mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sensorloser BLDC langsam drehen lassen


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Michael M. (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

vor längerer Zeit habe ich dieses Video im Internet entdeckt.
Youtube-Video "Self Balancing Stick - Dual Axis Reaction Wheel Inverted Pendulum"
Dieses hat mich so fasziniert, dass ich mir sofort einen eigenen 
balancing stick bauen musste. Allerdings mit der ganzen Elektronik auf 
dem Stab.
Durch das erhöhte Gewicht mussten allerdings auch stärkere Motoren 
verwendet werden und so habe ich BLDC Motoren verbaut. (14 Pol, 
sensorlos, Aussenläufer).
Die erste Achse regelt mittlerweile auch relativ schön, aber soblad die 
Drehzahl unter einige Prozent der Nenndrehzahl absinkt stottert der 
Motor, der Stab kippt zur Seite und die ganze Regelung beginnt erneut.

Das Problem hierbei ist, dass die Rotorposition nur bei höheren 
Drehzahlen über das Back EMF gemessen werden kann und im unteren 
Drehzahlbereich keine Drehzahlregelung möglich ist. Dies war mir von 
beginn an klar, jedoch erhoffte ich mir bessere Ergebnisse (besser = 
kleinere Drehzahl).

Kennt jemand ein Controllerboard oder auch einen IC welcher auch kleine 
Drehzahlen (10rpm) bei BLDC Motoren ermöglicht? Es soll ja eine 
Technologie geben, welche durch kurze Strompulse auch bei stillstehendem 
Motor die Rotorposition messen kann.
Leider kann ich aber keine Controller finden welche dies unterstützen.
Oder gibt es eine andere Möglichkeit?

Suche speziell eine Lösung für sensorlose Motoren.
DC oder sensored BLDC möchte ich nur im Notfall verwenden.

Vielen Dank für eure Antworten.

Gruss
Michael

von SPI (Gast)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Verpasse dem BLDC ein Getriebe.

von Michael M. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
SPI schrieb:
> Verpasse dem BLDC ein Getriebe.

Benötige leider auch die maximale Drehzahl des Motors zum stabilisieren.
Mit einem Getriebe wird das ganze zu langsam. Leider.

von aSma>> (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Servus,
ich wollte so ein Gerät auch mal bauen. Habe noch ein paar alte 
Festplatten übrig...

Welche Funktion hat das Lager unten?


Wenn du selber Hand anlegen willst: Zustandstandsregelung mit 
Beobachter. Der Beobachter schätzt die Position des Rotors bei langsamen 
Bewegungen. Ich finde das Paper dazu nicht. Kann man auch googlen.

Man könnte auch eine Encoderscheibe anbringen.
Ebay-Artikel Nr. 182978293604

Ein BLDC Motor ist Synchronmotor. Kommt der Motor aus den Trip, wenn du 
die Drehzahl vorgibst? Warum willst du regeln?

Michael M. schrieb:
> Es soll ja eine
> Technologie geben, welche durch kurze Strompulse auch bei stillstehendem
> Motor die Rotorposition messen kann.

Das ist kein Geheimnis. Gibt man auf zwei Leitungen eine Spannung, so 
richtet sich der Rotor zum gegebenen Magnetfeld aus. Dadurch kann man 
den Motor zur Encoderscheibe kalibieren.

von Michael M. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
aSma>> schrieb:
> Servus,
> ich wollte so ein Gerät auch mal bauen. Habe noch ein paar alte
> Festplatten übrig...

Die Leistung von Festplattenmotoren ist bei weitem nicht ausreichend für 
einen Stab dieser Größe.
>
> Welche Funktion hat das Lager unten?

Eine Achse zu isolieren. Es ist (nahezu) unmöglich beide PID Regler 
zusammen einzustellen.
>
> Wenn du selber Hand anlegen willst: Zustandstandsregelung mit
> Beobachter. Der Beobachter schätzt die Position des Rotors bei langsamen
> Bewegungen. Ich finde das Paper dazu nicht. Kann man auch googlen.

Das würde ein noch größeres Projekt abgeben.. Da würde ich lieber andere 
Motoren verbauen.

