DC Motor Drehmoment Grundprinzip

[D a v i d K. (oekel)]

Hi,

ich stehe vor der Überlegung, ob ich für eine Anwendung mit starken 
Laständerungen von einem Brushless Motor profitieren könnte.

Aktuell habe ich einen mit Bürsten befeuerten und folgende Probleme:
Ich "regel" 3 Stufen 60% 90% 100% über PWM (ohne Getriebe)
- Beim Feinjustieren der Umwucht läuft der Motor VIEL zu schnell.
- Beim Anlauf mit Last kommt er bereits an seine physikalischen Grenzen 
(passiert also immer mit 100%)
- Im "Dauer"-Betrieb schwankt die Drehzahl sehr stark, da die entgegen 
wirkende Kraft Stahlnadeln in einem Behälter sind und per Zufall zu 
Boden fallen. Somit kann es auch passieren, dass bei 45% (eigentlich 
ideale Drehzahl) die Apparatur stehen bleibt.

Gerade beim letzten Punkt würde es extrem von Vorteil sein, wenn ich die 
aktuelle Drehzahl kennen würde.
Ebenso beim Ersten.

Das Anlaufen bekomme ich wohl nur mit mehr Drehmoment hin, aber schafft 
da ein BL wirklich abhilfe?
https://de.wikipedia.org/wiki/B%C3%BCrstenloser_Gleichstrommotor#Kommutierung

Der Beitrag
https://www.mikrocontroller.net/articles/Sensorlose_BLDC_Ansteuerung
hat mich sehr abgeschreckt, da ich meine e-technik Kenntnisse als zu 
gering einstufe.

Einfach ein Getriebe zu verwenden wäre Vermutlich die einfachste 
Methode, doch, ob dieses nicht zu stark aufträgt steht auf einem anderen 
Blatt.

Könnt ihr mir sagen, ob ich überhaupt mit BL größere Erfolge haben 
könnte, oder ich lieber bei meiner H-Brücke bleiben sollte?

[Thomas W. (goaty)]

Hat nicht genau was mit deinem Problem zu tun aber vielleicht als 
Inspiration:

Für eine Klein-Drehmaschine hab ich einen DC-Motor von Bühler mit dieser 
Steuerung ausgestattet.

https://www.elv.de/lastunabhaengige-dc-motor-drehzahlregelung-komplettbausatz.html

Funktioniert sehr gut.

[Falk B. (falk)]

D a v i d K. schrieb:

> ich stehe vor der Überlegung, ob ich für eine Anwendung mit starken
> Laständerungen von einem Brushless Motor profitieren könnte.

Kann sein, muss nicht. Das Problem liegt eher bei deinem mangelden 
Verständnis und der unzureichenden Regelung.

> Aktuell habe ich einen mit Bürsten befeuerten und folgende Probleme:
> Ich "regel" 3 Stufen 60% 90% 100% über PWM (ohne Getriebe)

Da geht es schon los.

> - Beim Feinjustieren der Umwucht läuft der Motor VIEL zu schnell.

Welche Umwucht? Was treibt der Motor denn wie an?

> - Beim Anlauf mit Last kommt er bereits an seine physikalischen Grenzen
> (passiert also immer mit 100%)

Naja.

> - Im "Dauer"-Betrieb schwankt die Drehzahl sehr stark, da die entgegen
> wirkende Kraft Stahlnadeln in einem Behälter sind und per Zufall zu
> Boden fallen.

Siehe oben. Wir kennen deinen mechanischen Aufbau nicht. Siehe 
Netiquette.

> Somit kann es auch passieren, dass bei 45% (eigentlich
> ideale Drehzahl) die Apparatur stehen bleibt.

Weil du keine Drehzahl bzw. Drehmomentregelung hast.

> Gerade beim letzten Punkt würde es extrem von Vorteil sein, wenn ich die
> aktuelle Drehzahl kennen würde.

Sieht so aus.

> Das Anlaufen bekomme ich wohl nur mit mehr Drehmoment hin, aber schafft
> da ein BL wirklich abhilfe?

