Drehzahlregelung über negative Rückkopplung

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Autor
Drehzahlregelung über negative Rückkopplung

    







BID = 855385

GeorgS

Inventar



Beiträge: 6450
 

  


Ich gehe mal
davon aus, daß du das Riemengetriebe der Waschmaschine
benutzt (und die Bottichrückwand, die Rückwand der
Trommel ist die Töpferscheibe?). So ein Antrieb liegt
bei 10 zu 1 etwa? (noch mehr?)
Somit dürfte sich der Motor bei weitem schneller als
die 300 UPM drehen.
Deswegen mein Rat, sog schnelle Dioden zu verwenden,
da die auch nur Pfennigskram sind, würde ich einfach
welche nehmen, ohne lange zu untersuchen, ob notwendig
oder nicht.
Mit 6 zu 8 Polzahl wird das alles etwas komplizierter,
aber im Grundsatz kannst du wie angedacht vorgehen.
Was Gleichspannung betrifft, habe ich hier im Forum gelernt,
daß diese Art Motoren mit Wechsel- und Gleichspannung
praktisch gleich arbeiten.
Wechselspannung ist aber günstiger weil Phasenanschnitt
möglich ist.


_________________
Dimmen ist für die Dummen

BID = 855386

Papa_2005

Neu hier



Beiträge: 27

 

  

Ok... Danke mal. Sind mal soweit alle Klarheiten beseitigt .

Hätte nur noch eine Frage dazu:
Wieviel Dampf (=Spannung) gibt man da auf die Feldwicklung (220V wird vermutlich zu viel sein)...?

Das könnte ja dann auch ein Festspannungsregler sein, falls es sowas gibt (wäre evtl. billiger), wenn man den eh nicht verstellt...

Ich denke, ich probier es jetzt mal noch mit dem RC-Glied (da hätte ich halt jetzt die Teile schon daliegen), und wenn das nix wird, wähle ich diese Variante.

BID = 855392

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12763
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Wieviel Dampf (=Spannung) gibt man da auf die Feldwicklung (220V wird vermutlich zu viel sein)...?
Ja, vermutlich.
Perl hat ja 1,5A vorgeschlagen. Wieviel Spannung du jetzt brauchst, um diesen Strom zu erreichen, ist erst mal nebensächlich.


Zitat :
Das könnte ja dann auch ein Festspannungsregler sein,
Nein!
Derartige Festspannungsregler gibt es nicht. Und selbst wenn, bräuchtest du ja erst mal eine geglättete Gleichspannung für selbige.




_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 855394

Papa_2005

Neu hier



Beiträge: 27

@GeorgS: Schon wieder überschnitten...


Zitat :
GeorgS hat am 31 Okt 2012 20:19 geschrieben :

Ich gehe mal
davon aus, daß du das Riemengetriebe der Waschmaschine
benutzt (und die Bottichrückwand, die Rückwand der
Trommel ist die Töpferscheibe?).

Fast. Motor, Riemengetriebe, Bottich von der Waschmaschine.

Töpferscheibe ist allerdings eine Tischränderscheibe (Also so ne Tischscheibe ohne Motor, wo man was draufstellen und sich dann hin und her drehen kann beim Modellieren). Die hab ich auf das Drehkreuz der Waschmaschine geschraubt.


Zitat :

So ein Antrieb liegt
bei 10 zu 1 etwa? (noch mehr?)
Somit dürfte sich der Motor bei weitem schneller als
die 300 UPM drehen.


Ebenfalls fast. Genauer gesagt 15:1.
Das heißt bei 300 RPM an der Scheibe hat der Motor rund 4500 RPM.
Ein Drittel der Schleudertouren in etwa. Wobei 300 beim Drehen die Maximaldrehzahl darstellt. In der Praxis würde das Teil wahrscheinlich meistens um die 200 RPM machen. Beim Zentrieren schneller, gegen Ende bei dünnwandigen Sachen langsamer.

Von dem her hat der Motor schon Schmackes genug, so isses nicht.


Zitat :

Deswegen mein Rat, sog schnelle Dioden zu verwenden,
da die auch nur Pfennigskram sind, würde ich einfach
welche nehmen, ohne lange zu untersuchen, ob notwendig
oder nicht.