> Man könnte auch eine Encoderscheibe anbringen.
> 
Ebay-Artikel Nr. 182978293604

Es muss der Zeitpunkt für die Kommutierung der nächsten Phase bestimmt 
werden. Dies mit einem Inkrementalgebr umzusetzen wäre ebenfalls ein 
sehr großes Projekt.

> Ein BLDC Motor ist Synchronmotor. Kommt der Motor aus den Trip, wenn du
> die Drehzahl vorgibst? Warum willst du regeln?

Die Drehzahl muss geregelt werden um den Stab zu balancieren.

> Michael M. schrieb:
>> Es soll ja eine
>> Technologie geben, welche durch kurze Strompulse auch bei stillstehendem
>> Motor die Rotorposition messen kann.
>
> Das ist kein Geheimnis. Gibt man auf zwei Leitungen eine Spannung, so
> richtet sich der Rotor zum gegebenen Magnetfeld aus. Dadurch kann man
> den Motor zur Encoderscheibe kalibieren.

Ich denke wir reden von unterschiedlichen Methoden. Der Rotor wird durch 
den Strompuls nicht verdreht. Abhängig von der Rotorposition verändert 
sich die Induktivität der Wicklung. Damit kann, selbst bei Stillstand, 
die Position bestimmt werden und ein Langsamlauf wird möglich

von Der Dreckige Dan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich könnte dir mit dem ML4428 aushelfen (SMD). Die messen die Lage 
bereits ab Start.
Begünstigend für langsamen Lauf ist die ohnehin vorhandene Schwungmasse. 
10RpM sind allerdings verdammt wenig für einen EC-Motor, keine Ahnung, 
ob das klappt, meiner Meinung nach eher nicht.

von MaWin (Gast)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Michael M. schrieb:
> Oder gibt es eine andere Möglichkeit

Externen Incrementalencoder an Motorachse bauen.

von Michael M. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Dreckige Dan schrieb:
> Ich könnte dir mit dem ML4428 aushelfen (SMD). Die messen die Lage
> bereits ab Start.
> Begünstigend für langsamen Lauf ist die ohnehin vorhandene Schwungmasse.
> 10RpM sind allerdings verdammt wenig für einen EC-Motor, keine Ahnung,
> ob das klappt, meiner Meinung nach eher nicht.

Vielen Dank das geht schon in die richtige Richtung.
Hast du den bei dir im Betrieb?
Das Sensing ist im Datenblatt leider nur kurz beschrieben. Glaube das 
hier nur einmalig für den Anlauf die Position bestimmt wird, jedoch 
nicht bei langsamlauf.
Über die normalen Quellen ist der IC auch nicht mehr erhältnlich. Denke 
es ist schon ein älteres Modell.
Gibt es von dem vielleicht einen Nachfolger welcher dauerhaft bei 
langsamen Drehzahlen misst?

von Der Dreckige Dan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Michael M. schrieb:
> Glaube das
> hier nur einmalig für den Anlauf die Position bestimmt wird, jedoch
> nicht bei langsamlauf.

Ja, die Messung für den Start schaltet irgendwann natürlich ab. Wann 
genau, keine Ahnung, habe schon sehr lange nichts mehr mit den ICs 
gemacht.
Kann also nur aufs Datenblatt verweisen, Basteleien damit sind einfach 
zu lange her.
Die Frage wäre eher, ob er auch wieder in den Startmodus geht, sobald 
die Drehzahl absinkt. Denn du startest den Motor ja nicht nur, sondern 
er soll ja danach wieder bis nahe null verlangsamen.
Der Startmodus selbst scheint mir ggf. nicht weiter schlimm, Hauptsache, 
der Motor dreht überhaupt weiter.

Also wenn, dann schafft es so ein IC. Die Chancen stehen trotzdem sehr 
schlecht, ganz eindeutig.

