Drehzahl Gleichstrommotor

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Autor
Drehzahl Gleichstrommotor

    







BID = 8666

Gast

Nichtregistrierter Benutzer
 

  


Geräteart : Sonstige
Hersteller :
Gerätetyp :
Chassis :

______________________

Hallo Allerseits,
habe da zwei Probleme:

1:Wie kann ich eine Schaltung entwerfen, wonach ich mit einem
Potentiometer die Drehzahl eines Gleichstrommotors (42V) stufenlos einstellen kann.

2:Wie kann ich zusätzlich verhindern, daß der Motor eine Nachlaufzeit hat?Am besten wäre ein dirktes Abstoppen, da der
Drahtvorschub eines Schweißgerätes damit gesteuert werden soll.

Habe schon das komplette i-net abgeklappert, aber keine Beispiel-Schaltung gefunden.Wäre super dankbar, wenn mir jemand einen Tip geben, oder sogar einen Schaltungsentwurf schicken könnte.
e-mail:
    xhennex äht gmx.de (automatisch editiert wegen spamgefahr)   

Titel editiert

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Admin am  7 Dec 2002 20:49 ]

BID = 8683

Gast

Nichtregistrierter Benutzer

 

  

Zu 1) Wie sind die Daten des Gleichstrommotors? Brauchst du eine Konstanthaltung der Drehzahl bei wechselner Last? In welchem Bereich muss der Motor geregelt werden,- d.h. bei welcher Spannung läuft er an? Etliche Spannungsregler wie L200 etc lassen sich mit 'Längstransistoren' verstärken und in ihrer Spannungsfestigekeit erweitern, wenn man weiß in welchem Bereich sich die Regelung bewegen muss. Die entsprecheden Schaltungen kann man den Datenblättern entnehmen.

zu 2) Da musst due die Pole des Motors beim Abschalten einfach kurzschließen. Der Nachlaufende Motor ist ein Generator. Auf die Weise realisieren alle Elektrowerkzeuge die Schnell-Stop funktion, sofern sie keine mechanische Stop Funktion haben (Wie elektrische Kettensägen). Das geht sowohl bei Akkuschraubern als auch bei 220V Elektrowerkzeugen wie z.B den Bosch Elektrofuchsschwänzen oder einigen Pendelhubstichsägen

BID = 8700

xhennex

Gerade angekommen
Beiträge: 11
Wohnort: Dorsten

Vielen Dank für die schnelle Antwort!
Ist ja ein geiles Forum hier, aus diesem Grunde habe ich mich jetzt registrieren lassen.

Die Idee mit dem Kurzschließen ist mir schon recht hilfreich!

Mit der Drehzahl verhält es sich so:

Da der Drahtvorschub eines MIG-Schweißgerätes damit gesteuert werden soll, sollte sich die Spannung rein gefühlsmäßig im Bereich von 2-20 V regeln lassen und dann die Drehzahl ohne Schwankungen gehalten werden, was aber nicht das Problem sein sollte, da ja keine extremen Lastwechsel beim Schweißen auftreten(zumindest im Drahtvoschub.

Habe es gestern mal testweise mit einer Darlington Transistorschaltung versucht, diese ist mir aber nach zwei Minuten abgeraucht, regelte aber auch nicht weit genug herunter.

_________________
Wer nich` säuft hat auch Klamotten!

BID = 8713

Gast

Nichtregistrierter Benutzer

Da hilft nur Pulsweitenmodulation. Dann läßt sich die Geschwindigkeit bis fast auf Null runterregeln, und trotzdem läuft der Motor sicher an.

1. Versorgunsspannung für die Elektronik basteln. Stabil, geglättet, zwische 4 und 15 Volt (12V). 100mA sollten reichen.

2. Einen NE555 als astabile Kippstufe beschalten, so auf 10kHz. Soll kurze (ca. 1µs) 0-Volt-Impulse liefern.

3. Einen zweiten NE555 (oder die zweite Hälfte dieses 2x555-in-einem-IC) als monostabile Kippstufe mit per Poti einstellbarer Ausgangspulsbreite beschalten. Die positive Ausganspulsbreite sollte zwischen 1µs (1% Geschwindigkeit) und 100µs (100% Geschwindigkeit) betragen. (bei 10kHz des ersten 555)

4. Der zweite 555 wird vom ersten 555 getriggert. Es ergibt sich ein 10kHz-Ausgangssignal was in der Pulsweite zwischen 1% und 100% steuerbar ist.

