Das Pfeifen der E-Motoren
Martin Holzapfel
mir hat mal ein Elektroniker gesagt, je mehr die Motoren pfeifen, desto
besser der Regler (wegen der Taktung, je höher die Taktfrequenz, desto
höher das Pfeifen). Ich verwende eine Kombination Bühlermotor - Robbe
rocraft 120 uP und Faulhaber 3557K012CS - LRP Truck-Digital. Die
Kombination Faulhaber - LRP pfeift besonders stark.
Mich interessiert jetzt mal, wie denn Eure Kombinationen aussehen und
wie es da mit dem Pfeifen aussieht.
Gruss
Martin
MTC Hannover
--
Unsere Homepage: http://www.mtc-hannover.de
eMail: kon...@mtc-hannover.de
Fritz Reschen
Martin Holzapfel <martin.h...@hvr1.siemens.de> schrieb in im
Newsbeitrag: 39FFB5BD...@hvr1.siemens.de...
> Hallo Leute,
>
> mir hat mal ein Elektroniker gesagt, je mehr die Motoren pfeifen, desto
> besser der Regler (wegen der Taktung, je höher die Taktfrequenz, desto
> höher das Pfeifen). Ich verwende eine Kombination Bühlermotor - Robbe
> rocraft 120 uP und Faulhaber 3557K012CS - LRP Truck-Digital. Die
> Kombination Faulhaber - LRP pfeift besonders stark.
>
> Mich interessiert jetzt mal, wie denn Eure Kombinationen aussehen und
> wie es da mit dem Pfeifen aussieht.
Mein KELLER 40/10 hat im Zusammenspiel mit einem
SCHULZE Slim 35be im Teillastbereich gepfiffen, dass es eine Pracht war.
Ausser spöttischen Bemerkungen hatte es aber keine Nachteile ;-)
Aber sag mal, ist dein FAULHABER 3557 nicht ein Glockenankermotor?
Und wenn ja, darf der mit "normalen" Reglern betrieben werden ?
ciao, Fritz
Martin Holzapfel
Fritz Reschen wrote:
[snip]
> Und wenn ja, darf der mit "normalen" Reglern betrieben werden ?
[snip]
Was ist denn der Unterschied zwischen einem "normalen" und einem
"unnormalen" Regler ??
Ich kenne eigentlich nur Regler, die je nach Stellung des Knüppels mehr
oder weniger breite Rechteck-Pulse auf den Motor geben. Die Zeiten von
analogen Stellern sind ja wohl vorbei.
Oliver Varoß
>> Und wenn ja, darf der mit "normalen" Reglern betrieben werden ?
>Was ist denn der Unterschied zwischen einem "normalen" und einem
>"unnormalen" Regler ??
Speziell für die kleinen Glockenankermotörchen braucht man sehr hohe
Schaltfrequenzen, da gibt es spezielle Steller dafür...
>Ich kenne eigentlich nur Regler, die je nach Stellung des Knüppels mehr
>oder weniger breite Rechteck-Pulse auf den Motor geben. Die Zeiten von
>analogen Stellern sind ja wohl vorbei.
Ja, aber da gibt es trotzdem noch deutliche Unterschiede :) z.B. kann
man das erzeugte Rechtecksignal ja noch aufintegrieren. Und eben die
Frequenz kann ganz unterschiedlich sein...
- Oliver
Martin Holzapfel
"Oliver Varoß" wrote:
> Speziell für die kleinen Glockenankermotörchen braucht man sehr hohe
> Schaltfrequenzen, da gibt es spezielle Steller dafür...
Was heisst jetzt hohe Schaltfrequenzen? Der LRP Truck Digital liegt
meines Wissens irgendwo um 2500 Hz.
>Ja, aber da gibt es trotzdem noch deutliche Unterschiede :) z.B. kann
>man das erzeugte Rechtecksignal ja noch aufintegrieren. Und eben die
>Frequenz kann ganz unterschiedlich sein...
Dazu müsste ich mir die Spannung mal mit dem Oszi ansehen - ist
überhaupt vielleicht ne gute Idee, mal zu schauen, was da abgeht.
Nick Mueller
> Was heisst jetzt hohe Schaltfrequenzen? Der LRP Truck Digital liegt
> meines Wissens irgendwo um 2500 Hz.
Das ist zumindest nicht sehr niedrig. Los gehen tut's so ab
500...1000Hz.
> Dazu müsste ich mir die Spannung mal mit dem Oszi ansehen - ist
> überhaupt vielleicht ne gute Idee, mal zu schauen, was da abgeht.
Die richtige Schaltfrequenz ist stark vom Motor abhängig. So von der
Idee her ist der Regler nichts anderes wie ein Schaltspannungsregler.
Aber nur dann, wenn man noch die Induktivität des Motors berücksichtigt.
Das Messen *vor* der Spule bringt relativ wenig. Man müsste *nach* der
Spule messen. Aber das Ergebnis kenn ich schon. 0V :-)). Eben genau mit
der Induktivität hängt die optimale Schaltfrequenz zusammen. Je
niederinduktiver ein Motor ist, um so höherfrequenter soll der Regler
sein. Die Induktivität hängt nicht von der Motorgröße ab, sondern primär
von den Windungszahlen. Viele Windungen -> hohe Induktivität -> niedrige
Schaltfrequenz. Wählt man die Schaltfrequenz zu hoch, passiert kaum was,
die Schaltverluste (im Transistor) nehmen zu, aber nicht sooo schlimm.
Ist die Schaltfrequenz zu niedrig, dann wird der Motor im Kurzschluss
betrieben, der Strom durch den Anker wird so groß, dass der Anker
gesättigt wird und dadurch der Wirkungsgrad sinkt.
************************
** **
** Theorie **
** **
************************
[Vorsicht! Die Theorie hab ich eben entwickelt, die Werte scheinen aber
sinnvoll zu sein. (c) 2000 by Nick Müller]
Was ist jetzt die richtige Schaltfrequenz?
Mit ein bissl Überlegen kommt man drauf, dass der Motor so konstruiert
wurde, dass er wohl optimal läuft (sollte). D.h. die Spulen werden
spätestens dann umgepolt/stromlos, wenn der Strom durch den Anker zu
groß werden würden. Daraus folgt, dass der Regler eine Mindestfrequenz
in der Größenordnung der Flusswechsel (unter Last, bei Betriebsspannung)
des Motors haben sollte.
Was ist jetzt so ein Flußwechsel? Wenn man einen Läufer mit 2 Kohlen und
3 Polen hat, dann treten in einer Umdrehung in einer Spule 2
Richtungswechsel des Stromes auf. Genaugenommen wird's sogar
komplizierter und man müsste die Zeit ermitteln in der wirklich Strom
durch eine Spule fließt. Das ist aber abhängig von Kohlenbreite,
Kollektordurchmesser und Spalt zw. den Kollektorpolen. Das so genau zu
machen lohnt sich wohl erst bei mehr als 3 Polen. Geschätzt ist der
Korrekturfaktor bei 3 Polen 1.3, bei 5 wohl über 2.
Wenn also der Motor 10.000 Upm dreht und 3 polig ist:
10000 / 60 * 2 * 1.3 = 433.
Die Schaltfrequenz sollte also mindestens 433 Hz sein.
Der Wert gilt schon, wenn man ab der Drehzahl 0 loslegen will. Will man
mit z.B. 1000 ... 10000 Upm arbeiten, kann die Frequenz niedriger
liegen, da ja der Motor dadurch dass er sich dreht selbst schon für
Flusswechsel sorgt, die Wechsel durch den Regler und den Kollektor sich
also überlagern.
Nick
--
... at least I'm one of them!
Siegfried Schmidt
>mir hat mal ein Elektroniker gesagt, je mehr die Motoren pfeifen, desto
>besser der Regler (wegen der Taktung, je höher die Taktfrequenz, desto
>höher das Pfeifen).
Es gibt für jeden Motor eine optimale Schaltfrequenz. Ob die niedrig oder
hoch ist, ist kein Qualitätsmerkmal, sondern hängt vom Aufbau ab.
Um die Sache nicht unnötig kompliziert zu machen, wird meist etwas um die
3kHz genommen. Wenn da zufällig ein Resonanzpunkt getroffen wird, ist es
nur besser zu hören, was aber mit der Funktion nichts zu tun hat.