EC-Motoren, die bis fast auf null regelbar sind, sind nach wie vor sehr 
teuer und aufwändig. Für 10RpM brauchst du längst Sinuskommutierung, 
oder halt einen Istwertgeber für die Drehzahl. Um Letzteren wirst du 
kaum rumkommen, dann kann der Motor allerdings auch so langsam wie ein 
Stundenzeiger drehen ;-)

von Michael M. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Dreckige Dan schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> Glaube das
>> hier nur einmalig für den Anlauf die Position bestimmt wird, jedoch
>> nicht bei langsamlauf.
>
> Ja, die Messung für den Start schaltet irgendwann natürlich ab. Wann
> genau, keine Ahnung, habe schon sehr lange nichts mehr mit den ICs
> gemacht.
> Kann also nur aufs Datenblatt verweisen, Basteleien damit sind einfach
> zu lange her.
> Die Frage wäre eher, ob er auch wieder in den Startmodus geht, sobald
> die Drehzahl absinkt. Denn du startest den Motor ja nicht nur, sondern
> er soll ja danach wieder bis nahe null verlangsamen.
> Der Startmodus selbst scheint mir ggf. nicht weiter schlimm, Hauptsache,
> der Motor dreht überhaupt weiter.

Aus dem Datenblatt kann ich nur eine einmalige Positionsbestimmung 
herauslesen. Diese wird dazu verwendet, dass der Motor nicht zuerst in 
die falsche Richtung anläuft. Wenn er es könnte würde es sicher ganz 
groß im Datenblatt stehen. ;-)
>
> Also wenn, dann schafft es so ein IC. Die Chancen stehen trotzdem sehr
> schlecht, ganz eindeutig.
>
> EC-Motoren, die bis fast auf null regelbar sind, sind nach wie vor sehr
> teuer und aufwändig. Für 10RpM brauchst du längst Sinuskommutierung,
> oder halt einen Istwertgeber für die Drehzahl. Um Letzteren wirst du
> kaum rumkommen, dann kann der Motor allerdings auch so langsam wie ein
> Stundenzeiger drehen ;-)

Teuer und Hobbybastelprojekt sind zwei Wörter welche sich nur sehr 
bedingt vertragen. Scheint mir fast so als müsste ich Widerwillen einen 
DC Motor einsetzen. Haben diese eigentlich kein Problem mit dem Langsam 
lauf an den Stellen wo die Kommutierung wechselt?

Was wäre möglich (min. Drehzahl) mit Standard Leistungselektronik 
(Modellbau) für Automodelle mit/ohne Hall Geber?
Die momentan von mir verwendete Leistungselektronik ist für Drohnen 
konzipiert. Hier lag der Entwicklungsschwerpunkt sicher nicht auf 
Langsam lauf. Kann mir auch kaum vorstellen, dass Automodelle eine Art 
Mindestgeschwindigkeit haben.

von Der Dreckige Dan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mit Hallsensoren sähe es deutlich besser aus. Einziges Problem ist, du 
hast keine richtige Last an den Motoren, nur eine Schwungmasse. Beides 
zusammen wäre besser für Gleichlauf bei niedrigen Drehzahlen.
Der Leerlaufbetrieb bei sehr niedrigen Drehzahlen ist der am 
schwierigsten zu regelnde Arbeitspunkt. Ausnahme macht wieder ein 
richtiger Istwertgeber.


Als generelle Verbesserung könntest du mal die Schwungräder ganz 
weglassen, stattdessen einfach sehr große, flache Außenläufermotoren 
nutzen. Z.B. in alten Festplatten oder Floppys steckt sowas drin. Der 
Unterschied ist einerseits die deutlich höhere, kurzzeitige Leistung der 
Motoren. Bei dieser Anwendung sehr vorteilhaft, du könntest diese 
"Nadel" ziemlich stark aus der Ruhe bringen, sie würde sich dennoch 
wieder aufrichten.
Zum anderen hast du bei größeren Motoren meist mehr Pole und sie können 
ganz allgemein auch viel langsamer drehen.

Da die ganze Anordnung ja auf Akku läuft und bei weitem keinen 
Dauerbetrieb leisten muss, könnte man bedenkenlos auch zu DC-Motoren 
greifen. Ohne Istwertgeber haben sie aber kaum noch Vorteile gegenüber 
dem EC mit Hallsensoren. Hier müsstest du ebenfalls Aufwand betreiben, 
die Motoren derart langsam laufen zu lassen.

