Hallo an alle!
Um mit einem Mikrocontroller die Drehzahl eines Fräsmotors einer
Oberfräse zu steuern, habe ich mir Anfangs folgendes überlegt:
- Stinknormale Phasenanschnittsteuerung mit Thyristor bzw. Triac -
Gezündet über einen Optokoppler; Weiters ein Nulldruchgangsdetektor mit
Gleichrichter und Optokoppler, um den Phasenwinkel bestimmen zu können
usw...
Um diese Variante der Phasenanschnittsteuerung bei meinem Motor
austesten zu können, hab die Schaltung mal analog mit Potentiometer zur
Steuerung des Winkels aufgebaut und bin leider zu einem schlechten
Ergebnis gekommen: Mein Fräsmotor gibt im unteren Drehzahlbereich fast
kein Moment ab, was soviel bedeutet die Drehzahl bleibt nicht stabil und
bei größerer Belastung, also wenn der Fräser "in Eingriff kommt", bleibt
das Ding fast stehen.
Es handelt sich dabei um einen Universalmotor, welcher mit 230V AC
betrieben wird.
Nun meine Frage: Wie kann ich dieses Problem umgehen, welche Art der
Steuerung empfiehlt sich für so einen Motor am ehesten, sodass ich vor
allem den unteren Drehzahlbereich gut nützen kann und das Moment und die
Drehzahlen konstant bleiben. (~300-600 U/min).
Empfiehlt sich eine Ansteuerung mit PWM und vorangegangener
Gleichrichtung (bei 600W/230V brauch das aber schon ordentliche
Gleichrichter... - und Platz hab ich eigentlich keinen mehr), oder ist
eine Anschnittsteuerung mit Stromregelung sinnvoll. Wer hat schon mal
Erfahrungen mit einer wirklichen "Regelung" eines solchen Motors gemacht
und kann einige Tipps bzw. Schaltungsbeispiele liefern?
Vielen Dank!!
Hallo Phillip,
habe zwar zurzeit keine Schaltung zur Hand, aber sowas fliegt doch im
weiten Netz sicher dutzendfach rum. In Elektor und anderen Zeitschriften
war das öfter mal Thema. Soweit ich mich erinnere, immer geregelte
Phasenanschnitt, manchmal mit Nulldurchgangsschalter.
PWM geht sicher auch, die 600 Watt sind nicht wirklich ein Problem.
Gleichrichter und Transistoren für diesen Spannungs- und Strombereich
sind Massenware.
Gruß
Guido
Hallo Philip,
das einzige, was wirklich hilft ist die Drehzahl des Motors zu regeln.
Dafür haben "richtige Werkzeugmaschinen" einen Tacho oder Rotorlagegeber
am Spindelantriebsmotor.
Ohne eine Rückführung der Istdrehzahl - auf welchem Weg auch immer -
wirst Du keine vernünftige Bearbeitung bei unterschiedlichen Vorschüben
erzielen können.
Gruß Otto
Hallo Otto,
Ja, ich habe auch am ehesten an eine wirkliche Regelung gedacht, aber
ein einbau eines Drehzahlgebers an die Frässpindel kommt eher nicht in
Betracht.
Ich hätte viel mehr daran gedacht, den Strom als Regelgröße zu
verwenden. Könnte das nicht funktionieren? Das machen ja auch z.B. die
lastgeregelten Decoder bei Modelleisenbahnloks, um ein Beispiel zu
nennen.
Ich hab irgendwo mal so eine Regelung gesehen,
der Trick war dabei, dass nur die Rotorwicklung geregelt wurde.
Die Statorwicklung aber nicht (geht evtl nicht bei jedem motor und im
langsamen Drehzahlbereich brennt dir die Wicklung mangels Kühlung durch)
Anhand vom Strom welcher durch die Statorwicklung fließt, kannst dann
die Leistung fest stellen und ggf nochmal etwas nachregeln.