Siegfried
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Siegfried Schmidt
>Ist die Schaltfrequenz zu niedrig, dann wird der Motor im Kurzschluss
>betrieben, der Strom durch den Anker wird so groß, dass der Anker
>gesättigt wird und dadurch der Wirkungsgrad sinkt.
Was ist denn das für eine Theorie? Demzufolge dürfte man den Motor
überhaupt nicht direkt an einer Gleichspannung betreiben.
Siegfried
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Nick Mueller
> Was ist denn das für eine Theorie? Demzufolge dürfte man den Motor
> überhaupt nicht direkt an einer Gleichspannung betreiben.
Nach aufmerksamen Durchlesen und betrachten eines Motors aus der
Bastelkiste wäre dir aufgefallen, dass sich ein Motor i.d.R. dreht und
dadurch der Strom durch die Wickungen unterbrochen bzw. umgepolt wird
(Kollektor und all das Zeugs). Oder hast Du irgendwie einen anderen
Motor? :-)
Siegfried Schmidt
Ich zitiere Dich nochmal:
>Wählt man die Schaltfrequenz zu hoch, passiert kaum was,
>die Schaltverluste (im Transistor) nehmen zu, aber nicht sooo schlimm.
>Ist die Schaltfrequenz zu niedrig, dann wird der Motor im Kurzschluss
>betrieben, der Strom durch den Anker wird so groß, dass der Anker
>gesättigt wird und dadurch der Wirkungsgrad sinkt.
Da steht eindeutig, daß bei zu niedriger Schaltfrequenz (des Stellers, denn
im Motor gibts ja keine Transistoren) der Motorstrom zu groß wird.
Ergo kann man den Motor gar nicht bei Schaltfrequenz=0 (Vollgas bzw. direkt
am Accu) betreiben. Das finde ich reichlich merkwürdig, weil meine Motoren
können das.
Siegfried
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Franz Schinagl
1ejf66q.194...@logictools.de...
Hi Nick
Irgendwas kann aber wirklich nicht stimmen an Deiner Theorie.
Du sagst, wenn die Schaltfrequenz zu niedrig ist, wird der Motor im
Kurzschluss betrieben und der Wirkungsgrad sinkt.
Ungebremste Motoren werden aber in der Regel mit Gleichstrom (voll
durchgeschaltenen Schalttransistoren), also mit Schaltfrequenz "null komma
nix Herz" betrieben. Nach Deiner Aussage müsste dabei der Wirkungsgrad in
den Keller gehen und der Motor anschließend abrauchen.
Was das Ganze jetzt mit den Unterbrechungen und Umpolungen durch den
Kollektor zu tun hat kann ich nicht nachvollziehen. Diese Unterbrechungen
und Umpolungen finden nämlich unabhängig von der Schaltfrequenz des Stellers
in jedem Fall statt.
Also ich denke, nicht Siegfried ist der, der zu wenig aufmerksam gelesen
hat, sondern Du hast da etwas geschrieben, was Du vielleicht nicht so
gemeint hast.
--
Gruß vom Franz
http://insel.heim.at/hawaii/310037/
Johannes Schöller
IMHO ist der Grund für dir hohe Schaltfequenz folgende:
Wenn die Schaltfequenz des Reglers zu niedrig ist, kann beim Umpolen der
Ankerwicklungen (durch den Kommutator) der Regler zB. gerade nicht
durchschalten und bei einer weiteren Drehung, also wenn die nächste
Ankerwicklung durchflossen werden soll, schon.
Dann könnte es ja sein, dass der Motor fast stehenbleibt oder ziemlich
"ruckelig" läuft, was dann ordentlich dir Kohlen verheizen würde.
Zumindest wäre halt das Drehmoment im A****.
Begründung für die oben genannte Annahme:
Ich hab mal mit einem uC ein C508-Servo angesteuert, und zwar mit 20ms
Periodendauer des Impulses, die ja auch jeder PPM-Empfänger liefert.
Dann hab ich versuchsweise die Peroidendauer halbiert (statt 50Hz mit 100Hz
das Servo gebraten ;-)), und siehe da, das kleine Servo wird auf einmal
bärenstark! (naja, zumindest um einiges Stärker als vorher)Es war auch
deutlich eine Erhöhung der Frequenz, mit der das Servo brummte, zu hören
(vorher mit 50Hz, danach mit 100Hz) was darauf schliessen lässt, dass der
arme Servomotor direkt mit Impulsfrequenz getaktet wird :-( (bei den neuen
Digitalservos ist das glaube ich nicht mehr der Fall - gottseidank).
Aus den "normalen" Servos kann man also noch einiges herausholen - das C508
würde um einiges kräftiger und lies sich kaum noch aus der Position drücken.
Einziger von mir entdeckter Nachteil: bei der 100Hz-Impulsfrequenz
"schwingt" das Servo in unbelastetem Zustand beim Verstellen etwas ein.
MfG,
Johannes
Nick Mueller
> Du sagst, wenn die Schaltfrequenz zu niedrig ist, wird der Motor im
> Kurzschluss betrieben und der Wirkungsgrad sinkt.
Ja, das sag ich. Aber nochmal anders:
Angenommen die Schaltfrequenz ist extrem niedrig (1Hz, damit man's sich
leichter vorstellen kann). Und der Motor dreht extrem langsam. Dann
fließt durch eine Spule der Kurzschlusstrom, da die Zeit lang genug ist
damit die Gegeninduktion 0 ist. Man muss also so schnell pulsen, dass
die Gegeninduktion eben noch nicht 0 ist. Wird natürlich um so wichtiger
je langsamer der Motor dreht. Wird umgekehrt um so unwichtiger, je
schneller der Motor dreht. Denn: bei hoher Drehzahl schaltet der
Kollektor ja den Strom (fast) schnell genug um.
> Ungebremste Motoren werden aber in der Regel mit Gleichstrom (voll
> durchgeschaltenen Schalttransistoren), also mit Schaltfrequenz "null komma
> nix Herz" betrieben.
Auch das ist richtig. Nur, wir sprechen von *geregelten* Motoren. Und
wenn Du nochmal liest, hab ich genau den Fall eines ungeregelten Motors
als Grundlage zur Ermittlung der optimalen Schaltfrequenz hergenommen.
> Nach Deiner Aussage müsste dabei der Wirkungsgrad in
> den Keller gehen und der Motor anschließend abrauchen.
Nein. Das steht nirgendwo, und der Schluß ist von dir und leider falsch.
Ich sagte sogar, dass bei *Nenndrehzahl* der Motor optimal arbeitet,
weil die Wicklungen rechtzeitig umgeschaltet werden. Dreht der Motor
langsamer, werden die Wicklungen nicht schnell genug umgeschaltet, der
Wirkungsgrad sinkt. Der Schaltregler muss das schnelle Abschalten jetzt
übernehmen.
> Was das Ganze jetzt mit den Unterbrechungen und Umpolungen durch den
> Kollektor zu tun hat kann ich nicht nachvollziehen. Diese Unterbrechungen
> und Umpolungen finden nämlich unabhängig von der Schaltfrequenz des Stellers
> in jedem Fall statt.
Ja. Und mit welcher Frequenz bei halber Drehzahl? Und mit welcher bei
10% Drehzahl?
> Also ich denke, nicht Siegfried ist der, der zu wenig aufmerksam gelesen
> hat, sondern Du hast da etwas geschrieben, was Du vielleicht nicht so
> gemeint hast.
Ich hab's schon so gemeint. Evtl. hast Du es anders verstanden? :-)
Gruß,
Nick Mueller
> Begründung für die oben genannte Annahme:
> Ich hab mal mit einem uC ein C508-Servo angesteuert, und zwar mit 20ms
> Periodendauer des Impulses, die ja auch jeder PPM-Empfänger liefert.
> Dann hab ich versuchsweise die Peroidendauer halbiert (statt 50Hz mit 100Hz
> das Servo gebraten ;-)), und siehe da, das kleine Servo wird auf einmal
> bärenstark!
Das ist auch kein Wunder, kann aber nicht als Begründung für die
Schaltfrequenz des Motors dienen.
Warum ist das Servo schneller und stärker? Die Auswerteelektronik im
Servo wird genau mit der Frequenz angesprochen und nur für die Dauer des
Impulses (und ein wenig mehr) bekommt der Motor Strom. Die meiste Zeit
ist er stromlos. Bekommt das Servo doppelt so viele Positionsimpulse,
dann wird auch der Servomotor doppelt so lange bestromt.