Gegen eine Aufwandsentschädigung suche ich dir entsprechende Motoren 
raus. Habe vor Jahren mal -zig 5,25" HDDs und Floppys zerlegt. Damals 
gabs die noch zu einem Euro, heute sind die Preise enorm gestiegen.
Problem wäre, die Dinger liegen ganz hinten im Keller, ich hätte 
wirklich Stunden mit Umräumen und Suchen zu tun. Wäre es mein Projekt, 
würde ich es aber mit genau solchen Motoren versuchen.

von Michael M. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Dreckige Dan schrieb:
> Mit Hallsensoren sähe es deutlich besser aus. Einziges Problem ist, du
> hast keine richtige Last an den Motoren, nur eine Schwungmasse. Beides
> zusammen wäre besser für Gleichlauf bei niedrigen Drehzahlen.
> Der Leerlaufbetrieb bei sehr niedrigen Drehzahlen ist der am
> schwierigsten zu regelnde Arbeitspunkt. Ausnahme macht wieder ein
> richtiger Istwertgeber.

Habe nach EC Motoren mit Istwertgeber recherchiert, aber nichts in 
meiner Größe gefunden. Es werden lediglich grössere Servomotoren 
angeboten.
>
> Als generelle Verbesserung könntest du mal die Schwungräder ganz
> weglassen, stattdessen einfach sehr große, flache Außenläufermotoren
> nutzen. Z.B. in alten Festplatten oder Floppys steckt sowas drin. Der
> Unterschied ist einerseits die deutlich höhere, kurzzeitige Leistung der
> Motoren. Bei dieser Anwendung sehr vorteilhaft, du könntest diese
> "Nadel" ziemlich stark aus der Ruhe bringen, sie würde sich dennoch
> wieder aufrichten.
> Zum anderen hast du bei größeren Motoren meist mehr Pole und sie können
> ganz allgemein auch viel langsamer drehen.

Das Problem hierbei ist, dass trotz großem Aufwand der Istwinkel nicht 
exakt bestimmt werden kann. Mit einem Drehgeber in der Achse wäre es 
einfach, aber da der Stab auf der Spitze balancieren soll kann ich dies 
nicht verwenden. Sobald der Stab allerdings eine Abweichung von 0.1° zu 
seinem exakten Schwerpunkt hat, sind Festplattenmotoren zu schwach. Ich 
benötige eine "große" Schwungmasse um genügend Moment erzeugen zu 
können. Zudem sind diese auch nicht auf langsamen Betrieb hin optimiert. 
Können diese überhaupt rückwärts?

> Da die ganze Anordnung ja auf Akku läuft und bei weitem keinen
> Dauerbetrieb leisten muss, könnte man bedenkenlos auch zu DC-Motoren
> greifen. Ohne Istwertgeber haben sie aber kaum noch Vorteile gegenüber
> dem EC mit Hallsensoren. Hier müsstest du ebenfalls Aufwand betreiben,
> die Motoren derart langsam laufen zu lassen.

Der erste Aufbau war auch mit DC Motoren, allerdings sind diese durch 
den häufigen Richtungswechsel durchgebrannt.. Dies lag sicher auch an 
dem schlechten Regler, dennoch würde ich Bürstenlose Motoren bevorzugen.

>
> Gegen eine Aufwandsentschädigung suche ich dir entsprechende Motoren
> raus. Habe vor Jahren mal -zig 5,25" HDDs und Floppys zerlegt. Damals
> gabs die noch zu einem Euro, heute sind die Preise enorm gestiegen.
> Problem wäre, die Dinger liegen ganz hinten im Keller, ich hätte
> wirklich Stunden mit Umräumen und Suchen zu tun. Wäre es mein Projekt,
> würde ich es aber mit genau solchen Motoren versuchen.

Vielen Dank für das Angebot aber habe selber noch einige herumliegen. 
Glaube jedoch kaum das diese mein Problem lösen können.