Gruß
Roland
Drei Ansteuerungen kommen meiner Meinung nach in Frage:
- Phasenanschnitt - kommt bei Induktivitäten nicht so gut
- Phasenabschnitt - Gleichrichtung erforderlich, aber keine Elkos
- PWM - Gleichrichtung und fette Elkos nötig
Ich würde Phasenabschnitt versuchen.
Zur Regelung:
Ein Tachogenerator wäre optimal, ebenso eine optische
Drehzahlermittelung. Beides lässt sich in der Regel schlecht nachrüsten.
Bleibt die Generatorspannung (Gegen-EMK), die der Motor im stromlosen
Zusand erzeugt. Bei fremderregten Motoren fällt die geringer aus als bei
permanent erregten, sollte durch die Remanenz aber gut auswertbar sein.
Für 230V Motoren habe ich das noch nicht gesehen, aber theoretisch
realisierbar.
Über den Ankerstrom kannst Du zwar auch was machen, eine
Drehzahlregelung wird das aber nicht. Du kompensiert den Innenwiderstand
des Motors und wenn Du es übertreibst, kommt das System ins Schwingen.
Systeme mit negativem Widerstand machen das halt, selbst wenn dieser
differentieller Natur ist, wie bei Tunneldioden.
Viel Spass beim Bastel
Erfolge bitte hier veröffentlichen ;o))
Grüßle
Lothar
Hallo nochmal,
Ich habe in der Zwischenzeit einige fertige Lösungen zum Thema
Stromregelung gefunden, und glaube, dass ich das Problem auf diese Art
und Weise lösen werde...
Habe den U2008 von Atmel im Auge, das ist ein fertiger Baustein, der
unter anderem mit Hilfe einer Strommessung den Phasenanschnitt
beeinflusst. Nur muss ich mir noch überlegen, wie ich den mit einem µC
und vor allem galvanisch getrennt ansteuern kann.
lg,
Philipp
Lothar wrote:
> Drei Ansteuerungen kommen meiner Meinung nach in Frage:> - Phasenanschnitt - kommt bei Induktivitäten nicht so gut> - Phasenabschnitt - Gleichrichtung erforderlich, aber keine Elkos
Ich würde mal sagen genau umgekehrt, oder ?
Wie willst du bei einer Induktivität plötzlich den Strom abschalten ?
Hallo Philipp,
mit Stromregler wird sicher schon mal besser sein,
als ohne Regelung - jede Spindelregler besteht aus
einem übergeordneten Drehzahl- mit untergeordnetem
Stromregler. Zusätzlich dann noch Hoch- und
Rücklauflaufgeber.
Gruss Otto
@Benedikt
Indem ich den Strom nicht einfach, sondern ein bisschen langsamer
abschalte. Vergrößert die Verlustleistung am FET, hält die
Anschaltspitze, die Induktivitäten so an sich haben, in Grenzen. In
einem industriellen Phasenabschnittsregler wird das mit einer
zusätzlichen Gatekapazität von 10nF realisiert. Den ich geschlachtet
habe, ist für Niedervolt-Halogenlampen bis 300W dimensiniert, dafür ist
der FET nicht mal gekühlt.
Grüsse Lothar
Lothar wrote:
> @Benedikt> Indem ich den Strom nicht einfach, sondern ein bisschen langsamer> abschalte. Vergrößert die Verlustleistung am FET, hält die> Anschaltspitze, die Induktivitäten so an sich haben, in Grenzen.
Induktivitäten haben eigentlich keine Einschaltspitze, da Induktivitäten
den Strom glätten. Daher verwendet man LC Filter ja auch bei
Phasenanschnittsteuerungen.
Sorry, ich meine natürlich die Abschaltspitze. Die sollte bei Motoren
sogar geringer sein, als bei Halogentrafos. Ich habe beide Regler im
Einsatz, ein Ab- einen Anschnittsregler. Beim Abschnittsregler haben die
sogar auf das LC Filter verzichtet. Beim Abschnittsdimmer ist eine recht
große Ringkerndrossel drin. Aber trotzdem nur für Ohmsche Lasten
deklariert.