Experiment:
Servokabel mit abklemmbarer Impulsleitung.
Servo per FS auf Mittelstellung bringen.
Impulsleitung abklemmen.
Servo durch äussere Kraft verstellen: Es geht nicht in die
Ausgangsposition zurück.
Ein Digitalservo würde auch ohne Impuls zurückgehen (vermute ich, ich
hab keines)
Gruß,
Nick Mueller
> Da steht eindeutig, daß bei zu niedriger Schaltfrequenz (des Stellers, denn
> im Motor gibts ja keine Transistoren) der Motorstrom zu groß wird.
Ja das steht da.
> Ergo kann man den Motor gar nicht bei Schaltfrequenz=0 (Vollgas bzw. direkt
> am Accu) betreiben. Das finde ich reichlich merkwürdig, weil meine Motoren
> können das.
Da ist Dein Fehler. Du kennst den Unterschied zw. Schaltfrequenz und
Tastverhältnis nicht.
Und, ein Regler hat natürlich nur dann Sinn, wenn man **nicht** Vollgas
haben will. Den Vollgasfall als "Gegenbeweis" zu verwenden ist genauso
falsch wie den Stillstandfall dafür zu verwenden.
Evtl. kennst Du nicht das Signal das aus dem Regler kommt:
0 % ________________________________
20% -____-____-____-____-____-____-_
40 % --___--___--___--___--___--___--
60 % ---__---__---__---__---__---__--
80 % ----_----_----_----_----_----_--
100% --------------------------------
Du siehst, dass die Frequenz immer die gleiche ist, es ändert sich
lediglich das Tastverhältnis.
Siegfried Schmidt
>IMHO ist der Grund für dir hohe Schaltfequenz folgende:
[..]
Nein, auch nicht. Schon allein das Trägheitsmoment des Rotors verhindert
wesentliche Drehzahländerungen oder gar ein Stehenbleiben innerhalb weniger
Millisekunden. Dazu kommt noch, daß der Motorstrom nicht direkt der
Spannung folgt.
Der eigentliche Grund der höheren Taktung liegt in der Vermeidung von
Entmagnetisierungeffekten in den Statormagneten bei hoher Belastung. Mit
jedem Stromstoß ändert sich nämlich auch der Fluß durch diese Magnete, was
insbesondere Ferrite auf Dauer nicht so gerne mögen. Höhere Taktfrequenzen
bei gleichbleibender Motorinduktivität reduziert die Höhe der
Stromänderungen (durch das Takten, nicht durch das Drehen!) und schont
damit die Magnete. Die Begründung für die Grenze nach oben hat Nick schon
fast richtig genannt, allerdings sind nicht die Transistoren schuld (die
können bis in den Megaherzbereich schalten), sondern die
Ummagnetisierungverluste im Eisen.
Konsequenterweise wird der Aufwand bei Kleinmotoren (Servos) auch nicht
betrieben.
>Wenn die Schaltfequenz des Reglers zu niedrig ist, kann beim Umpolen der
>Ankerwicklungen (durch den Kommutator) der Regler zB. gerade nicht
>durchschalten und bei einer weiteren Drehung, also wenn die nächste
>Ankerwicklung durchflossen werden soll, schon.
Sämtliche Überlegungen dieser Art scheitern schon an der Tatsache, daß bei
5000 Touren der Motor gerade mal 80 Umdrehungen in der Sekunde macht, die
Taktfrequenz aber mindestens 10x so hoch ist. Da kann also nichts auf
irgendwelche Umschaltpunkte korrelieren.
>Begründung für die oben genannte Annahme:
>Ich hab mal mit einem uC ein C508-Servo angesteuert, und zwar mit 20ms
>Periodendauer des Impulses, die ja auch jeder PPM-Empfänger liefert.
>Dann hab ich versuchsweise die Peroidendauer halbiert (statt 50Hz mit
>100Hz das Servo gebraten ;-)), und siehe da, das kleine Servo wird auf
>einmal bärenstark!
Das ist dadurch bedingt, daß Servomotoren synchron zur Pulsrate getaktet
werden. Die Impulslänge wird durch die Servoabweichung bestimmt und
erreicht nur im Extremfall 100% der Pause. Dadurch ergibt sich bei kleinen
Abweichungen und doppelter Impulsfolge der doppelte Strom und damit das
doppelte Drehmoment.
Das hat mit dem obigen Takten mit konstantem Puls-Pausen-Verhältnis aber
nichts zu tun. Beim Motorsteller ändert sich der Strom nicht mit der
Frequenz, weil nicht die Impulslänge, sondern das Verhältnis von Ein- und
Ausschaltzeiten gesteuert wird.
>Es war
>auch deutlich eine Erhöhung der Frequenz, mit der das Servo brummte, zu
>hören (vorher mit 50Hz, danach mit 100Hz) was darauf schliessen lässt,
>dass der arme Servomotor direkt mit Impulsfrequenz getaktet wird :-(
Klar kann man das hören und die 50Hz sind ganz normal und üblich.
>(bei den neuen Digitalservos ist das glaube ich nicht mehr der Fall -
>gottseidank).
Möglich, allerdings aus einer anderen technischen Notwendigkeit (bessere
Motorausnutzung ergibt kleiner Baugröße).
Ob das harte Einsetzen wirklich gut ist, hängt noch von vielen anderen
Faktoren ab. Mutwillig erzeugte Drehmomentspitzen mögen im Prospekt gut
aussehen, sind aber nicht nur im Modell eher unerwünscht.
>Aus den "normalen" Servos kann man also noch einiges herausholen - das
>C508 würde um einiges kräftiger und lies sich kaum noch aus der Position
>drücken. Einziger von mir entdeckter Nachteil: bei der
>100Hz-Impulsfrequenz "schwingt" das Servo in unbelastetem Zustand beim
>Verstellen etwas ein.
Das kommt daher, weil die Zeitkonstanten der Dämpfung nicht mehr stimmen
und angepasst werden müssten.
Siegfried
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Siegfried Schmidt
>> Da steht eindeutig, daß bei zu niedriger Schaltfrequenz (des Stellers,
>> denn im Motor gibts ja keine Transistoren) der Motorstrom zu groß
>> wird.
>Ja das steht da.
Dann erkläre bitte, wie an einer Induktiviät der Strom durch irgendeine
Taktung höher ansteigen kann, als es durch Anlegen einer reinen
Gleichspannung möglich ist.
>Da ist Dein Fehler. Du kennst den Unterschied zw. Schaltfrequenz und
>Tastverhältnis nicht.
Du kannst mir glauben, das kenne ich sehr genau.
>Und, ein Regler hat natürlich nur dann Sinn, wenn man **nicht** Vollgas
>haben will. Den Vollgasfall als "Gegenbeweis" zu verwenden ist genauso
>falsch wie den Stillstandfall dafür zu verwenden.
100% Tastverhältnis ist ein ganz normaler Betriebfall und
selbstverständlich als Punkt des größten resultierenden Motorstroms für
Vergleiche zulässig. Durch Verringerung des Tastverhältnisses (bei
beliebigen Frequenzen) kann sich der Spitzenstrom lediglich verringern, nie
erhöhen.
>Du siehst, dass die Frequenz immer die gleiche ist, es ändert sich
>lediglich das Tastverhältnis.
Und was beweist das jetzt.? Der Strom kann nur weniger werden.
Siegfried
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Franz Schinagl
> Ja, das sag ich. Aber nochmal anders:
Hi Nick
Jetzt höre ich Dich gehen :-)
Klar, wenn der Motor durch die Regelung langsam dreht........
Naja, manchmal habe auch ich eine etwas längere Leitung ;-)))
Nick Mueller
> >> Da steht eindeutig, daß bei zu niedriger Schaltfrequenz (des Stellers,
> >> denn im Motor gibts ja keine Transistoren) der Motorstrom zu groß
> >> wird.
> >Ja das steht da.
>
> Dann erkläre bitte, wie an einer Induktiviät der Strom durch irgendeine
> Taktung höher ansteigen kann, als es durch Anlegen einer reinen
> Gleichspannung möglich ist.
Wer hat gesagt, das durch eine Taktung der Strom ansteigt? Ich
jedenfalls nicht. Ich sagte, dass der Strom durch eine zu niedrige
Taktung zu hoch wird.
Nochmal:
Die Wicklung hat eine gewisse Induktivität.