Von einem Freund wurde mir gerade InstaSpin FOC von TI empfohlen. Er hat 
bereits Drehzahlen von 60rpm mit einer 30 Poligen Maschine im Leerlauf 
erzielt. Auf meiner 14 Poligen wären das 2U/s (Ob sich das so einfach 
umrechnen lässt..). Geht da noch weniger mit Modellbaumotoren und Hall?

Gruss
Michael

von Der Dreckige Dan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Michael M. schrieb:
> Glaube jedoch kaum das diese mein Problem lösen können.

Doch, genau diese Motoren hätten das Zeug dazu. Und zwar wegen der 
vielen Pole, siehe z.B. die aus Floppys. Wie willst du so langsame 
Umdrehungen mit kleineren Modellbaumotoren hinbekommen? Und dann halt 
auch, weil das Schwungrad nicht mehr nur Masse ist, sondern gleichzeitig 
Teil des Motors und der Drehzahlerzeugung. Sowas kann nur dynamischer 
sein. Wenn du solche Motoren hast, probiere es doch bitte nochmal damit. 
Selbst Umwickeln auf niedrigere Spannungen ist bei diesen offenen Typen 
ja kein Problem.

Leider sind gerade die Floppymotoren sehr vielpolig, haben aber eher 
geringe Masse. Und umgekehrt. Dennoch bleibt es ein genereller Vorteil, 
als Schwungmasse gleich den Motor zu nutzen.

Sind deine Motoren denn wirklich aus 5,25" HDDs und Floppys? Motoren aus 
aktuellen Festplatten sind viel kleiner...

Warum willst du eigentlich SO langsam drehen können? Energieeinsparung, 
so daß die Nadel stundenlang stehen bleiben kann?

Michael M. schrieb:
> Geht da noch weniger mit Modellbaumotoren und Hall?

Auf jeden Fall weniger, als ohne Hallsensoren. Möchte aber sagen, 
Motoren mit Hallgebern sind im Modellbau seltener, daher könnte es 
schwierig werden, einen geeigneten Typ zu finden.

von Florian R. (Firma: TU Wien) (frist)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,
ich denke Du braucht einen Encoder. Bau Dir doch so einen magnetischen 
Encoder aus vier Hallsensoren auf die Welle des Motors, so einen z.B. 
(gibt unzählige andere):

http://ams.com/eng/Products/Magnetic-Position-Sensors/Angle-Position-On-Axis/AS5040

Ich hab das mal mit so ähnlichen Motoren gemacht und das hat gut 
funktioniert. Ich vermute bei Dienen Motoren schaut die Welle hinten 
sind kleines Stück (ca. 1mm) raus, das reicht aus um da einen runden 
Magneten mit ca. 6mm Durchmesser auf zukleben und dann braucht Du noch 
noch was um den Sensor halbwegs koaxial mit einem kleinen Abstand zu 
montieren.

Dann brauchst Du nur noch einen Controller die ganzen Modellbau BLDC 
Controller scheiden aus (Korrektur, es gibt wohl doch welche, siehe [1] 
z.B.), da hab ich noch nie einen gesehen, der auch noch Hallsensoren 
auswerten könnte. Ich hab für mein Experiment mit so einem ähnlichen 
Motor einen 'echten' Servocontroller von Mesa genommen, ich glaub einen 
7I39.

Viele Grüße
Florian

[1] 
https://www.aliexpress.com/item/Maytech-VESC-BLDC-Speed-Controller-and-E-Skateboard-5055-70KV-hall-sensor-motor/32710307169.html?spm=2114.search0104.3.2.7bdd31107nAvXT&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_5_10152_10151_10065_10344_10068_10342_10547_10343_10340_10548_10341_10084_10083_10618_10630_10304_10307_10302_5722316_5711211_10313_10059_10534_100031_10629_10103_10626_10625_10624_10623_10622_10621_10620_10142,searchweb201603_25,ppcSwitch_5&algo_expid=e38897fb-154e-43d8-bf4f-7b6d9433f9a9-0&algo_pvid=e38897fb-154e-43d8-bf4f-7b6d9433f9a9&priceBeautifyAB=0