5. Am Ausgang des zweiten 555 einen Schalttransistor (je nach Strombedarf, ich persönlich stehe auf Leistuns-MOSFETs) zum Steuern des Motors anschließen. Vorwiderstand zwischen 555-Ausgang und Basis/Gate, Motor zwischen Versorgungsspannung (_nicht_ der oben erwähnten Elektronik-Versorgungsspannung, sondern direkt) und Transistor anschließen, Transistor zwischen 0V und Motor. Freilaufdiode übern Motor!

6. Die Stop-Funktion durch einen mechanischen Umschalter oder ein Relais lösen, welches den Motor zwischen Kurzschluß und Anschluß an Versorgungsspannung umschaltet.

Bei der Verwendung des 7555 (CMOS-Version des 555) darauf achten, keine unbenutzten Eingänge des ICs offen zu lassen.

Stef(an).

BID = 8732

xhennex

Gerade angekommen
Beiträge: 11
Wohnort: Dorsten

danke für deinen Beitrag Stefan,

Werde es aber erst mal mit einem LM317 probieren, hab ich bei Conrad im Katalog gesehen und dann beim wühlen in einer Krabbelkiste gefunden.
Wenn das nicht zufriedenstellend sein sollte komme ich auf deinen Vorschlag zurück!

mfG, Hanno

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BID = 8748

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Du hast nicht geschrieben, wieviel Strom der Motor braucht, aber aus Deiner Idee den LM317 zu verwenden, schätze ich mal, daß es höchstens 0,5 bis 1A sind.

Für die Regelung eines 42V Motors ist der LM317 wohl etwas knapp. Laut Datenblatt ist die maximal zulässige Differenz zwischen Eingang und Ausgang nur 40V.
Da der Chip mir vor etlichen Jahren in Monitorversorgungen als recht übelnehmerisch aufgefallen ist, würde ich nicht empfehlen diese Grenze auszutesten.


Zu Stefans Vorschlag:
1) 10kHz Schaltfrequenz können einen häßlichen Lärm machen. Auch deshalb geht man normalerweise weit höher. Es kann dann aber passieren, daß der Ausgangsstrom des CMOS-555 nicht mehr reicht.

2) Schaltregler brauchen eine Induktivität im Ausgang. Stefans Vorschlag "Freilaufdiode übern Motor" impliziert, daß die Induktivität der Ankerwicklung diese Aufgabe wahrnehmen muß.
Das ist nicht gut, weil die Eisenbleche bei der hohen Schaltfrequenz zu hohe Verluste haben. Das kann sogar dazu führen, daß der Motor im Teillastbereich abraucht.
Also: Richtig dimensioniertes Ausgangsfilter verwenden, dann bekommst Du auch keinen Ärger mit der Störstrahlung.

Einen Schaltregler muß man ja heutzutage nicht mehr unbedingt aus einzelnen ICs aufbauen, wie Stefan es vorschlägt. Einziges Problem ist eigentlich die reduzierte Typenauswahl, wenn das IC mehr als etwa 30..40V aushalten soll.
Eine ältere Applikationsschrift mit dem L4971, die Deiner Anwendung wohl recht nahe kommt, habe ich beigefügt.

Unter dem Stichwort SMPS (SwitchModePowerSupply) findest Du aber eine ganze Anzahl von ICs, die eigentlich für den Einsatz an 120V oder 230V Netzen konzipiert sind, und deshalb neben dem PWM und Schutzschaltungen auch einen Hochspannungs-FET integriert haben.
Spontan fällt mir dazu die Viper-Serie von STM ein. Ich glaube dort gibt es auch eine Software zur Design-Hilfe. http://eu.st.com/stonline/prodpres/.....t.exe (wenn der Link noch stimmt) .

Zum Kurzschließen des Motors würde ich kein Relais nehmen, ein FET oder bipolarer Transistor sind wohl geschickter. Selbst der Spannungsabfall an einem Darlington-Transistor dürfte kaum einen merkbaren Effekt auf das Abbremsen haben.


Uploaded file: ST_AN937.pdf

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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  9 Dec 2002  2:58 ]

BID = 8847

xhennex

Gerade angekommen
Beiträge: 11
Wohnort: Dorsten

Hallo!

