Hallo liebe Bastlergemeinschaft, ich möchte einen DC-Bürstenmotor 24V, 6A als variablen Wiederstand für einen Ergometer benutzen. Am Ende soll über ein Getriebe der Motor von Muskelkraft aktiv bewegt werden. Die Rotation soll durch den erzeugten Generatorstrom über Kurzschluss des Motors gehemmt werden. Kann mir jemand helfen eine Schaltung zu entwerfen mit der ich den Motor in variabler Frequenz kurzschließen kann. Meine Überlegung war MOSFETS in einer Art Halbbrücke so zu verschalten, dass diese mit einem Arduino gesteuert werden können. Nach einiger Bastelei stellte sich heraus dass ich das Problem nicht ohne weiteres lösen lässt. Falls jemand einen Ansatz weiß oder mir einen provisorischen Schaltplan anfertigen könnte wäre ich sehr dankbar.
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Du willst die Komplette Energie im Motor versenken, na ob der das so gut findet... Wie Wäre es mit schaltbaren Lastwiderständen, hinter einem 3 Phasen Gleichrichter?
FLorian M. schrieb: > ich möchte einen DC-Bürstenmotor 24V, 6A als variablen Wiederstand für > einen Ergometer benutzen. > Am Ende soll über ein Getriebe der Motor von Muskelkraft aktiv bewegt > werden. Die Rotation soll durch den erzeugten Generatorstrom über > Kurzschluss des Motors gehemmt werden Dafür nimmt man eine große rotierende Scheibe, die man mit einem passenden Magneten per Wirbelstrom bremst. Bis auf die Lagerung der Scheibe völlig abnutzungsfrei. Da kann man dann jederzeit durch Verschieben des Magneten die Bremswirkung einstellen. Aus Umdrehungszahl und Stellung des Bremsmagneten lässt sich auch die Leistung hinreichend genau anzeigen.
ECL schrieb: > Du willst die Komplette Energie im Motor versenken, na ob der das so gut > findet... > > Wie Wäre es mit schaltbaren Lastwiderständen, hinter einem 3 Phasen > Gleichrichter? Die Hardware ist so schon komplett und funktioniert soweit auch. Ich kann nur mit der aktuellen Steuerung nicht arbeiten und versuche diese sozusagen nachzubauen. Mir ist schon klar dass wenn ich die Energie im Motor verheize dieser nicht glücklich darüber ist aber in aktuellem Aufbau ist kein Last-/Bremswiederstand verbaut der diese Energie aufnimmt.
Peter R. schrieb: > FLorian M. schrieb: >> ich möchte einen DC-Bürstenmotor 24V, 6A als variablen Wiederstand für >> einen Ergometer benutzen. >> Am Ende soll über ein Getriebe der Motor von Muskelkraft aktiv bewegt >> werden. Die Rotation soll durch den erzeugten Generatorstrom über >> Kurzschluss des Motors gehemmt werden > > Dafür nimmt man eine große rotierende Scheibe, die man mit einem > passenden Magneten per Wirbelstrom bremst. Bis auf die Lagerung der > Scheibe völlig abnutzungsfrei. Da kann man dann jederzeit durch > Verschieben des Magneten die Bremswirkung einstellen. > > Aus Umdrehungszahl und Stellung des Bremsmagneten lässt sich auch die > Leistung hinreichend genau anzeigen. Auf jeden Fall sinnvolle Lösung jedoch will im ersten Moment gegebene Hardware aus Platzgründen nicht modifizieren.
Ich bewege mich schon seit längerer Zeit in diesem Forum. Durch langes stöbern weiß ich bereits, dass dieser Ansatz nicht sehr logisch erscheint aber kann mit trotzdem jemand einen Tipp geben wie ich eine solche Schaltung aufbauen kann. Gerade weil das ein sehr ungewöhnlicher Anwendungsfall ist und man normal in der Entwicklung andere Lösungen in Betracht zieht, finde ich dazu keine vernünftige Hilfestellung.
ECL schrieb: > Wie Wäre es mit schaltbaren Lastwiderständen, hinter einem 3 Phasen > Gleichrichter? Häh. Einen Gleichrichter für einen DC-Bürstenmotor?
Wie groß ist denn der Motor? Wie soll der z.B. 150W dauerhafte thermische Leistung verkraften? Das muss ja glatt ein 1,5KW-Motor sein, damit das klappt... Das kontrollierte Kurzschließen z.B. per PWM geht gar nicht! Eben weil die Energie im Motor bleibt, genauer, in der Motorinduktivität. Wenn du da die Pulsweite von 0-100% einstellst, erzeugt der Motor in den Pausen eine immer höhere Spannung, die jeden Mosfet killt. Bei ner Halbbrücke landet die Energie im Zwischenkreis, hebt diese Spannung in Bruchteilen von Sekunden auf den Wert, den die Mosfets zum Durchbruch brauchen. FLorian M. schrieb: > Gerade weil das ein sehr ungewöhnlicher > Anwendungsfall ist und man normal in der Entwicklung andere Lösungen in > Betracht zieht, finde ich dazu keine vernünftige Hilfestellung Natürlich nicht, weil die Physik dagegen ist. Da kann hier auch keiner was machen. Nimm einfach einen BLDC für 10 Euro beim Chinesen, und schalte dem Lastwiderstände hinzu. Da brauchst du nicht mal wirklich ne Gleichrichtung.