: Bearbeitet durch User
von Michael M. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Dreckige Dan schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> Glaube jedoch kaum das diese mein Problem lösen können.
>
> Doch, genau diese Motoren hätten das Zeug dazu. Und zwar wegen der
> vielen Pole, siehe z.B. die aus Floppys. Wie willst du so langsame
> Umdrehungen mit kleineren Modellbaumotoren hinbekommen? Und dann halt
> auch, weil das Schwungrad nicht mehr nur Masse ist, sondern gleichzeitig
> Teil des Motors und der Drehzahlerzeugung. Sowas kann nur dynamischer
> sein. Wenn du solche Motoren hast, probiere es doch bitte nochmal damit.
> Selbst Umwickeln auf niedrigere Spannungen ist bei diesen offenen Typen
> ja kein Problem.
>
> Leider sind gerade die Floppymotoren sehr vielpolig, haben aber eher
> geringe Masse. Und umgekehrt. Dennoch bleibt es ein genereller Vorteil,
> als Schwungmasse gleich den Motor zu nutzen.

An der Dynamik habe ich absolut keine Zweifel. Meine Zweifel sind die 
relativ geringe Leistung dieser Motoren. Die Regelung lässt sich nicht 
beliebig gut optimieren und je mehr Leistung ich habe, desto mehr 
Spielraum. Mit dem momentanen Setup liegt der maximal Regelbare 
Auslenkwinkel bei ca. 2°. Mit den Floppy Motoren wird dieser Winkel noch 
viel kleiner und eine Regelung nahezu unmöglich. Denke in dem Video kann 
man die benötigten Kräfte erkennen.
https://drive.google.com/file/d/1xw_ptAc8uSpl57KZVJ9JgLlCJAy8r--3/view?usp=drivesdk
Die Regelung ist sicher noch stark ausbaufähig, allerdings will ich auch 
eine gewisse Sicherheit in der Dimensionierung haben. Das Ding sollte 
nicht schon beim kleinsten Luftzug umfallen weil die Leistung nicht mehr 
ausreicht.

>
> Sind deine Motoren denn wirklich aus 5,25" HDDs und Floppys? Motoren aus
> aktuellen Festplatten sind viel kleiner...

Glaube schon, müsste ich mir aber nochmals ansehen. Zumindest einer ist 
aus einem Laserdrucker und bewegt den Ablenkspiegel. Dieser würde auch 
schon eine gewisse Masse mit sich bringen.

> Warum willst du eigentlich SO langsam drehen können? Energieeinsparung,
> so daß die Nadel stundenlang stehen bleiben kann?

Wenn die Nadel (Wenn man das 40cm große Ding denn so nennen will) ihren 
Schwerpunkt exakt über der Spitze hat, so läuft das Schwungrad mit 
konstanter Drehzahl. Diese ist natürlich beliebig wählbar aber rein 
optisch ergibt das schon einen großen Unterschied ob das nun 1krpm oder 
0 sind. Zudem stören sich die beiden Achsen gegenseitig sehr stark wenn 
sie nicht sehr langsam drehen (Drehimpulserhaltung). Das macht eine 
Regelung auf einem Mikrocontroller nahezu unmöglich. Ein Stundenlanger 
Stillstand wird auf Grund von Sensor-driften nicht möglich sein aber 
wäre sicherlich nice-to-have.

>
> Michael M. schrieb:
>> Geht da noch weniger mit Modellbaumotoren und Hall?
>
> Auf jeden Fall weniger, als ohne Hallsensoren. Möchte aber sagen,
> Motoren mit Hallgebern sind im Modellbau seltener, daher könnte es
> schwierig werden, einen geeigneten Typ zu finden.

Es gibt schon einige Modelle. Man muss nur speziell nach Motoren für 
Automodelle suchen. Nur leider gibt niemand Auskunft darüber wie langsam 
diese drehen können. Sind jedoch alles Innenläufer und bei meinem 
begrenzten Platz sehe ich das sehr kritisch.


