Hallo,
ich find zu folgendem Problem keine vernüftige Lösung:
Es geht um eine PI-Drehzahlregelung mit einem Gleichstrommotor mit einem
Mikrocontroller. Ich betreibe den Gleichstrommotor mit einem PWM-Signal
an.
Der Gleichstrommotor besitzt ein Tachosignal. Dies wird mit einem
Generator erzeugt. Leider hab ich nun das Problem, dass das Tachosignal
um 0,2 Volt schwankt. Was eine starke Drehzahlabweichung zur folge hat.
Dies erkläre ich, mit dem PWM Signal, der den Motor "aus und ein"
schaltet und die Motordrehzahl bei Uein = 0 einbricht.
PWM-Periodenerhöhung hat nur leicht geholfen. Ein Tiefpass oder ein
gewichteter Mittelwert, würde die Regelgeschwindigkeit sehr stark
verlangsamen.
Kann mir jemand bei diesem Problem Helfen?
Gruß Rolf
Hallo, schon bei einer PWM Frequenz ab ca. 50Hz kann sich der Motor
nicht stark in der Geschwindigkeit ändern, da er zu träge ist. Wenn der
Motor nur eingeschaltet wird und dann wieder ausgeschaltet wird ist das
doch eine 2-Punkt Regelung?
Wie hoch ist denn die PWM Frequenz?
Bei dem Motor sitzt ein zweiter als Generator mit auf der Welle?
Das macht wirklich Sinn?
Ich gebe zu ich habe bisher nur ein paar Lüfter geregelt, die hatten
aber als Tacho einen Open-Collector Schalt-Ausgang und lieferten
üblicherweise zwei Impulse pro Umdrehung.
Also vielleicht eine Drehzahl-Erfassung per Hallgeber nachrüsten?
Hallo,
wie groß ist das Tachosignal (DC?) denn absolut bzw. wieviel Prozent
machen die Drehzahlschwankungen aus? Und welche Frequenz hat die PWM?
Befindet sich der µC im Regelkreis oder nur im Steuerkreis?
Dieter
Hallo,
vielen Dank für die viele Antworten.
@Martin: Also die PWM-Frequenz ist auf 100Hz eingestellt (Höher und
Motor Pfeift :-) ). Und ja die Regelung ist eine 2-Punkt Regelung.
@Rudolph R.: Ja, der Generator sitzt auf der gleichen Welle. Es ist ein
Expermintierboard und daher ist ein Hallgeber leider nicht einfacht
nachrüsstbar. Aber Danke für den Hinweis, es ist mal eine Option, wo man
trotzdem in erwägung ziehen kann.
@Dieter Stotz: Das Tachosignal ist von 0 - 13volt und wird zum µC
einlesen durch ein Potentiometer auf 5Volt beschränkt. Die Schwankungen
betragen bei 5Volt ca. 5%. PWM: 100Hz und der µC befindet sich im
Regelkreis.
Gruß Rolf
Rolf,
und kann der Regelkreis den Motor auch aktiv abbremsen oder nur
beschleunigen? Hast Du das Tachosignal mal geloggt? Mich würde die Art
und Form der Schwankungen interessieren. Und mit welcher Taktrate wird
die Tachospannung gelesen?
Gruß
Dieter
Hallo Dieter,
als Abtastzeit hab ich 10ms gewählt.
Anbei ist ein Oszibild mit dem Tachosignal und PWM-Signal bei einem
Tastverhältnis von 0,5.
Der Regelkreis kann den Motor nicht aktiv abremsen.
Gruß
Rolf,
die Schwankungen des Tachosignals korrellieren IMHO schon mit der PWM.
Das heißt, das Trägheitsmoment ist nicht so groß, als dass eine
niederfrequente PWM zu vernachlässigen ist. Ist es nicht möglich, die
PWM in den kHz-Bereich zu heben? Falls möglich, kann man versuchshalber
auch mal eine Schwungmasse anbringen und dann sehen, wie die
Schwankungen aussehen.
Gruß
Dieter
@ Rolf (Gast)
>Mikrocontroller. Ich betreibe den Gleichstrommotor mit einem PWM-Signal>an.>Der Gleichstrommotor besitzt ein Tachosignal. Dies wird mit einem
Der Gleichstrommotor ist nicht zufällig ein PC-Lüfter? Die sind
elektronisch kommutiert und vertragen keine PWM. Die muss man old school
linaer ansteuern.
MFG
Falk
Hallo Dieter,
also eine Schwungmasse würde die Regelung auch erheblich verlangsamen
und da es sich um ein gekapseltes Motorboard handelt sicher auch nicht
einfach einzubauen (Garantie)
Die Frequenz wurde auch schon erhöht..nur ab ca. 500Hz fängt der Motor
grässlich an zu Pfeifen (-: und kann so nicht dauerhaft Betrieben
werden.
Gruß
@ Rolf (Gast)
>es handelt sich um ein Experimentierboard mit einem Gleichstrommotor und>diverse andere Funktionen.
Naja, wenn der Motor NICHT elektronisch kommutiert wird, dann musst du
die PWM-Frequenz eben auf 1..10 kHz erhöhen. Dann wirkt die Induktivität
als Tiefpass. Freilaufdioden nicht vergessen!
MFG
Falk
Rolf,
wenn ich die Signale betrachte, dann schließe ich, die Frequenz der PWM
ist zu niedrig. Fakt ist anscheinend, dass der PWM-Takt den Motor
beeinflusst. Es gibt auch Resonanzfrequenzen, d. h. evtl. wird der Motor
auch wieder leiser, wenn die Frequenz noch höher wird. Alternativ könnte
man noch an einen Tiefpass nach der PWM denken. Je nach
Phasenverschiebung des Regelkreises könnte dies aber bewirken, dass
letzterer schwingt. Dies könnte man wiederum durch Hochsetzen der
PWM-Frequenz verhindern. Ich weiß aber nicht, ob man überhaupt vom
Copper-Betrieb abweichen darf.
Gruß
Dieter
@ Rolf (Gast)
>der Motor fängt ab 500Hz an zu Pfeifen.
Ja logisch, weil die Frequenz zu niedrig ist. Genauso wie ein LED mit
30 Hz für den Menschen flimmert sind 500 Hz für diesem Motor zu wenig.
> Diese Möglichkeit fällt leider auch aus.
Probiers doch mal aus. So schnell geht da nix kaputt.
MFG
Falk
Hallo Falk,
ich finde nicht das 500Hz für einen Motor zuwenig ist. Wenn ich die
Frequenz auf 1kHz erhöhe tun mir die Ohren weh, so laut (schrill) wird
der Motor :-)
Gruß
@ Rolf (Gast)
>ich finde nicht das 500Hz für einen Motor zuwenig ist. Wenn ich die>Frequenz auf 1kHz erhöhe tun mir die Ohren weh, so laut (schrill) wird>der Motor :-)
Was glaubst du warum die Strassenbahn so pfeift, wenn sie losfährt?
MFG
Falk
Hallo Zusammen,
nach langem Hin und Her hab ich mich doch für eine Filterschaltung
entschieden. (Frequenzerhöhung bringt wirklich nichts).
Ich hab oben ein Oszibild des Tachosignals. Aber ohne Spannungsteiler
auf 5V. Was für ein C würdet Ihr als Erfahrungswert vorschlagen?
Berechnen kann man viel, muss aber nicht immer das beste sein ;-)
Gruß Rolf
