Die Spule des Motors macht genau das von ganz alleine.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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ManuED schrieb:
> Die
> Platine hat nur zwei kleine Elkos zwischen MOSFET und Ausgang.

Upps? Eigentlich sollte da gar nichts sein. MOSfet sollte leitend und 
direkt mit dem Motor verbunden sein. Jeglicher Tiefpass bringt nur 
Verluste und die Kondensatoren zum Kochen. Verlinke uns das Platinchen 
doch bitte mal.

: Bearbeitet durch User
von ManuED (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Upps? Eigentlich sollte da gar nichts sein. MOSfet sollte leitend und
> direkt mit dem Motor verbunden sein. Jeglicher Tiefpass bringt nur
> Verluste und die Kondensatoren zum Kochen. Verlinke uns das Platinchen
> doch bitte mal.

Sorry, hatte das falsch in Erinnerung. Keine Elkos.

Link zum Bausatz:
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/192287-as-01-de-Drehzahlsteller_10A.pdf


Seitens meines Bekannten war die Rede von einem hohen 
Wechselstrom-Scheinwiderstand des Erregerfelds (durch die hohe Frequenz 
der PWM).

von hinz (Gast)


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ManuED schrieb:
> Seitens meines Bekannten war die Rede von einem hohen
> Wechselstrom-Scheinwiderstand des Erregerfelds (durch die hohe Frequenz
> der PWM).

Da hat er offensichtlich keine Ahnung.

von ManuED (Gast)


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hinz schrieb:
> ManuED schrieb:
>> Seitens meines Bekannten war die Rede von einem hohen
>> Wechselstrom-Scheinwiderstand des Erregerfelds (durch die hohe Frequenz
>> der PWM).
>
> Da hat er offensichtlich keine Ahnung.

Okay. Kann sein. Ich hab jedenfalls nur begrenzte Ahnung, die ich aber 
gerne erweitern würde. Von daher wäre es nett, wenn du was zu deinen 
Gründen sagen könntest :-)

von hinz (Gast)


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Schau dir an wie ein Abwärtsschaltregler funktioniert.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Spulen speichern und glätten Strom.

ManuED schrieb:
> Link zum Bausatz:
> 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/192287-as-01-de-Drehzahlsteller_10A.pdf

Das sieht doch gar nicht so schlecht aus. Allerdings sind 10A jetzt 
nicht gerade die Welt, du solltest also schon ein Auge auf den Strom 
haben.
Die PWM Frequenz kannst du einstellen - je niedriger die Frequenz, desto 
geringer die Umschaltverluste zum Preis von etwaiger 
Geräuschentwicklung.

von ManuED (Gast)


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hinz schrieb:
> Schau dir an wie ein Abwärtsschaltregler funktioniert.

Nun, das grundlegende Prinzip dieser Schaltungen ist mir soweit bekannt. 
Dazu kommt halt jetzt die Aussage, durch die hohe Induktivität des 
Erregerfeldes wird das An- und Abschalten mit hoher Frequenz zum 
Problem, weil dadurch nicht genügend Strom fließen würde.


Matthias S. schrieb:
> Das sieht doch gar nicht so schlecht aus. Allerdings sind 10A jetzt
> nicht gerade die Welt, du solltest also schon ein Auge auf den Strom
> haben.
Bei 24 V waren es maximal 5 A, wenn ich ich recht entsinne. Das sollte 
ja passen. Der Motor selbst war (ursprünglich als Nebenschluss) mit gut 
90 A angegeben, aber die PWM für das Ankerfeld hat daher ja 12 stärkere 
MOSFETs nachgeschaltet statt dem einen.

> Die PWM Frequenz kannst du einstellen - je niedriger die Frequenz, desto
> geringer die Umschaltverluste zum Preis von etwaiger
> Geräuschentwicklung.
Welchen Frequenzbereich würdest du denn vorschlagen? Die Platine ist da 
ja recht variabel. (Und laut :-)

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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ManuED schrieb:
> Welchen Frequenzbereich würdest du denn vorschlagen? Die Platine ist da
> ja recht variabel. (Und laut :-)

Weil die MOSFets heute gut und schnell sind, takten die meisten über dem 
Hörbereich (mehr als 20kHz), aber das kann das Dings vom Klaus ja nicht. 
Mir persönlich ist dann ein tiefes Knurren lieber als ein nerviges 
Piepsen, was an Mücken erinnert, also eher 100 Hz als 1kHz.

von ManuED (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Weil die MOSFets heute gut und schnell sind, takten die meisten über dem
> Hörbereich (mehr als 20kHz), aber das kann das Dings vom Klaus ja nicht.
> Mir persönlich ist dann ein tiefes Knurren lieber als ein nerviges
> Piepsen, was an Mücken erinnert, also eher 100 Hz als 1kHz.