@Florian:
>Hi,
>ich denke Du braucht einen Encoder. Bau Dir doch so einen magnetischen
>Encoder aus vier Hallsensoren auf die Welle des Motors, so einen z.B.
>(gibt unzählige andere):

Wie funktioniert hierbei allerdings die Abstimmung von dem Motor auf den 
Encoder? In meinem Fall wären es 14 Pole.
Den Platz für einen Servocontroller habe ich leider nicht auf dem Stab. 
Müsste schon etwas kompaktes sein aber trotzdem vielen Dank.

von Der Dreckige Dan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Michael M. schrieb:
> Innenläufer

Die haben keineswegs mehr Drehmoment, als die Motoren, die ich meine. 
Zumal du ja ziemlich kleine Motoren nutzt.
Muss mal sehen, ob in irgendeiner Bastelkiste noch wenigstens ein 
solcher Motor liegt, mache ggf. nachher mal ein Foto...
Ein weiterer Vorteil wäre, daß hier Motor und Schwungscheibe mechanisch 
nicht "in Reihe" liegen, also der entsprechende Antrieb könnte evtl. 
noch kürzer ausfallen.

Möglicherweise, aber selbst das ist unwahrscheinlich, haben die 
Modellbaumotoren mehr Dauerleistung. Aber die brauchst du nicht, nur 
kurzzeitige Leistung, oder, genauer, Drehmoment. Festplatten müssen sehr 
schnell beschleunigen, die Motoren dürften genau das machen.

Ich gehe bei EC-Motoren einfach vom Baugröße und Gewicht aus, das 
bestimmt die Leistung und vor allem das Drehmoment. Der Rest ist meist 
Marketing.

von Michael M. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Dreckige Dan schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> Innenläufer
>
> Die haben keineswegs mehr Drehmoment, als die Motoren, die ich meine.
> Zumal du ja ziemlich kleine Motoren nutzt.

Deshalb verwende ich derzeit vielpolige Aussenläufer.
Ziemlich klein? Durchmesser ca. 50mm und eine Dauerleistung (ja das ist 
Marketing aber denke man bekommt ein Gefühl für die Größe) von über 
100W.

> Muss mal sehen, ob in irgendeiner Bastelkiste noch wenigstens ein
> solcher Motor liegt, mache ggf. nachher mal ein Foto...
> Ein weiterer Vorteil wäre, daß hier Motor und Schwungscheibe mechanisch
> nicht "in Reihe" liegen, also der entsprechende Antrieb könnte evtl.
> noch kürzer ausfallen.

Wäre dir sehr dankbar dafür.

>
> Möglicherweise, aber selbst das ist unwahrscheinlich, haben die
> Modellbaumotoren mehr Dauerleistung. Aber die brauchst du nicht, nur
> kurzzeitige Leistung, oder, genauer, Drehmoment. Festplatten müssen sehr
> schnell beschleunigen, die Motoren dürften genau das machen.
>
> Ich gehe bei EC-Motoren einfach vom Baugröße und Gewicht aus, das
> bestimmt die Leistung und vor allem das Drehmoment. Der Rest ist meist
> Marketing.

Kann ich dir nur voll zustimmen. Die verwendeten Motoren werden selbst 
bei längerem Betrieb kaum handwarm. Können diese Floppy Motoren wirklich 
Spitzenleistungen von einigen 10W umsetzen?
Rein gefühlsmäßig fehlt mir hier einfach die Schwungmasse um genügend 
Moment erzeugen zu können..

von Florian R. (Firma: TU Wien) (frist)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Michael

>> Bau Dir doch so einen magnetischen Encoder aus
>> vier Hallsensoren auf die Welle des Motors
>
> Wie funktioniert hierbei allerdings die Abstimmung
> von dem Motor auf den Encoder? In meinem Fall
> wären es 14 Pole.

Man muss einmal (oder bei jedem Start) sozusagen ein Offset zu einer 
bekannten Rotorstellung ermitteln. Dazu muss man Motor ert mal einfach 
im  Block Commutation Mode betreiben, da bei Dir nur das Schungrad 
dranhängt reicht sicher auch einfach mal nur eine Spule zu bestromen und 
dann die Encoderposition auszulesen. Von diesem Startpunkt aus kann man 
dann in Sinuskommutierung weitermachen.