Die Frage war eher, ob ich mit meinen bereitstehenden Materialien klar komm oder noch mal eine Bestellung raus lass...

Wenn ich was bestell, ist es klar, dass ich die mir besorge.

Nur möchte ich mit der Bestellung gerne warten, bis klar ist, was ich noch alles brauch...


Zitat :

Mit 6 zu 8 Polzahl wird das alles etwas komplizierter,
aber im Grundsatz kannst du wie angedacht vorgehen.


Ok. Letztlich ist die Polzahl denke ich eh zweitrangig, um's Ausprobieren werde ich kaum drum rum kommen.


Zitat :

Was Gleichspannung betrifft, habe ich hier im Forum gelernt,
daß diese Art Motoren mit Wechsel- und Gleichspannung
praktisch gleich arbeiten.


Meinst Du damit die Drehzahlkonstanz unter Last...?

BID = 855395

GeorgS

Inventar



Beiträge: 6450

Solltest du
an separate Behandlung von Feldstrom und
Ankerstrom denken, dann bedenke daß die
Drehzahl geringer wird mit steigendem
Feldstrom.
Ich fand das jedenfalls überraschend, als
ich das beim Herumspielen bemerkte.
Ist aber ganz loggisch, wenn man es überdenkt.

_________________
Dimmen ist für die Dummen

BID = 855397

Papa_2005

Neu hier



Beiträge: 27


Zitat :
Offroad GTI hat am 31 Okt 2012 20:36 geschrieben :

Ja, vermutlich.
Perl hat ja 1,5A vorgeschlagen. Wieviel Spannung du jetzt brauchst, um diesen Strom zu erreichen, ist erst mal nebensächlich.


Stimmt. Wer lesen kann ist klar im Vorteil .
Also mal den Widerstand messen, dann kann ich's mir ja selber herleiten .



Zitat :
Nein!
Derartige Festspannungsregler gibt es nicht. Und selbst wenn, bräuchtest du ja erst mal eine geglättete Gleichspannung für selbige.


Sorry, Festspannungsregler war der falsche Ausdruck. Netzteil hab ich gemeint... Langsam wird's zuviel an Info für heute...

Ich glaub, wir machen jetzt mal Ende an diesem Punkt, bevor ich noch mehr Stuß verzapf. Das Prinzip, wie ich jetzt vorgeh, ist mir klar. Sollten weitere Fragen auftauchen oder ich mit einer Erfolgsmeldung aufwarten können , geb ich Bescheid.

Ihr hört also auf jeden Fall wieder was von mir, wenn ich weiter bin :D.

@GeorgS: Danke noch für den Tip mit der Drehzahl...

Viele Grüße und schon mal danke,
Achim


[ Diese Nachricht wurde geändert von: Papa_2005 am 31 Okt 2012 20:53 ]

BID = 855403

Papa_2005

Neu hier



Beiträge: 27

Moment mal... Kommando zurück... Doch noch was:

Bei der Bemerkung von GeorgS zur Gleichstromsteuerung ist mir noch mal eine Idee gekommen:

Was passiert, wenn ich jetzt den Feldstrom doch auch regeln würde...?

Höherer Feldstrom = weniger Drehzahl.... ???
Weniger Drehzahl = Niedrigere Tachogeneratorspannung...

Niedrigere Tachospannung = Der Motor braucht mehr Dampf...
Mehr Dampf = Ich brauch 'nen niedrigereren Feldstrom...
und umgekehrt... Geht natürlich nur in nem begrenzten Rahmen, ist klar...

Da hätte ich ja mal einen positiven Zusammenhang... Wenn ich jetzt irgendwie meinen Feldstrom an den Tachogenerator koppeln würde...?

Prinzip:
Den Optokoppler an den gleichgerichteten Tachogenerator dran (Machen da die Schwingungen was aus, oder hab ich da das gleiche Problem...?), der OK steuert dann wieder die Phasenanschnittsteuerung für die Feldwicklung und nach der PAS dann den Gleichrichter...

Und die Drehzahl wird über den Ankerstrom geregelt... Mal überlegen.
Was passiert da eigentlich bei Nullspannung am Feld?
Da müßte einem das Teil theoretisch um die Ohren fliegen...?