Nö, denn auch der hat nur ein bestimmtes Maximaldrehmoment. Man kann 
genausogut einen Bürstenmotor mit mehr Drehmoment nehmen.

> https://www.mikrocontroller.net/articles/Sensorlose_BLDC_Ansteuerung
> hat mich sehr abgeschreckt, da ich meine e-technik Kenntnisse als zu
> gering einstufe.

Sind sie auch ;-) Außerdem ist sensorlose BLDC Ansteuerung was für 
Profis, die Massenproduktion ultrapreiswert machen müssen.

> Einfach ein Getriebe zu verwenden wäre Vermutlich die einfachste
> Methode, doch, ob dieses nicht zu stark aufträgt steht auf einem anderen
> Blatt.

Tja.

> Könnt ihr mir sagen, ob ich überhaupt mit BL größere Erfolge haben
> könnte, oder ich lieber bei meiner H-Brücke bleiben sollte?

Mein Gott, allein diese vollkommen schräge Frage eröffnet ABGRÜNDE!

So wie, soll ich ein Fahrrad kaufen oder lieber Eis essen?

Was hat denn das Eine mit dem Anderen zu tun?

Lange Rede, kurzer Sinn. Mit einer passenden Drehzahl- oder auch 
Drehmomentregelung ist ein Bürstenmotor auch für sehr viel 
anspruchsvolle Antriebsaufgaben geeignet. Vermutlich auch für deine.

[Harald W. (wilhelms)]

D a v i d K. schrieb:

> Gerade beim letzten Punkt würde es extrem von Vorteil sein, wenn ich die
> aktuelle Drehzahl kennen würde.

Dann solltest Du sie messen. Und wenn sie schon gemessen wird,
kannst Du den Meßwert auch zum Regeln benutzen.

> Das Anlaufen bekomme ich wohl nur mit mehr Drehmoment hin, aber schafft
> da ein BL wirklich abhilfe?

Wohl eher ein stärkerer Motor.

[Karl K. (karl2go)]

D a v i d K. schrieb:
> oder ich lieber bei meiner H-Brücke bleiben sollte?

Wie betreibst Du die H-Brücke? Enable-PWM oder Phase-PWM? Bei Enable PWM 
dreht der Motor in der Off-Phase im Freilauf und ist nicht sehr 
drehzahlstabil. Bei Phase PWM wird der Motor in der Off-Phase 
kurzgeschlossen, die Drehzahl geht gut mit dem PWM-Wert mit.

Für eine möglichst lastunabhängige Drehzahl musst Du die Drehzahl 
erfassen, entweder am DC-Motor mit einem Encoder oder - mit einem BLDC 
und dessen Hallsensoren. Da bringt die Elektronik die Drehzahlregelung 
gleich mit.

[Pandur S. (jetztnicht)]

Erstmal. Eine BLDC wird zwar nicht mit einer H Bruecke angesteuert, 
sondern mit einer ein-einhalb H Bruecke. Anstelle von 2 Endstufen hast 
du eben drei. Bei beiden benoetigst du einen Drehsensor. Waehrend bei 
einem Buersten DC Motor ein Generator zu Drehzahlmessung genuegt, 
benoetigt ein BLDC, einen Sensor der den Winkel aufloest. Wir lassen 
sensorlose BLDC Ansteuerungen mal weg, das ist etwas für Spezialisten, 
und eher bei konstanter Last.

[A. B. (sfalbuer)]

Du umgehst das Problem von zu wenig Drehmoment nicht mit einem BL-Motor. 
Der hat evtl. eine höhe Leistungsdichte usw. aber das ist ja nicht das 
Problem. Du brauchst ein Getriebe (am einfachsten) oder ein Servomotor 
mit Drehzahlreglung. (Löst das Problem evlt. auch nur bei einem 
eigentlich zu großen Motor)

Edit: Zeig mal deinen Aufbau. Vermutlich brauchst du einfach ein 
Getriebemotor und keine aufwändige Steuerung.