Der Motor schaltet bei einer bestimmten Drehzahl auf einen
Wicklungsstrang für eine bestimmte Zeit Strom auf.
Sinkt die Drehzahl, dann steigt die Zeit proportinal.
Nach der Formel:
U = L * (dI/dt)
erkennt man, dass der Strom nicht sprungartig ansteigt, sondern langsam.
Liegt der Strom zu lange an, dann kommt der Anker in Sättigung, der
Wirkungsgrad nimmt ab. Ein guter Motor ist sicherlich so ausgelegt, dass
er bei Nenndrehzahl (aufgrund Induktivität) eben **nicht** in Sättigung
kommt. Und die Induktivität ist aber gleichzeitig nicht so groß, dass
sich der Strom nicht aufbauen kann (dadurch würde lediglich die
Nenndrehzahl sinken). Daraus folgt, dass eine Einschaltzeit kleiner
gleich der Einschaltzeit bei Nenndrehzahl wohl gut ist. Das heißt
wiederum, dass ein Motor, wenn er unter seiner optimalen Drehzahl
arbeitet und man ihn per PWM runterregeln will eine Mindestfrequenz
braucht. Sinnvollerweise sollte die der Frequenz lt. meiner Formel
entsprechen um so auf die gleichen Einschaltzeiten wie bei Nenndrehzahl
zu kommen.
> Und was beweist das jetzt.? Der Strom kann nur weniger werden.
Nein.
Experiment:
Nimm einen Motor und blockiere ihn. Beaufschlage ihn mit einer gegebenen
Spannung. Messe den Strom.
Pulse die Spannung mit einem Tastverhältniss von z.B. 50% und einer
Frequenz von 1Hz. Messe den Strom. Er wird das gleiche Maximum erreichen
wie bei Dauerstrom.
Pulse die Spannung mit 10kHz. Messe den Strom. Du wirst einen
Unterrschied feststellen. Der Strom wird sinken.
Messe den maximalen Strom (nicht den mittleren!) bei Nenndrehzahl.
Begründung: Bei der hohen Taktung kann sich der Strom wegen der
Induktivität nicht voll aufbauen.
Lass den Motor sehr langsam drehen und wiederhole die Messung.
Nick Mueller
> Klar, wenn der Motor durch die Regelung langsam dreht........
Klar, bei Vollgas will keiner einen Regler. :-)) Selbst ich nicht!
> Naja, manchmal habe auch ich eine etwas längere Leitung ;-)))
Nöö, das ist nur Induktivität! B-}
Johannes Schöller
[...]
> Sämtliche Überlegungen dieser Art scheitern schon an der Tatsache, daß bei
> 5000 Touren der Motor gerade mal 80 Umdrehungen in der Sekunde macht, die
> Taktfrequenz aber mindestens 10x so hoch ist. Da kann also nichts auf
> irgendwelche Umschaltpunkte korrelieren.
Bei Modell-Antriebsmotoren sicher nicht. Aber bei einem Servomotor, der mit
50Hz getaktet wird, vielleicht schon. (OK, stehenbleiben tut er nicht, aber
schwächer wird er IMHO schon.)
> Das ist dadurch bedingt, daß Servomotoren synchron zur Pulsrate getaktet
> werden. Die Impulslänge wird durch die Servoabweichung bestimmt und
> erreicht nur im Extremfall 100% der Pause. Dadurch ergibt sich bei kleinen
> Abweichungen und doppelter Impulsfolge der doppelte Strom und damit das
> doppelte Drehmoment.
Aha. Schon wieder was dazugelernt! :-)
[...]
> >Es war
> >auch deutlich eine Erhöhung der Frequenz, mit der das Servo brummte, zu
> >hören (vorher mit 50Hz, danach mit 100Hz) was darauf schliessen lässt,
> >dass der arme Servomotor direkt mit Impulsfrequenz getaktet wird :-(
>
> Klar kann man das hören und die 50Hz sind ganz normal und üblich.
Ja. Aber ich glaube nicht, dass das dem Motor gut tut. 50Hz, das rattert ja
schon direkt!
> Ob das harte Einsetzen wirklich gut ist, hängt noch von vielen anderen
> Faktoren ab. Mutwillig erzeugte Drehmomentspitzen mögen im Prospekt gut
> aussehen, sind aber nicht nur im Modell eher unerwünscht.
Naja, ich finden es gut, wenn das Servo die Position hält, auf das ich es
gestellt habe. Ich hab in meiner TC Piper beim Seitenruder ein schweres
200N-Hitec-Servo drinnen, das Ruder kann man fast 1cm aus der Position
drücken! Finde ich nicht wünschenswert. :-|
[...]
> Das kommt daher, weil die Zeitkonstanten der Dämpfung nicht mehr stimmen
> und angepasst werden müssten.
Ja, das habe ich auch vermutet.
MfG,
Johannes
Johannes Schöller
> Das ist auch kein Wunder, kann aber nicht als Begründung für die
> Schaltfrequenz des Motors dienen.
> Warum ist das Servo schneller und stärker? Die Auswerteelektronik im
> Servo wird genau mit der Frequenz angesprochen und nur für die Dauer des
> Impulses (und ein wenig mehr) bekommt der Motor Strom. Die meiste Zeit
> ist er stromlos.
Das hab ich nicht gewusst.
Hast du eigentlich eine Schaltung von einer Servoelektronik? Würde mich
interessieren!
Gruss,
Johannes
Siegfried Schmidt
jetzt weis ich endlich, worauf Du hinauswillst:
>erkennt man, dass der Strom nicht sprungartig ansteigt, sondern langsam.
>Liegt der Strom zu lange an, dann kommt der Anker in Sättigung, der
>Wirkungsgrad nimmt ab. Ein guter Motor ist sicherlich so ausgelegt, dass
>er bei Nenndrehzahl (aufgrund Induktivität) eben **nicht** in Sättigung
>kommt.
Genau das ist der erste Fehler:
Ein Motor (egal ob gut oder schlecht) muß bei Nenndrehzahl *weit* von der
Sättigung entfernt laufen. Wäre er so knapp wie du meinst ausgelegt, würde
er schon bei normaler Last schlagartig in Rauch aufgehen.
Denk doch mal an Car-Motoren, die vom Anfahren weg mit Vollgas
hochbeschleunigen. Nach deiner Theorie müsste in diesen Betriebsfällen die
Sättigung voll erreicht sein und der Strom wäre nur noch von den ohmischen
Widerständen begrenzt. Selbst ein normaler Speedmotor würde schlagartig mit
300..500W an Wärme konzentriert auf Wicklung und Kohlen beaufschlagt, was
er sicher nicht oft mitmachen würde.
Dem ist aber nicht so. Täglich fahren (Modell-)Autos mit E-Antrieb durch
die Gegend und beschleunigen aus niedrigen Drehzahlen mit Vollgas. Niemand
beklagt sich über übermäßigen Motorenverschleiss.
Und jetzt zum 2. Fehler:
>Und die Induktivität ist aber gleichzeitig nicht so groß, dass
>sich der Strom nicht aufbauen kann (dadurch würde lediglich die
>Nenndrehzahl sinken). Daraus folgt, dass eine Einschaltzeit kleiner
>gleich der Einschaltzeit bei Nenndrehzahl wohl gut ist. Das heißt
>wiederum, dass ein Motor, wenn er unter seiner optimalen Drehzahl
>arbeitet und man ihn per PWM runterregeln will eine Mindestfrequenz
>braucht.
Nein, braucht er eben nicht. Er braucht eine Spannung, die im Mittel
niedriger als die vorherige ist.
Das erreicht man entweder durch direkte Änderung der Spannung (=100%
Einschaltzeit) oder durch Takten einer höheren Spannung mit Einschaltzeit
<100%. Darauf reagiert der Motor ganz wunschgemäß mit einer mittleren
Drehzahl, die niedriger ist als vorher. Im extremfall (sehr langsame
Taktung) folgt die Drehzahl der Betriebsspannung, was aber keinen Schaden
anrichtet und trotzdem die Angabe einem Mittelwertes zuläßt (mit
entsprechend groben Abweichungen). Die Mindestfrequenz ist ein rein
mechanisches Problem, je nachdem wie klein die periodischen Abweichungen
sein sollen und wie groß das Trägheitsmoment des Rotors ist.