Tja, der LM317K ist mir dann bei 3A Anlaufstrom abgeraucht.
Ein Kumpel bringt mir von der Arbeit einen LM338 mit, der dürfte dann aber definitiv reichen.
Wenn dann nichts mehr geht, bringt er mir zwei 2N3055 mit, aus denen man eine "schöne" Schaltung basteln kann (60A)


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BID = 8855

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Ursprünglich hast Du 42V Motor geschrieben. Später scheint eher 24V gemeint zu sein.
Was für eine Stromversorgung hast Du denn ?
24V (un)gesiebt, (un)geregelt ?

Da diese Regler gegen thermische Überlast geschützt sind, sogar kurzschlußfest, glaube ich, daß Du ein anderes Problem hast.
Wahrscheinlich hat es mit der Induktivität des Motors zu tun.

Ein paar Dinge sollte man aber auch sonst beachten:
1) Ganz nah beim Regler gehört sowohl am Ausgang wie am Eingang ein kleiner Kondensator z.B. 100 nF gegen Masse bzw. Referenz.
Manche Regler neigen sonst zu hochfrequenten Schwingungen.
Die Siebelkos könnnen weiter weg sein.

2) Du solltest eine Diode über den Regler legen, die eventuellen Rückstrom aufnimmt. Die Situation, daß die Ausgangsspannung höher als die Eingangsspannung ist, mögen sie garnicht.

3) In Deinem Fall würde ich, wegen der Induktivität des Motors, auch am Ausgang einen Elko von vielleicht 100 Mikrofarad anbringen.

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BID = 8862

xhennex

Gerade angekommen
Beiträge: 11
Wohnort: Dorsten

Ja, du hast Recht, es ist ein 42V Motor.

Er dreht aber noch an 24V (2200uF Siebung) viel zu schnell,
deshalb habe ich die gesamte Schaltung von 42V (alte Schutz-Kleinspannung-Gerät ist aus den 70ern)auf 24V umgebaut, einschließlich Magnetventil und Relais.
Verwendet habe ich die Standardschaltung für den LM317K wie sie im Datenblatt steht.Der Anlaufstrom beträgt ca. 3A, das hat er nicht vertragen (Imax=1.5A bei Standardschaltung ohne Transistor).
Wenn ich morgen den LM338 bekomme, löte ich zusätzlich die Dioden ein-sicher ist sicher, damit kann mir die Induktivität nicht dazwischen fuschen.
Nur zur Info: Den Nachlauf verhindere ich per Kurzschluss des Motors, einstellbar über ein Poti-funktioniert ausgezeichnet.

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BID = 8893

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Ich sag es nocheinmal:
Nicht Überstrom hat den Regler zerrissen, sondern Überspannung. Dagegen kann er sich nämlich nicht schützen.
Möglicherweise hat er so schnell abgeregelt, daß ihn die Induktivität zerschossen hat.
Deshalb habe ich empfohlen 100uF über die Last zu legen.

Dann noch etwas:
Bei dieser Anwendung halte ich es nicht für sehr sinnvoll, einen Elko an einen gleichgerichteten 24V Trafo zu hängen.
Das bringt Dir über 30V Gleichspannung, wovon der der Regler das meiste wieder verheizen muß.
Wie ich Gleichstrommotore kenne, ändert sich die Stromaufnahme mit der Betriebsspannung relativ wenig.
Du wirst den Regler also gut kühlen müssen.



Als Alternative hätte ich folgende Vorschläge, beide mit ungesiebter Gleichspannung betrieben, der Motor interessiert die Brummspannung ja nicht:

1) Ein Regeltrafo vor dem 24V Trafo. Ist eine narrensichere Angelegenheit und produziert keine Verlustwärme.

2) Anstelle des integrierten Längsreglers einen Leistung-MOSFET als Source-Folger geschaltet. Den kann man problemlos mit einem Poti relativ hochohmig ansteuern.
Du mußt nur mit einem Vorwiderstand und einer 12V- (oder so) Zenerdiode dafür sorgen, daß die zulässige Gate-Sourcespannung nicht überschritten wird.
Die Steilheit dieser Transistoren liegt größenordnungsmäßig bei 10 A/V, sie vertragen Rückstrom und sogar einen momentanen Kurzschluß, wie er auftreten kann, wenn Du den Motor mit einem zweiten MOSFET kurzschließt und der Längstransistor noch nicht sperrt....



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