Laut Anleitung geht 0,5...2 kHz (eher Mücke als Knurren), 1...6 kHz und 
4...25 kHz :-)


Jedenfalls falls das mit der PWM doch nicht klappen sollte, würde mich 
eine Antwort auf die ursprüngliche Frage dieses Themas noch 
interessieren.

von ManuED (Gast)


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Hab jetzt von meinem Bekannten dieses Bild zugesandt bekommen als 
weitere Erklärung, warum PWM ungeeignet sei. Was soll ich davon halten?

von hinz (Gast)


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ManuED schrieb:
> Hab jetzt von meinem Bekannten dieses Bild zugesandt bekommen als
> weitere Erklärung, warum PWM ungeeignet sei. Was soll ich davon halten?

Keine Diode vorhanden!

von ManuED (Gast)


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hinz schrieb:
> ManuED schrieb:
>> Hab jetzt von meinem Bekannten dieses Bild zugesandt bekommen als
>> weitere Erklärung, warum PWM ungeeignet sei. Was soll ich davon halten?
>
> Keine Diode vorhanden!

Also willst du damit sagen, mit Freilaufdiode kein Problem?
Wenn du schon helfen möchtest, könntest du dich ruhig etwas 
verständlicher und ausführlicher ausdrücken statt den paar Wortfetzen. 
Das würde auch mehrfache Rückfragen ersparen...

von hinz (Gast)


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von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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ManuED schrieb:
> Also willst du damit sagen, mit Freilaufdiode kein Problem?

Die muss sowieso immer sein. Das Bild deines Bekannten ist eigentlich 
nur die Erklärung, warum das Schalten einer Spule ohne Freilaufdiode den 
Schalter putt machen kann - sehr schön, in deinem Fall aber nicht 
wirklich wichtig.
Anstatt jetzt nur Zweifel zu hegen, solltest du dich ruhig mal an ein 
paar praktische Versuche machen.

ManuED schrieb:
> könntest du dich ruhig etwas
> verständlicher und ausführlicher ausdrücken statt den paar Wortfetzen.

So ist unser hinz :-P
Eine 'lineare' bzw. analoge Ansteuerung der Feldwicklung kostet richtig 
Energie, die in der ansteuernden Endstufe verbraten werden muss und wird 
deswegen auch in kommerziellen Controllern nie gemacht. Die steuern alle 
mit PWM und haben sich seit Jahrzehnten bewährt. Als Stichworte sei dir 
mal Curtis Controller ( http://www.curtisinstruments.com ) genannt.
Lade dir einfach mal das Manual zu einen beliebigen Brushed Controller 
(DC-Permanent Magnet Motor) und schaus dir an - vor allem die 
Verdrahtung.

: Bearbeitet durch User
von ManuED (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Anstatt jetzt nur Zweifel zu hegen, solltest du dich ruhig mal an ein
> paar praktische Versuche machen.
Tja, er ist halt ein wirklich netter Kerl, und da ich bisher fest davon 
ausging, er hätte (deutlich mehr) Ahnung (als ich)... wird man dann doch 
vorsichtig, wenn plötzlich von abrauchenden Halbleitern die Rede ist.


> Eine 'lineare' bzw. analoge Ansteuerung der Feldwicklung kostet richtig
> Energie, die in der ansteuernden Endstufe verbraten werden muss
So hatte er es vorgeschlagen, aber gerade wegen der Verluste und weil 
ich die Platine irgendwie von Grund auf selbst zusammenbasteln müsste 
(der "fertige" Spannungsregler war dann die etwas bessere Variante) 
wollte ich weg davon. (Zumal ja die Ansteuerung seitens der LOGO, also 
die Kernfrage, mit der PWM deutlich einfacher ist.)


> Die steuern alle
> mit PWM und haben sich seit Jahrzehnten bewährt. Als Stichworte sei dir
> mal Curtis Controller ( http://www.curtisinstruments.com ) genannt.
> Lade dir einfach mal das Manual zu einen beliebigen Brushed Controller
> (DC-Permanent Magnet Motor) und schaus dir an - vor allem die
> Verdrahtung.
Ja - ich denke auch, wenn's so problematisch wäre, dann wäre PWM doch 
gar nicht so verbreitet.
Jedenfalls danke für deine geduldigen und hilfreichen Antworten! :-)

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