FLorian M. schrieb: > Ich bewege mich schon seit längerer Zeit in diesem Forum. Durch > langes stöbern weiß ich bereits, dass dieser Ansatz nicht sehr logisch > erscheint aber kann mit trotzdem jemand einen Tipp geben wie ich eine > solche Schaltung aufbauen kann. Gerade weil das ein sehr ungewöhnlicher > Anwendungsfall ist und man normal in der Entwicklung andere Lösungen in > Betracht zieht, finde ich dazu keine vernünftige Hilfestellung. Wie hoch ist deine maximale Generator-Spannung im Leerlauf?
Thomas K. schrieb: > FLorian M. schrieb: >> Ich bewege mich schon seit längerer Zeit in diesem Forum. Durch >> langes stöbern weiß ich bereits, dass dieser Ansatz nicht sehr logisch >> erscheint aber kann mit trotzdem jemand einen Tipp geben wie ich eine >> solche Schaltung aufbauen kann. Gerade weil das ein sehr ungewöhnlicher >> Anwendungsfall ist und man normal in der Entwicklung andere Lösungen in >> Betracht zieht, finde ich dazu keine vernünftige Hilfestellung. > > Wie hoch ist deine maximale Generator-Spannung im Leerlauf? Bei hoher drehzahl bis zu maximal 50V.
Bei hoher Drehzahl bis zu maximal 50V. Wie hast du das gemessen? Bei PWM könnte das wie Der Dreckige Dan schreibt ganz anderes und viel bösartiger aussehen. Bei der Gleichrichter Sache dachte ich irgendwie an einen BLDC sorry
Sinnvoller wäre es wohl, einen MOSFET im Linearbetrieb zu verwenden. Dabei landet die Wärme dann nicht im Motor, sondern im FET. Ein einzelner IRFP250 kann mit einem entsprechenden Kühler locker 180W verheizen. Die Schaltung dazu ist trivial - Stromsenke mit Opamp.
Mit einem Solarladeregler einen Akku aufladen und damit den Fernseher am Ergometer laufen lassen :-)
FLorian M. schrieb: > Thomas K. schrieb: > FLorian M. schrieb: > Wie hoch ist deine maximale Generator-Spannung im Leerlauf? > > Bei hoher drehzahl bis zu maximal 50V. Die Energie muss auf jeden Fall extern „verheizt“ werden. Für den Anfang würde ich ein paar Belastungsexperimente machen. Vielleicht mit ein paar Kfz Lampen 12V 21W/5W. Z.B. zwei in Reihe und das 3x parallel wären eine Last von 126W bei 24v. Als Generator wäre max. (bei Nenndrehzahl) mit 24V*6A mit 144Watt, zu rechnen.
Marko ⚠. schrieb: > Sinnvoller wäre es wohl, einen MOSFET im Linearbetrieb zu verwenden. > Dabei landet die Wärme dann nicht im Motor, sondern im FET. Ein > einzelner IRFP250 kann mit einem entsprechenden Kühler locker 180W > verheizen. Die Schaltung dazu ist trivial - Stromsenke mit Opamp. Wollte gerade dasselbe vorschlagen. Als Nachtrag: https://www.youtube.com/watch?v=9fsf1CgnTRk&list=PLUMG8JNssPPzbr4LydbTcBrhoPlemu5Dt In dieser Videoserie wird das Prinzip recht gut erklärt.
Thomas K. schrieb: > Als Generator wäre max. (bei Nenndrehzahl) mit 24V*6A mit 144Watt, zu > rechnen. Nicht bei 50V Leerlauf-Generatorspannung ;-) Ist doch alles Gemurkse. Wie immer null Ahnung, aber alles Unmögliche und Unsinnige steht schon fest und da wird nicht von abgegangen. Es hat sogar schon mehrfach geknallt, aber wir sollen es nun richten. Viel Spaß noch dabei. Dem TO ist mit einem 300W-Poti am ehesten geholfen. Und mehr bekommt er auch mit Hilfe nicht korrekt angeschlossen. Tut mir leid, aber genau so ist es.