Elektrisch ist dem Motor die langsame Taktung völlig egal, solange er sich
nicht gerade im Blockierbereich befindet. Wie ich schon an anderer Stelle
schrieb, gibt es Gründe bei den Statormagneten, die eine höhere Taktung und
damit geringere Flußänderungen vorteilhaft machen.
>Experiment:
>Nimm einen Motor und blockiere ihn. Beaufschlage ihn mit einer gegebenen
>Spannung. Messe den Strom.
Der Blockierbetrieb ist kein normaler Betriebsfall eines E-Motors. Eine
Stromreduzierung durch eine hohe Taktfrequenz ist dabei durchaus möglich,
nur völlig sinnlos, weil das Tastverhältnis nicht nach oben begrenzt ist.
Die positiven Nebenwirkung einer Frequenzerhöhung von 1Hz auf 10kHz kann
man einfach dadurch aushebeln, indem man Vollgas gibt.
Siegfried
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Siegfried Schmidt
>Bei Modell-Antriebsmotoren sicher nicht. Aber bei einem Servomotor, der
>mit 50Hz getaktet wird, vielleicht schon. (OK, stehenbleiben tut er
>nicht, aber schwächer wird er IMHO schon.)
Kann es sein, daß Du beim Thema Elektromotor an irgendwelche Modelle aus
Physikbüchern denkst? Also so eine Art rotierender Stabmagnet, der
periodisch bestromt und umgepolt wird?
Selbst einfachste Motoren haben aber einen 3poligen Läufer, bessere sind 5
oder 7polig und haben damit eine fast kontinuierliche Stromaufnahme. Auch
der 3polige Rotor produziert zwar eine hohe Welligkeit, aber auch er hat
keinen harten Umpolpunkt mit Stromfluß=0, wie ihn diese theoretischen
Gedankenmodelle haben. Das Umpolen ist ein kontinuierlicher Prozess und
nicht ein hartes An- und Abschalten einzelner Wicklungen, wie es z.B. beim
Schrittmotor vorkommt. Hier dürfen sich elektronische Kommutierung und
Taktung (Chopperregler) tatsächlich nicht in die Quere kommen, was mit
einer entsprechend hohen Chopperfrequenz vermieden wird.
Sag mir mal, ob vielleicht über diese Schiene auf Deine Überlegungen
gekommen bist.
>Ja. Aber ich glaube nicht, dass das dem Motor gut tut. 50Hz, das rattert
>ja schon direkt!
Klar ist das eine mechanische Beanspruchung. Allerdings ist es
offensichtlich kein Problem, denn Servomotoren fallen eher selten in allen
Einzelteile auseinander..
>Naja, ich finden es gut, wenn das Servo die Position hält, auf das ich
>es gestellt habe. Ich hab in meiner TC Piper beim Seitenruder ein
>schweres 200N-Hitec-Servo drinnen, das Ruder kann man fast 1cm aus der
>Position drücken! Finde ich nicht wünschenswert. :-|
Das hängt natürlich davon ab, wieviel Weg von dem 1cm tatsächlich am
Servopotie ankommt, damit die Elektronik überhaupt eine Chance hat, die
Abweichung zu erkennen und dagegenzuhalten.
Sollte das zu einem Großteil der Fall sein, dann stellt sich die Frage, was
nach der Änderung das schwächste Glied in der Kette ist. Wenn das Servo
nicht mehr nachgibt, ist es vielleicht auf Dauer das Gelenk im Ruder?
Wenn das auch kein Problem ist, kann man forschen, woher denn die Energie
für die harte Tour kommt und (vor allem wenn dies Schule macht) wie es um
die Standfestigkeit des Accus bestellt ist.
Und so kommt eins zu anderen...
>> Das kommt daher, weil die Zeitkonstanten der Dämpfung nicht mehr
>> stimmen und angepasst werden müssten.
>Ja, das habe ich auch vermutet.
Man kann den gleichen Effekt über eine höhere Betriebsspannung aber auch
einfacher erreichen. U.U. reicht schon das Ausnutzen der sowieso
vorhandenen Toleranzen.
Siegfried
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Martin Holzapfel
eigentliche Frage beantwortet.
Fritz Reschen
> ist ja ein doller Thread geworden. Nur hat leider keiner meine
> eigentliche Frage beantwortet.
Ich denke folgender Satz von Siegfried Schmid:
SS: Um die Sache nicht unnötig kompliziert zu machen, wird meist etwas um
die
SS: 3kHz genommen. Wenn da zufällig ein Resonanzpunkt getroffen wird, ist
es
SS: nur besser zu hören, was aber mit der Funktion nichts zu tun hat.
hat deine Frage schon beantwortet.
ciao, Fritz
Martin Holzapfel
Fritz Reschen wrote:
> Ich denke folgender Satz von Siegfried Schmid:
>
> SS: Um die Sache nicht unnötig kompliziert zu machen, wird meist etwas um
> die
> SS: 3kHz genommen. Wenn da zufällig ein Resonanzpunkt getroffen wird, ist
> es
> SS: nur besser zu hören, was aber mit der Funktion nichts zu tun hat.
>
> hat deine Frage schon beantwortet.
>
> ciao, Fritz
der Siegfried hat mir mitgeteilt, das es dem Motor und dem Fahrtregler
nichts ausmacht, aber wie es bei seinen Kombinationen aussieht und wie
er damit umgeht hat er nicht gesagt. Ich bin an Euren Erfahrungen und
Lösungen interessiert, nicht an ellenlangen theorethischen Diskussionen.
Nick Mueller
> Hast du eigentlich eine Schaltung von einer Servoelektronik?
Leider nein. Evtl. findet sich sowas auf Rüdis BBS. Würde mich nicht
wundern.
Nick Mueller
> Denk doch mal an Car-Motoren, die vom Anfahren weg mit Vollgas
> hochbeschleunigen. Nach deiner Theorie müsste in diesen Betriebsfällen die
> Sättigung voll erreicht sein und der Strom wäre nur noch von den ohmischen
> Widerständen begrenzt.
Nicht die ganze Zeit, aber eine gewisse Zeit. Und ja, bei niedriger
Drehzahl ist der Strom nur durch den Ohmschen Widerstand begrenzt.
Desshalb sag ich ja, dass das ein schlechter Betriebszustand für Motren
ist. Und, Du kannst ja mal einen Motor längere Zeit in genau dem Zustand
laufen lassen. Was dann passiert weißt Du ja selbst. Versuch es einfach
mit einem zu großen Motor den man nie voll aussteuern kann.
> Dem ist aber nicht so. Täglich fahren (Modell-)Autos mit E-Antrieb durch
> die Gegend und beschleunigen aus niedrigen Drehzahlen mit Vollgas. Niemand
> beklagt sich über übermäßigen Motorenverschleiss.
Und warum? Weil sie Regler mit der richtigen Schaltfrequenz verwenden.
Und nicht welche mit 10Hz wie du es für richtig findest.
Warum verwendest du das als Gegenbeweis? Es zeigt doch nur, dass
überhalb einer bestimmten Frequenz die Motoren besser funktionieren.
Meine Theorie will lediglich einen Wert für die Frequenz liefern.
> Nein, braucht er eben nicht. Er braucht eine Spannung, die im Mittel
> niedriger als die vorherige ist.
Nein. Ist leider falsch. Entscheidend ist nicht die Spannung, sondern
der Strom der durch die Wicklung im Mittel läuft. Aufgrund der
Induktivität ist da ein *himmelweiter* Unterschied. Das Ohmsche Gesetzt
hieft hier leider nicht weiter.
> Im extremfall (sehr langsame
> Taktung) folgt die Drehzahl der Betriebsspannung, was aber keinen Schaden
> anrichtet und trotzdem die Angabe einem Mittelwertes zuläßt (mit
> entsprechend groben Abweichungen).
Das ist leider völlig falsch. Nach deiner Theorie wären Regler mit z.B.
50Hz Taktung völlig ausreichend. Die Praxis beweist das Gegenteil. Frag
mal den Entwickler des Reglers für die Stubenfliege. Und frag ihn mal,
warum er nach dem Regler noch eine Induktivität hat. Obwohl er schon
(IIRC) mit 10kHz taktet.
> >Experiment:
> >Nimm einen Motor und blockiere ihn. Beaufschlage ihn mit einer gegebenen
> >Spannung. Messe den Strom.
>
> Eine Stromreduzierung durch eine hohe Taktfrequenz ist dabei durchaus
> möglich,
Du beginnst zu verstehen ...