Grüße
Florian

: Bearbeitet durch User
von Der Dreckige Dan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Michael M. schrieb:
> Können diese Floppy Motoren wirklich
> Spitzenleistungen von einigen 10W umsetzen?

Es geht zumindest im unteren Drehzahlbereich nicht um die 
Leistungsfähigkeit. Die Leistungsabgabe jedes Motors ist da ja nahe 
null.
Es geht nur um Drehmoment. Vor allem sorgt Drehmoment dafür, daß kaum 
erst Drehzahl und damit Leistung benötigt werden, weil der Stab gar 
nicht erst aus der Balance gerät. Schnelle Regelung vorausgesetzt.
Ich vermute aber, daß die Floppymotoren sogar leistungsfähiger sind, als 
die Modellbaumotoren. Und die von den Festplatten sowieso, nur leider 
sind die halt nicht so vielpolig.

Wenn man den Stab natürlich anstößt, wäre die Frage eher, ob die 
Floppymotoren überhaupt schnell genug werden können. Welche max. 
Drehzahlen brauchst du denn da bisher in etwa?
Diese Motoren wurden echt für sehr niedrige Drehzahlen gebaut.

von Michael M. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Wenn man den Stab natürlich anstößt, wäre die Frage eher, ob die
> Floppymotoren überhaupt schnell genug werden können. Welche max.
> Drehzahlen brauchst du denn da bisher in etwa? Diese Motoren wurden echt
> für sehr niedrige Drehzahlen gebaut.

Das erzielte Drehzahl ist völlig egal. Wichtig ist der dabei erzielte 
Drehimpuls. Die Drehzahl ist nur eine Folge aus dem Trägheitsmoment der 
Schwungmasse. Bei großem Schwungrad kann theoretisch auch mit 1rpm 
stabilisiert werden. Ich habe nur ein relativ kleines Schwungrad 
verwendet, da meine Leistungselektronik nicht für große 
Schwungmassen/Ströme ausgelegt ist.
Zusätzlich werden die Motoren durch die etwas höhere Drehzahl besser 
gekühlt

von Der Dreckige Dan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Unterm Strich muss das Drehmoment hoch sein im Vergleich zum Gewicht. 
Wie fast überall eigentlich ;-)

Völlig egal kann die Drehzahl aber nur sein, wenn der Stab nie bewusst 
ausgelenkt wird.

von Michael M. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Dreckige Dan schrieb:
> Unterm Strich muss das Drehmoment hoch sein im Vergleich zum Gewicht.
> Wie fast überall eigentlich ;-)
>
> Völlig egal kann die Drehzahl aber nur sein, wenn der Stab nie bewusst
> ausgelenkt wird.

Stimmt ;-)
Völlig egal ist es nicht der Drehimpuls von dem Stab durch den 
Drehimpuls von dem Schwungrad kompensiert werden muss. Größere 
Schwungmassen wären natürlich schöner, da die Drehzahl geringer wird, 
jedoch ist der Bauraum durch die zweite Achse sehr begrenzt.

von Michael M. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Update: Bin total begeistert von Instaspin FOC. Die gewünschten 10rpm 
sind zwar nicht möglich aber Drehzahlen bis 30rpm sind nahezu 
ruckelfrei.
Der Ruhestrom (Motor auf konstanter Drehzahl von 1000rpm) konnte von 
über 1A auf ca. 140mA gesenkt werden.
Zudem hat das System jetzt eine viel höhere Dynamik.
Am meisten überrascht hat mich die Laufruhe. Selbst bei starken 
Beschleunigungen hört man die Motoren kaum.

Kann dies nur jedem empfehlen der BLDC Motoren ansteuern möchte :-)
-LAUNCHXL-F28027F
-BOOSTXL-DRV8305EVM

von Daniel S (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,

wir haben uns auch als Demonstrator ein inverses Pendel einfallen lassen 
:-)

Hier unsere Interpretation.

Youtube-Video "Inverses Pendel der GRATZ Engineering GmbH - Motion Control - Inverted Pendulum"

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.