ECL schrieb: > Bei hoher Drehzahl bis zu maximal 50V. Wie hast du das gemessen? mit einem Multimeter direkt an den Motorklemmen und mit der Kurbel den Motor als Genaerator betrieben 50 ist äuserstes maximum, 35V ist schon schwer zu erreichen
FLorian M. schrieb: > ECL schrieb: > Bei hoher Drehzahl bis zu maximal 50V. Wie hast du das gemessen? > > mit einem Multimeter direkt an den Motorklemmen und mit der Kurbel den > Motor als Genaerator betrieben > 50 ist äuserstes maximum, 35V ist schon schwer zu erreichen Was steht denn auf dem Typenschild als angegeben Nenndrehzahl bei 24V? Erreichst du die mit kurbeln ?
Marko ⚠. schrieb: > Sinnvoller wäre es wohl, einen MOSFET im Linearbetrieb zu verwenden. > Dabei landet die Wärme dann nicht im Motor, sondern im FET. Ein > einzelner IRFP250 kann mit einem entsprechenden Kühler locker 180W > verheizen. Die Schaltung dazu ist trivial - Stromsenke mit Opamp. Ok, linearbetrieb sagt mir etwas: Mosfet weder voll ein- noch ausgeschaltet jedoch für den ungeschulten nicht ganz trivial, wie würde so eine Schalung grob aussehen?
> Was steht denn auf dem Typenschild als angegeben Nenndrehzahl bei 24V? > Erreichst du die mit kurbeln ? 3350rpm laut Typenschild habs mal grob überschlagen und mit Zahnradübersetzung+Planetengetriebe komme ich locker hin
Lesen: https://www.heise.de/select/make/2016/6/1482398401198797 Und die H Brücke auf das notwendige reduzieren.
FLorian M. schrieb: > Marko ⚠. schrieb: >> Sinnvoller wäre es wohl, einen MOSFET im Linearbetrieb zu verwenden. >> Dabei landet die Wärme dann nicht im Motor, sondern im FET. Ein >> einzelner IRFP250 kann mit einem entsprechenden Kühler locker 180W >> verheizen. Die Schaltung dazu ist trivial - Stromsenke mit Opamp. > > Ok, linearbetrieb sagt mir etwas: Mosfet weder voll ein- noch > ausgeschaltet > > jedoch für den ungeschulten nicht ganz trivial, wie würde so eine > Schalung grob aussehen? secures hat ja schon den Link zu einem Video gepostet, wo das ganze erklärt wird. Die Schaltung sieht so aus: https://i.stack.imgur.com/2pgTL.gif Als R3 würde ich 0,1 Ohm/5W nehmen. Der Strom ist dann VC*10. Also 1V=10A. Als FET nimmst du einen IRFP260N, damit hast du ordentlich Reserven. Natürlich braucht der FET einen guten Kühler. CPU-Kühlkörper eignen sich hervorragend.
Den MOSFET als PWM auf einen Lastwiderstand (Lastwiderstand muß die ganze Energie verbraten) zu betreiben, ließe auch eine Regelung zu. Der Aufwand ist aber auch höher, als den MOSFET im lineare Bereich zu betreiben.
Dieter schrieb: > Den MOSFET als PWM auf einen Lastwiderstand (Lastwiderstand muß > die > ganze Energie verbraten) zu betreiben, ließe auch eine Regelung zu. Der > Aufwand ist aber auch höher, als den MOSFET im lineare Bereich zu > betreiben. Nicht nur der Aufwand. Ein IRFP260N kostet €1,80 bei Reichelt und hält 300W aus. Was kostet ein 300W Widerstand?
FLorian M. schrieb: > Die Rotation soll durch den erzeugten Generatorstrom über > Kurzschluss des Motors gehemmt werden. Warum Energie vernichten ohne Effekt? Häng doch ein paar Glühlampen an, dann sieht der Bediener auch gleich den Erfolg und kann sich nach der Leuchtstärke richten... Ist nicht einfach, eine konstante Helligkeit über Pedale zu erzielen! Teste es mal aus mit H4/H7...
Marko ⚠. schrieb: > Ein IRFP260N kostet €1,80 bei Reichelt 280W nach Datenblatt mit guter Kühlung. Also 2 nehmen und grosszuegigen Kühlkörper. Den Lüfter speist der DC Motor als Generator.
Dieter schrieb: > Marko ⚠. schrieb: >> Ein IRFP260N kostet €1,80 bei Reichelt > > 280W nach Datenblatt mit guter Kühlung. Also 2 nehmen und grosszuegigen > Kühlkörper. Den Lüfter speist der DC Motor als Generator. Nee, der Link führt zum Datenblatt des IRFP260, der IRFP260N wie Norbert hat bessere Daten. Meiner Erfahrung nach kann man die Leistung auch ausnutzen. Erst letzte Woche habe ich eine elektronische Last mit einem IRFP250 (190W laut Datenblatt) gebaut, und die konnte problemlos eine Stunde lang (länger hab ichs nicht getestet) 180W (30V*6A) verheizen.
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