> nur völlig sinnlos, weil das Tastverhältnis nicht nach oben begrenzt ist.
Was hat das jetzt mit Tastverhältniss zu tun. Hallo! Es geht um die
Frequenz! Du kennst den Unterschied wohl doch nicht so recht? Warum hast
Du den Teil ausgelassen, wo ich schrieb den Motor langsam drehen zu
lassen? Da wäre dir das Licht aufgegangen wo der Unterschied ist zw.
Drehzahl 0 und sehr klein und klein und ...
> Die positiven Nebenwirkung einer Frequenzerhöhung von 1Hz auf 10kHz kann
> man einfach dadurch aushebeln, indem man Vollgas gibt.
Oh nein! Es ging doch darum einen Motor zu regeln. Für Vollgas braucht
keiner einen Regler.
Fritz Reschen
[ ... ]
> der Siegfried hat mir mitgeteilt, das es dem Motor und dem Fahrtregler
> nichts ausmacht, aber wie es bei seinen Kombinationen aussieht und wie
> er damit umgeht hat er nicht gesagt. Ich bin an Euren Erfahrungen und
> Lösungen interessiert, nicht an ellenlangen theorethischen Diskussionen.
Ja, meine wesentliche Erfahrung habe ich dir mitgeteilt, worauf du mit
MH: Was ist denn der Unterschied zwischen einem "normalen" und einem
MH: "unnormalen" Regler ??
den Thread gepusht hast ;-)
Nach einer Lösung für das Pfeifen hab´ ich nicht gesucht, da ich kein
Problem damit habe.
BtW: manche Hersteller nutzen das Pfeifen als Signalton beim
Programmieren des Reglers.
ciao, Fritz
Martin Holzapfel
> MH: Was ist denn der Unterschied zwischen einem "normalen" und einem
> MH: "unnormalen" Regler ??
>
> den Thread gepusht hast ;-)
Ok, Ok, vielleicht habi ich das (obwohl ich das nicht beabsichtigt
habe).
> Nach einer Lösung für das Pfeifen hab´ ich nicht gesucht, da ich kein
> Problem damit habe.
Ein "echtes" Problem habe ich damit auch nicht. Es ist aber sehr unschön
in einem Truck, der normalerweise mit einem Soundmodul Dieselgeräusche
erzeugt und dann von dem "Pfeifen" (das definitiv nicht zu den üblichen
Truckgeräuschen gehört) überlagert wird. Bei einem Glattbahner, Heli
oder Flieger würde es mich auch nicht stören.
> BtW: manche Hersteller nutzen das Pfeifen als Signalton beim
> Programmieren des Reglers.
Nein, nicht schon wieder :-)
>
> ciao, Fritz
Siegfried Schmidt
>der Siegfried hat mir mitgeteilt, das es dem Motor und dem Fahrtregler
>nichts ausmacht, aber wie es bei seinen Kombinationen aussieht und wie
>er damit umgeht hat er nicht gesagt.
Das ist ganz unterschiedlich, generell sind bei mir größere Motoren lauter
als kleine, was sich aber schon rein mechanisch erklären läßt.
Wie ich damit umgehe? Einmal habe ich es zur Statusrückmeldung verwendet
aber ansonsten finde ich das nicht so erwähnenswert. Ergo kann ich auch
über Lösungen oder Gegenmaßnahmen nichts berichten.
Siegfried
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Ruediger Zoll
"Johannes Schöller" schrieb:
> Hast du eigentlich eine Schaltung von einer Servoelektronik? Würde mich
> interessieren!
nach nicks hinweis mit dem zaunpfahl ;-) anbei einige sauglinks zu
servo-
elektroniken:
http://corsair.flugmodellbau.de/files/elektron/225215~.PDF
http://corsair.flugmodellbau.de/files/elektron/234907~.PDF
http://corsair.flugmodellbau.de/files/elektron/SERVO4.ZIP
http://corsair.flugmodellbau.de/files/elektron/SERVO1.ZIP
noch ein paar sachen rund um servos musst du dir aber dann schon selbst
auf http://corsair.flugmodellbau.de/files/elektron/elektron.htm aus-
suchen.
cu/2,
ruediger
--
Modellbaudateien aller Art ohne Ende: http://corsair.flugmodellbau.de
Freie Modellbaunewsgroupserver auf http://www.flugmodellbau.de sowie
news://pc-9.rz.uni-jena.de - wer teuer online liest, ist selbst schuld.
GMX-ler schreiben wegen SPAMming an 101....@germanynet.de
Ruediger Zoll
es muss natuerlich
> http://corsair.flugmodellbau.de/files/elektron/225215~1.PDF
> http://corsair.flugmodellbau.de/files/elektron/234907~1.PDF
heissen.
sorry!
Siegfried Schmidt
>Hast du eigentlich eine Schaltung von einer Servoelektronik? Würde mich
>interessieren!
Such mal nach Applikationen von NE543, NE544, SAK100, SAK150,
SN28604, SN28654, SN76604, TDA2502, WE3141, XR2264, ZN403, ZN409, ZN419.
Das sind zwar alles alte Schätzchen, aber die funktionieren alle nach dem
gleichen heute noch verwendeten Prinzip. Geändert hat sich nur der externe
Schaltungsaufwand.
Diskret bzw. mit Gattern aufgebaute Schaltungen liegen hier auch noch rum.
Siegfried
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Siegfried Schmidt
>Und warum? Weil sie Regler mit der richtigen Schaltfrequenz verwenden.
>Und nicht welche mit 10Hz wie du es für richtig findest.
>Warum verwendest du das als Gegenbeweis?
Ich verwende das solange als Gegenbeweis, bis Du z.B. einen Motorhersteller
nennen kannst, der so ein Verfahren vorschreibt. Oder einen
Reglerhersteller, desses Produkt den Blockierfall nicht nur erkennt,
sondern auch mit einer Begrenzung der Impulslänge darauf reagiert.
Aber nicht als Option, sondern als Notwendigkeit.
>> Nein, braucht er eben nicht. Er braucht eine Spannung, die im Mittel
>> niedriger als die vorherige ist.
>
>Nein. Ist leider falsch. Entscheidend ist nicht die Spannung, sondern
>der Strom der durch die Wicklung im Mittel läuft. Aufgrund der
>Induktivität ist da ein *himmelweiter* Unterschied. Das Ohmsche Gesetzt
>hieft hier leider nicht weiter.
Selbstverständlich gilt das ohmsche Gesetz auch bei Induktivitäten, die
Therorie wird ja immer obskurer. Und selbstverständlich ist der Strom eine
Funktion des Spannungsverlaufs, auch bei Induktivitäten. Und ebenso sicher
ist die Drehzahl eines Motors durch die (mittlere) Spannung steuerbar,
ansonsten hätten 99% der Reglerhersteller wohl irgendwas falsch gemacht.
>> Im extremfall (sehr langsame
>> Taktung) folgt die Drehzahl der Betriebsspannung, was aber keinen
>> Schaden anrichtet und trotzdem die Angabe einem Mittelwertes zuläßt
>> (mit entsprechend groben Abweichungen).
>
>Das ist leider völlig falsch. Nach deiner Theorie wären Regler mit z.B.
>50Hz Taktung völlig ausreichend.
Wir wollen zunächst nicht aus dem Auge verlieren, daß Du hier eine Theorie
aufstellst und verteitigst.
>Die Praxis beweist das Gegenteil.
Die Praxis unterstützt mich dahingehend, weil es für Kleinmotoren keine
Anlaßvorschriften gibt. Bitte aktepzierte das endlich oder zeige mir einen
Motorhersteller, der für Normalkonstruktionen irgendwelche Empfehlungen
gibt, die das Anlegen der vollen Nennspannung vom Start weg nicht zulassen.
Auch Regler mit Sanftanlauf oder Drehmomentabschwächung haben dies nicht
primär wegen den Motoren, sondern zur Schonung von Getriebeteilen.
>Frag
>mal den Entwickler des Reglers für die Stubenfliege. Und frag ihn mal,
>warum er nach dem Regler noch eine Induktivität hat. Obwohl er schon
>(IIRC) mit 10kHz taktet.
Ich kenne den nicht, frag ihn also bitte und berichte das Ergebnis, falls
es deine Theorie untermauert.