[ Diese Nachricht wurde geändert von: Papa_2005 am 31 Okt 2012 21:29 ]

BID = 855404

GeorgS

Inventar



Beiträge: 6450

Nein,
auch theoretisch nicht.
Denn mit zunehender Drehzahl nimmt gleichzeitig
das Drehmoment (und die Leistung) ab, so daß
schon vor Feld=null das Moment nicht mehr
ausreicht, die Lagerreibung zu überwinden :=(
Nein die Bäume wachsen nicht in den Himmel


[ Diese Nachricht wurde geändert von: GeorgS am 31 Okt 2012 21:27 ]

BID = 855405

Papa_2005

Neu hier



Beiträge: 27

Oder anders ausgedrückt: Je weniger Drehzahl, desto mehr Drehmoment...

Hmmm... Und die Maximalspannung vom Tachogenerator kann man ja einfach auf's gewünschte Maß drosseln...

Der Gleichstromansatz fängt an, mir sympathisch zu werden...

Helft mir mal auf die Sprünge:
Verknotet sich gerade mein Verstand total und ich schreib nur noch Quark oder sind die Überlegungen richtig?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Papa_2005 am 31 Okt 2012 21:35 ]

BID = 855407

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12763
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Je weniger Drehzahl, desto mehr Drehmoment
Nein, das Moment ist bei konstantem Feld ebenfalls konstant. Im Feldschwächbereich nimmte es ab (und die Drehzahl zu)
Hier eine Sizze



_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 855413

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Was passiert da eigentlich bei Nullspannung am Feld?
Da müßte einem das Teil theoretisch um die Ohren fliegen...?
Nein, Bei einem Feldstrom (es ist immer der Strom, der für das Magnetfeld verantworlich ist) Null hast du kein Drehmoment mehr; der Anker weiß nicht in welche Richtung er sich drehen soll.
Ansonsten ist das genau die Situation, die bei einem Hauptschlußmotor aka Universalmotor eintritt und die bei kleinen Motoren, wie Staubsaugern oder Bohrmaschinen das Hochlaufen bewirkt, was bei großen Motoren bis zur Selbstzerstörung gehen kann.

Bei einem Nebenschlußmotor brauchst du den Feldstrom nicht zu regeln, er ändert sich mit der Drehzahl nicht, und bei Gleichstrom, -angenähert auch bei Speisung mit gleichgerichtetem Wechselstrom-, ergibt sich die erforderliche Spannung aus dem ohmschen Gesetz, so daß ein Vorwiderstand (beim Gleichrichter auf der Wechselstromseite) zur Einstellung ausreicht.

P.S.:
Deshalb ist es günstig den Feldstrom so hoch wie thermisch möglich einzustellen. Dadurch erhältst du für eine gegebene Ankerspannung maximales Drehmoment und minimale Drehzahl.
Kleine Drehzahlabweichungen führen dann zu einer starken Änderung der Gegen-EMK und damit des Ankerstroms -(Drehmoment proportional Ankerstrom x Feldstrom)- was letzlich eine Stabilisierung der Drehzahl bewirkt.




[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 31 Okt 2012 22:12 ]

BID = 855442

Papa_2005

Neu hier



Beiträge: 27

Also wäre es günstiger, den Feldstrom über die Spannung fest auf die angesprochenen 1,5 Ampere hinzuregeln und die Regelung über den Tachogenerator sein zu lassen...

Muß ich mir mal drüber Gedanken machen.

Viele Grüße und vielen Dank!
Achim

P.S.: Ihr seid spitze !

BID = 855459

GeorgS

Inventar



Beiträge: 6450

Hallo Papa..
hier der Hintergrund zu Offroads link,
ohne diesen Text ist er kaum zu verstehen:
http://www.8ung.at/elektrotechnik/FK/3e.htm


_________________
Dimmen ist für die Dummen

BID = 855740

Papa_2005

Neu hier



Beiträge: 27

Hallo miteinander,

@GeorgS: danke für den Link.

@Alle:
Nach einigem weiteren Herumprobieren mit OPV, Kondensatoren, Widerständen usw.usw. bin ich jetzt zu folgendem Schluß gekommen:



Will einfach nicht so wie ich will .

