Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schutzbeschaltung DC Bürstenmotor


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von student (Gast)


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Ich suche nach Vorgaben/Anleitungen/Best-practices um eine H-Brücke und 
die restliche Elektronik vor Spannungsspitzen aus einem DC-Motor zu 
schützen.

RC-Snubber, Snubberkondensator, Varistor, Z-Diode, TVS-Diode, Drossel, 
alles mögliche habe isch schon gelesen, nur gibt's nie Hinweise was wann 
Sinn macht, wo es genau hin soll und wie man die Bauteile dimensioniert.

Konkret geht es um max. 25.2V, 15A, 20kHz PWM, 3300 U/min

von student (Gast)


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Noch keiner je erfolgreich einen Motor angeschlossen?

von Jens G. (jensig)


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Doch.
Aber so eine H-Brücke braucht eher keine weiteren Schutzmaßnahmen, 
solange es eine Mosfet-Brücke mit den üblichen Bodydioden ist, es sei 
denn, Du hast spezielle Anforderungen, oder spezielle Teile.
Denn Spannungsspitzen werden von den Bodydioden in die Betriebsspannung 
abgeleitet, und die Betriebsspannung sollte diese Energie aufnehmen 
können.

von MaWin (Gast)


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student schrieb:
> um eine H-Brücke und die restliche Elektronik vor Spannungsspitzen aus
> einem DC-Motor zu schützen

Üblicherweise eine Funkentstörung.
Gleichstromelektromotoren entstört man mit UKW Drosseln und 
Keramikkondensatoren direkt an den Motoranschlüssen so:
                 +--47uH--+---+---+
                 |        |   |   |
                 |        | 47nF  |
 ----------------+        |   |   |
verdrillte Zuleitung    47nF  +--(M)
 ----------------+        |   |   |
                 |        | 47nF  |
                 |        |   |   |
                 +--47uH--+---+---+
20kHz sind übrigens sehr viel, 100Hz wäre bei so grossen Motoren 
ausreichend.

von MaWin (Gast)


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Wegen der Rückspeisung beim Bremmsen kann ein Bremschopper notwendig 
sein, damit die Betriebsspannung nicht über unzulässige Werte ansteigt.

von skankhunt42 (Gast)


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Und der selbsternannte Elektronik Großmeister MaWin schlägt wieder zu.

von student (Gast)


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MaWin schrieb:
> 20kHz sind übrigens sehr viel, 100Hz wäre bei so grossen Motoren
> ausreichend.

Schon, klingt aber eklig.

Danke soweit. Was ich nicht angegeben habe, da ich erst jetzt verstehe, 
dass es relevant ist:

Der Schutz muss auch, oder eben gerade, bei Abtrennen der 
Betriebsspannung gewährleistet sein.

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


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skankhunt42 schrieb:
> Und der selbsternannte Elektronik Großmeister MaWin schlägt wieder zu.

Wenn man keine Ahnung hat, einfach mal...

Die von Mawin gezeigte Schaltung ist die seit Jahrzehnten bewährte 
Entstörung auch in funkgesteuerten Anlagen wie z.B. Fernsteuerungen. 
Selbst die alten AM Anlagen, die besonders störanfällig waren, werden so 
von Servomotoren nicht gestört.
Zugegeben sind Drosseln für 25A nicht die kleinsten, aber wenns wirklich 
drauf ankommt, sicher sinnvoll. Man muss allerdings im PWM Betrieb 
darauf achten, das die Kondensatoren nicht zu gross werden, denn dann 
werden sie schnell überbeansprucht.

von student (Gast)


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MaWin schrieb:
> UKW Drosseln und Keramikkondensatoren

Uff, nun gut also:
2x Ebay-Artikel Nr. 223539799043

Welche Kondensatoren eignen sich da? Kann mir schwer vorstellen, dass 
die kleinen 47nF Keramikperlen die man an winz-Motoren sieht da 
ebenfalls ausreichen?

Aber das wäre Funkenstörung, mir ging es ja eigentlich um den Schutz der 
Elektronik vor Induktionsspannung. Ich nehme an das wäre eine Aufgabe 
für eine Power-Zener o.ä. auf der Versorgungsspannung. Wie müsste diese 
dimensioniert werden? Die Spannung soll 35V nicht übersteigen.

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


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student schrieb:
> Ich nehme an das wäre eine Aufgabe
> für eine Power-Zener o.ä. auf der Versorgungsspannung.

Dazu wurde oben das meiste gesagt. Da du nicht verrätst, was du für 
Endstufen benutzt, gehe ich von MOSFet aus. Die führen über die 
Bodydiode  die Gegen-EMK in die Versorgung ab, die dementsprechend gut 
abgeblockt werden sollte mit dicken Elkos. Weitere Massnahmen sind 
normalerweise nicht erforderlich, wenn die üblichen Regeln befolgt 
werden - kurze kräftige Leitungen im Leistungskreis, Leistungskreis 
getrennt von Steuerkreis.

von student (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Weitere Massnahmen sind normalerweise nicht erforderlich,

Wo soll die Energie dann aber hin?

student schrieb:
> Der Schutz muss auch, oder eben gerade, bei Abtrennen der
> Betriebsspannung gewährleistet sein.

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


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student schrieb:
> Wo soll die Energie dann aber hin?

In die Elkos - wie schon geschrieben. Wo möchtest du sie denn gerne 
haben?

von MaWin (Gast)


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student schrieb:
> Aber das wäre Funkenstörung, mir ging es ja eigentlich um den Schutz der
> Elektronik vor Induktionsspannung. Ich nehme an das wäre eine Aufgabe
> für eine Power-Zener o.ä. auf der Versorgungsspannung. Wie müsste diese
> dimensioniert werden? Die Spannung soll 35V nicht übersteigen.

Üblicherweise der Bremschopper, also ein Transistor (MOSFET) schaltet 
mit Hysterese einen Widerstand zur Spannung, wenn die Spannung zu hoch 
wird. Die Widerstände können durchaus gross werden, das hängt von der 
von den Motoren bewegten Masse (Schwungscheibe?) ab und ob es bergab 
gehen kann. Sie müssen als Impulsbelastbarkeit die Bremsenergie 
aufnehmen können ohne zu überhitzen. Als Z-Diode (TL431+Transistor) 
möglich, aber Widerstände sind billiger.

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