Siegfried
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Nick Mueller
> Ich kenne den nicht, frag ihn also bitte und berichte das Ergebnis, falls
> es deine Theorie untermauert.
Das ist schon längst geschehen. Der hat mich erst auf die Idee mit der
Berechenbarkeit der Frequenz gebracht. Sein Ansatz ist aber
komplizierter und nur mit teuren Messgeräten (DSO mit Strommesszange)
optimierbar. Eine einfache Berechnung für die Frequenz gibt es nicht.
Das Ergebnis ist aber qualitativ das gleiche.
Kurze Zusammenfassung:
Höhere Nenndrehzahl -> höhere Taktfrequenz
Niedrigere Ankerinduktivität -> höhere Taktfrequenz
höhere Ankerzahl -> höhere Taktfrequenz
> Und ebenso sicher ist die Drehzahl eines Motors durch die (mittlere)
> Spannung steuerbar, ansonsten hätten 99% der Reglerhersteller wohl
> irgendwas falsch gemacht.
Stellst Du jetzt die Behauptung auf, dass PWM-Regler eine Gleichspannung
liefern? Hast Du nicht gemerkt, dass da zwei Systeme vorliegen. Ein
mechanisches (der Motor durch seine Massenträgheit) und der Anker (durch
seine Induktivität). Im PWM-Fall von "mittlerer" Spannung zu sprechen
ist mehr als vereinfachend und nicht genug um PWM-Steuerungen von
Motoren erfassen zu können.
Du solltest dir nochmal durch den Kopf gehen lassen, dass das ganze ein
**dynamisches** System ist. Herr Ohm mit U = R * I muss zu Hause
bleiben.
Evtl. hilft auch ein bisschen Literatur weiter. Leseempfehlung:
"Elektrische Kleinmaschinen" H.-D. Stölting / A. Beisse Teubner
Studienbücher ISBN 3-519-06321-2
Siegfried Schmidt
>Das ist schon längst geschehen. Der hat mich erst auf die Idee mit der
>Berechenbarkeit der Frequenz gebracht. Sein Ansatz ist aber
>komplizierter und nur mit teuren Messgeräten (DSO mit Strommesszange)
>optimierbar.
Nach einer kleinen Suche zum Stichwort Stubenfliege drängt sich mir der
Verdacht auf, daß da hauptsächlich Glockenankermotoren zum Einsatz kommen.
Aber auch wenn es ein normaler Eisenrotor sein sollte, kämpfen diese
Antriebe mit ganz anderen Problemen als die Eisensättigung im
Blockierbetrieb.
Du musst dich mal entscheiden, welche Argumentlinie du verfolgst. Bislang
waren es Sättigungseffekte bei Drehlzahl=0, wo die Taktung mit einer
Mindestfequenz den Strom in Grenzen halten soll. Das ist gut und schön,
aber auch bei einem Slowflyer ganz bestimmt kein Auslegungskriterium für
einen Regler.
Wenn da Frequenzen festgelegt werden, dann aus Gründen des Regelverhaltens
oder dann, wenn der Motor ausserhalb der Spezifikationen betrieben wird.
Insbesondere letzteres scheint mir beim Slowflyer regelmäßig der Fall zu
sein und dann ist es verständlich, wenn hier konstruktiv mit solchen
Festlegungen eingegriffen werden muss.
Nur taugt eine Maßnahme für Überlastbetrieb für alles mögliche, aber nicht
als Begründung für eine allgemeine Theorie über Mindestfrequenzen beim
Takten von Motoren innerhalb ihrer Spezifikation.
Bislang hast du dich auch beim Blockierbetrieb immer ausserhalb des
zulässigen Betriebsbereichs bewegt. Wenn Mindesttaktfrequenzen für den
Betrieb so wichtig sind sollte es doch ein leichtes sein, entsprechende
Aussagen von Motorenherstellern als Referenz zu nehmen. Eine diesbezügliche
Suche erbrachte leider gar nichts, das Thema gibt es also so gar nicht oder
es ist kein Problem, weil es konstruktiv berücksichtigt wurde.
Ich zitiere ungern Aussagen, aber für folgendes:
>Ein guter Motor ist sicherlich so ausgelegt, dass
>er bei Nenndrehzahl (aufgrund Induktivität) eben **nicht** in Sättigung
>kommt.
gibt es auch noch nicht einmal den Ansatz einer Untermauerung, daß Motoren
bei Drehzahlabfall in die Sättigung laufen und sich daraus eine
Mindesttaktfrequenz herleiten lässt.
>Stellst Du jetzt die Behauptung auf, dass PWM-Regler eine Gleichspannung
>liefern?
Nein, ich habe eindeutig geschrieben, daß sich PWM-Regler durch
Gleichspannungen substituieren lassen. Wenn mir der Motorhersteller
gestattet, in jeder zulässigen Betriebslage eine beliebige Spannung bis hin
zur Nennspannung fest anzulegen, dann darf ich das auch mit einer
getakteten Spannung mit beliebig kleiner Frequenz tun.
Der detailierten Stromverlauf ist dabei völlig uninteressant, weil mehr als
der Extremwert bei Gleichspannung nicht erreicht werden kann.
Wenn du mal eine Suchmaschine quälst, kannst du sogar Aussagen zu
zulässigen Fequenzen und Wechspannungsanteilen für Kleinmotoren finden. Nur
bezieht sich das nie auf minimale, sondern immer auf maximale Werte, weil
es nach oben hin nicht nur vermutete, sondern tatsächliche Probleme mit den
Eisenverlusten gibt. Die dadurch verursachte Wärme muss konstruktiv
berücksichtigt werden.
Es ist doch interessant, dass solche nebensächliche Themen zu finden sind,
die nach deiner Theorie wesentlich kritischeren Sättigungprobleme aber
nirgends erwähnt sind.
>Du solltest dir nochmal durch den Kopf gehen lassen, dass das ganze ein
>**dynamisches** System ist. Herr Ohm mit U = R * I muss zu Hause
>bleiben.
Solltest Du diese Aussage aus folgendem Buch ableiten:
>Evtl. hilft auch ein bisschen Literatur weiter. Leseempfehlung:
>"Elektrische Kleinmaschinen" H.-D. Stölting / A. Beisse Teubner
>Studienbücher ISBN 3-519-06321-2
dann schmeiss es ganz schnell weg. Nochmal: Induktivitäten sind lineare
Bauteile und hier gilt der Herr Ohm uneingeschränkt.
Siegfried
PS: Das Thema scheint mir mittlerweile mangels echten Begründungen ziemlich
ausgelutscht zu sein. Kommen wir langsam zu Ende.
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Johannes Schöller
> nach nicks hinweis mit dem zaunpfahl ;-) anbei einige sauglinks zu
> servo-
> elektroniken:
[...]
Vielen Dank für die Links, hab sie gleich gesaugt! :-)
MfG,
Johannes
Nick Mueller
> Nein, ich habe eindeutig geschrieben, daß sich PWM-Regler durch
> Gleichspannungen substituieren lassen.
Nein. Gleichspanung ist statisch, PWM dynamisch. Aber ich widerhole mich
nur, ohne dass Du im geringsten zuhörst oder auf die Argumente eingehst.
Warum fällt Dir nicht auf, dass ein (langsam) gepulster Motor bei
gleicher Drehzahl wie ein spannungsgeregelter mit einer höheren
maximalen Spannung arbeitet? Und zwar über mehrere Umdrehungen des
Motors.
> Du musst dich mal entscheiden, welche Argumentlinie du verfolgst. Bislang
> waren es Sättigungseffekte bei Drehlzahl=0, wo die Taktung mit einer
> Mindestfequenz den Strom in Grenzen halten soll. Das ist gut und schön,
> aber auch bei einem Slowflyer ganz bestimmt kein Auslegungskriterium für
> einen Regler.
Das Gedankenexperiment mit dem Blockierbetrieb sollte lediglich dazu
dienen dir den Einfluß der Induktion klarzumachen. Scheinbar war auch
der Versuch misslungen. Du hast schon wieder (nach 2 Hinweisen) einfach
darübergelesen, den Motor (gedanklich) schneller laufen zu lassen. Ich
geb's jetzt auf. Danke für das Gespräch.
> >Du solltest dir nochmal durch den Kopf gehen lassen, dass das ganze ein
> >**dynamisches** System ist. Herr Ohm mit U = R * I muss zu Hause
> >bleiben.
