Treiber für Synchronmotor

[Malte (Gast)]

Hallo!

Ich habe hier einen kleinen Synchronmotor (baugleich zu dem auf 
anhängendem Bild). Zwischenzeitlich habe ich ihn mittels 16 V 
Wechselspannung (aus Trafo) und einer Kapazität zum Laufen bekommen, 
also entsprechend dem Anschlussbild auf dem Motor auf anhängendem Foto. 
Die Wahl der Kapazität war übrigens hier schon mal Thema 
(Beitrag "Kondensator für Synchronmotor").

Jetzt habe ich mir – eigentlich nur so aus Interesse – vorgenommen, mir 
einen kleinen Treiber aufzubauen, der die Drehgeschwindigkeit steuern 
kann. Dazu hätte ich ein paar Verständnisfragen, vielleicht hat ja 
jemand den Nerv mal mitzudenken und ein paar Tipps und Hinweise zu 
geben.

1.)  Kann man für den konkreten Motor auf dem Bild (16V, 300 U/min bei 
50 Hz) grob abschätzen, bis wie schnell man ihn ca. drehen kann? Sind 
1000 U/min noch realistisch?

2.)  Mein Verständnis ist bisher folgendes: im Prinzip bekommt jede 
Phase schlicht einen Sinus, wobei ein Sinus dem anderen 90° voraus- oder 
hinterhereilt (was dann die Drehrichtung bestimmt). Dann sollte sich das 
Ding drehen (also die Motorachse zumindest).

3.)  Wäre es demnach also möglich (vermutlich geht's auch einfacher), 
die beiden Sinus-Spannungen jeweils über einen Power OpAmp (zB OPA548, 
davon habe ich hier noch zwei rumliegen) zu verstärken? Die Sinusse mit 
jeweiliger Frequenz würde ich per low-pass gefilterter PWM mit einem AVR 
erzeugen. Die Sinus-Spannungen nach dem Filter würde ich AC-gekoppelt 
auf den OpAmp geben, damit sie um 0 V schwingen.

Macht das Sinn soweit?

Danke für alle Tipps!

[Kevin M. (arduinolover)]

Ein Synchronmotor läuft wie der Name sagt synchron zum Drehfeld. Wenn er 
steht ist dieses 0Hz einfach einen Sinus mit Frequenz X anzulegen geht 
also nicht. Der Motor muss so geregelt werden das das anliegende Feld 
zur Rotorposition passt. So wie du das machen willst wird er nicht 
richtig anlaufen und spätestens unter Last ist es ganz vorbei.

[LDR (Gast)]

Kevin M. schrieb:
> Ein Synchronmotor läuft wie der Name sagt synchron zum Drehfeld.
> Wenn er
> steht ist dieses 0Hz einfach einen Sinus mit Frequenz X anzulegen geht
> also nicht. Der Motor muss so geregelt werden das das anliegende Feld
> zur Rotorposition passt. So wie du das machen willst wird er nicht
> richtig anlaufen und spätestens unter Last ist es ganz vorbei.

Das ist ein selbstanlaufender Synchronmotor. Der läuft asynchron an, und 
rastet dann auf Nenndrehzahl ein.

Den Frequenzumrichter dafür kann man ganz einfach mit so einem L298 
Modul für Arduino realisieren.

[Michael B. (laberkopp)]

Malte schrieb:
> Die Wahl der Kapazität war übrigens hier schon mal Thema

8.2uF steht doch drauf.

Malte schrieb:
> Kann man für den konkreten Motor auf dem Bild (16V, 300 U/min bei 50
> Hz) grob abschätzen, bis wie schnell man ihn ca. drehen kann? Sind 1000
> U/min noch realistisch

Na ja, du musst die Spanning dazu erhöhen, auf ca. 48Vrms, 136Vpp. Der 
Strom darf jedoch nicht höher sein als bei 16V. Da der Strom auch von 
der Belastung abhängt, darf also die Belastung nicht zu hoch werden. Da 
jedoch die Leerlaufverluste, also Lagerreibung und 
Eisenummagnetisierungsverluste steigen, bleibt weniger übrig für das 
reale Drehmoment, der Motor kann nur weniger Kraft drehen. Die 
Ummagnetsierungsströme im Eisenblech steigen mit der Frequenz und 
erfordern dünnere Bleche. Auf Grund der Dicke der Bleche wird bei 400Hz 
sicher Schluss sein. Für 150Hz könnten sie aber reichen.

[Malte (Gast)]

Kevin M. schrieb:
> Ein Synchronmotor läuft wie der Name sagt synchron zum Drehfeld. Wenn er
> steht ist dieses 0Hz einfach einen Sinus mit Frequenz X anzulegen geht
> also nicht. Der Motor muss so geregelt werden das das anliegende Feld
> zur Rotorposition passt. So wie du das machen willst wird er nicht
> richtig anlaufen und spätestens unter Last ist es ganz vorbei.

Er läuft ja wie gesagt an dem Trafo mit der Phasenverschiebung für die 
zweite Wicklung mittels Kapazität. Das ist ja auch einfach open-loop.

LDR schrieb:
> Den Frequenzumrichter dafür kann man ganz einfach mit so einem L298
> Modul für Arduino realisieren.

Auch ne gut Idee :-). Nur zu meinem Verständnis: in dem Falle würde der 
Motor direkt die PWM bekommen, richtig? Die beiden Motorphasen würden 
jeweils zwischen OUT1/OUT2 und OUT3/OUT4 angeschlossen. Für die positive 
Halbwelle würde die Sinus-PWM an In1 anliegen, für die negative 
Halbwelle an In2? Für die andere Motorphase entsprechend an In3/4, nur 
eben 90° Phasenverschoben. Sehe ich das richtig soweit?