Deshalb hab ich mich jetzt für die Gleichstrom-Nebenschlußmotor-Variante von oben entschieden.

Also ich hab jetzt mal den Motor durchgecheckt:
Der hat laut Typenschild 350 Watt / 1,6 Ampere / 220 Volt.

Gemessen hab ich folgende Widerstände im Ruhezustand:
R(Anker) = 3,6 Ohm
R(Feld1) = 2,5 Ohm
R(Feld2) = 1,8 Ohm
R(Feld3) = 1,4 Ohm
(Der Motor hat 3 verschiedene Möglichkeiten, die Feldwicklung anzuschließen)

Verwenden würde ich den Anschluß "Feld1", da der den höchsten Widerstand hat und damit das höchste Drehmoment bei kleiner Drehzahl (Ist das richtig?).

Ist folgende Überlegung richtig?
Ausgangspunkt: Der Motor steht.
Aktion: Es wird eine Spannung U angelegt.
Da der Innenwiderstand des Motors im Ruhezustand (R0) sehr klein ist,
fließt zunächst mal ein hoher Strom I0.
Da die Leistung P0 = U * I0 ist und I0 recht hoch ist wird eine hohe Leistung frei, die sich in Drehmoment umwandelt.
Sobald das Drehmoment groß genug ist, beginnt der Motor sich zu drehen.
Der Innenwiderstand des Motors erhöht sich auf R1 (R1>R0).
Da der Widerstand R1 höher ist, sinkt die Stromstärke auf I1 (I1<I0).
Die Leistung sinkt auf P1 = U * I1.

Das ganze pendelt sich irgendwann auf einem Level ein, bei dem die Leistung P groß genug ist, um die aktuelle Drehzahl konstant zu halten.

Stimmt das soweit?

Jetzt hab ich ja im Ruhezustand am Feld den Widerstand 2,5 Ohm.
Wenn ich die Stromstärke auf max. 1,5 Ampere hinregeln sollte, wie empfohlen, wären das 3,75 Volt, die ich auf das Feld geben dürfte.

Im laufenden Betrieb ändert sich aber ja der Widerstand umd damit die Stromstärke... Oder ändert sich der Feldwiderstand nicht so stark?

Ist das dann überhaupt praktikabel, auf das Feld eine feste Spannung zu legen...? (Müßte die für einen ordentlichen Drehmomentverlauf nicht auch mit der Drehzahl steigen?)

Oder anders ausgedrückt: Wieviel Volt müßte ich da drauf geben, um einerseits die Feldwicklung im Ruhezustand nicht zu himmeln und andererseits im laufenden Betrieb ein ordentliches Drehmoment zu erzielen...?

Viele Grüße,
Achim


[ Diese Nachricht wurde geändert von: Papa_2005 am  3 Nov 2012 11:24 ]

BID = 855746

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12763
Wohnort: Cottbus


Zitat :

Stimmt das soweit?
Nicht ganz. Der Widerstand der Anker- und Feldwicklung ändert sich natürlich nicht. Wie auch, dies sind ja einfach nur Kupferwicklungen.
Was sich ändert, ist die Induktionsspannung vom Anker, auch Gegen-EMK (Elektromotorische Kraft) genannt.
Um genau zu sein vergrößert sich die Gegen-EMK mit steigender Drehzahl. Da die angelegte Spannung aber konstant ist, fällt über dem Wicklungswiderstand weniger Spannung ab, womit ein kleinerer Strom fließt, woraus scheinbar ein größerer Widerstand resultiert.


Zitat :
Ist das dann überhaupt praktikabel, auf das Feld eine feste Spannung zu legen...?
Ja, siehe meinen Link. Im Ankerstellbereich (also für 0<n<nn) bleibt das Feld konstant.


Zitat :
Wieviel Volt müßte ich da drauf geben,
Volt überhaupt nicht, wenn, dann Spannung. Aber wie gesagt, solltest du ja den Strom einstellen und nicht die Spannung.
Zugegebenermaßen kenne ich mich mit diesen Motoren nicht besonders gut aus, würde aber die Wicklungen in Reihe schalten.




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