> Nochmal: Induktivitäten sind lineare Bauteile und hier gilt der Herr Ohm
> uneingeschränkt.
**Bruhaha**
U = L * (dI/dt) ist also über die Zeit konstant. Drosselspulen sind nur
Geschäftemacherei. Die Erde ist eine Scheibe, Atomkraft ist sicher und
Schweine können fliegen.
> Kommen wir langsam zu Ende.
Gerne. Jetzt gerne!
Ruediger Zoll
Nick Mueller schrieb:
> Siegfried Schmidt <shiv...@gmx.de> wrote:
> > Nein, ich habe eindeutig geschrieben, daß sich PWM-Regler durch
> > Gleichspannungen substituieren lassen.
> Nein. Gleichspanung ist statisch, PWM dynamisch. Aber ich widerhole mich
sei doch so lieb und versetz dich einmal, nur einmal, in die
gedankengaenge des anderen, es ist ja nicht auszuhalten mit dir.
siegfried hat z. bsp. fuer mich eindeutig weiter oben erklaert, dass
sich
der mittelwert einer durch pwm-regler erzeugten speisespannung durch
eine gleichspannung ersetzen laesst.
isses jetzt klar?
und wenn ne spule nicht zu den linearen bauteilen gehoert, dann weiss
ich echt auch nicht mehr weiter mit welchen beweisen man dir dann
kommen soll, du lehnst ja eh jede fremde meinung ab.
cu/2,
ruediger
Siegfried Schmidt
>> Nochmal: Induktivitäten sind lineare Bauteile und hier gilt der Herr
>> Ohm uneingeschränkt.
>**Bruhaha**
Wenn Du fertig bist mit dem Lachen, empfehle ich einen kleinen Reality-
Check, z.B. ein Grundlagenbuch E-Technik über die Definition linearer
Bauelemente. Ersatzweise tuts auch die betreffende IEEE- oder ISO-Norm.
Noch anschaulicher ist eine beispielhafte Liste von nicht-linearen
Bauteilen, z.B. Multiplizierer; Logarithmierer; spannungs-, strom- oder
temperaturabhängige Widerstände (worunter die meisten Halbleiter fallen);
Schalter; Komperatoren; usw.
Dies sind alles Komponenten, die man mit Induktivitäten *nicht* nachbilden
kann.
Frei nach der Norm zitiert, gilt für lineare Bauelemente folgende
Eigenschaft: wenn y1 das Ergebnis eines Eingangssignals x1, und y2 das
Ergebis für x2 ist, so muss (y1+y2) die Reaktion auf (x1+x2) sein.
Induktivitäten erfüllen diese Forderungen, sonst gäbe es z.B. keine
passiven Filter oder Schwingkreise. Auch wenn die Kennlinie eines Bauteils
zufällig einer e-Funktion folgt, ist die Antwort auf Eingangssignale immer
noch linear, beliebige Signale lassen sich in Komponenten aufspalten,
einzeln berechnen und wieder addieren. Anders wären Fourier-Analysen auch
ziemlich sinnlos.
Dämmerts langsam?
Was die Anwendbarkeit des Ohmsches Gesetzes anbelangt, empfiehlt sich ein
Blick auf die Grundlagen der Vierpoltheorie. Mit der werden schon
jahrzehntelang nicht-lineare Netzwerke berechnet und - oh Wunder - sie
stützt sich direkt auf die Herren Ohm und Kirchhoff ab. Sollte also der
Herr Ohm als Grundlage schon bei Induktivitäten kapitulieren, würden auf
der Welt buchstäblich die Lichter ausgehen.
>U = L * (dI/dt) ist also über die Zeit konstant. Drosselspulen sind nur
>Geschäftemacherei. Die Erde ist eine Scheibe, Atomkraft ist sicher und
>Schweine können fliegen.
Über den Rest der Argumente können wir uns dann weiter unterhalten, wenn du
wieder auf dem Boden der Elektrotechnik stehst...
Siegfried
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Gert Doering
>und wenn ne spule nicht zu den linearen bauteilen gehoert, dann weiss
>ich echt auch nicht mehr weiter mit welchen beweisen man dir dann
>kommen soll, du lehnst ja eh jede fremde meinung ab.
Also da verstehe ich Dich aber auch nicht - sowohl ein L als auch ein C
verhalten sich alles andere als linear, wenn ein Spannungspuls anliegt.
Wenn da eine "sich ganz langsam aendernde" Gleichspannung anliegt, gilt
R=U/I, klar, aber genau das ist ja nicht der Fall.
Oder meinst Du mit "lineares Bauteil" etwas anderes als ich?
gert
--
Wege entstehen, wenn wir sie gehen. | gert doering
Vielleicht sollte ich meinen Beobachterposten | ge...@greenie.muc.de
an der Strassenkreuzung aufgeben. | 2:2480/55.4
Ruediger Zoll
Gert Doering schrieb:
> Oder meinst Du mit "lineares Bauteil" etwas anderes als ich?
siehe siegfrieds posting.
Nick Mueller
> Anders wären Fourier-Analysen auch ziemlich sinnlos.
[keine Ahnung, warum Du dazu jetzt die Fourieranalyse rausziehst]
Stichwort Sprungantwort vs. eingeschwungener Zustand. Stichwort
Phasendiagramm vs. Amplitudendiagramm. Aber lassen wir das jetzt. Es
schnarcht mich an immer wieder erfolglos auf das dynamische Verhalten
hinweisen zu müssen.
Nick
So, ich richte jetzt meinen LMH, damit ich heut noch ein bissl fliegen
kann. Das macht mehr Spaß!
Nick Mueller
> sei doch so lieb und versetz dich einmal, nur einmal, in die
> gedankengaenge des anderen, es ist ja nicht auszuhalten mit dir.
Oooch! :-))
> siegfried hat z. bsp. fuer mich eindeutig weiter oben erklaert, dass
> sich
> der mittelwert einer durch pwm-regler erzeugten speisespannung durch
> eine gleichspannung ersetzen laesst.
Und ich sage, dass die Aussage leider in dem Zusammenhang Unsinn ist. Ja
Unsinn. Begründung:
Ist die Frequenz zu niedrig, kann der Motor sehr wohl die beiden
Zustände (Spannung/keine Spannung) "sehen". Siegfried sagt, dass die
Frequenz belanglos ist, ich sage, sie darf unter einen bestimmten Wert
nicht gehen. Siegfreid bestreitet permanent, dass die Induktivität des
Ankers dabei eine Rolle spielt.
In der Badewanne ist mir ein gutes Bsp aus der Praxis dazu gekommen.
Experiment:
===========
Teil 1:
-------
Mach Wasser heiß. 40 Grad.
Halte Deine Hände da 2 Minuten rein.
Teil 2:
-------
Mach Wasser heiß. 80 Grad
Mach eine Eismischung (0 Grad)
Halte Deine Hände zuerst 1 Minute in das 0 Grad "heiße" Wasser, dann 1
Minute in das 80 Grad heiße Wasser
Teil 3:
-------
Mach Wasser heiß. 80 Grad
Mach eine Eismischung (0 Grad)
Halte Deine Hände abwechselnd 1/100 Sekunde in das heiße, dann das kalte
Wasser.
Du merkst den Unterschied? :-))
(Für die, denen die Analogien schwerfallen die Auflösung:
kaltes Wasser: Niedrige Spannung
heißes Wasser: Hohe Spannung
Zeit im jew. Wasser: Frequenz (der PWM)
Wärmeträgheit der Haut: Induktivität)
Genau das ist der Punkt. Es **ist** ein Unterschied ob man den Motor mit
einer Spannung versorgt (Mittelwert, mit Ausschlag 0) oder wenn man ihn
abwechselnd mit 2 Werten versorgt. Es ist eben *nicht* völlig belanglos
mit welcher Frequenz man die PWM ansteuert. Und genau das versuch ich
die ganze Zeit zu erklären. Lt. Siegfried ist es aber belanglos.
Ich hatte eine Theorie aufgestellt was die minimale Frequenz ist.
> und wenn ne spule nicht zu den linearen bauteilen gehoert, dann weiss
> ich echt auch nicht mehr weiter mit welchen beweisen man dir dann
> kommen soll, du lehnst ja eh jede fremde meinung ab.
Das "Bruhaha" bezog sich auf die völlig zusammenhangslose Antwort. Hier
nochmal:
[Nick]
"Du solltest dir nochmal durch den Kopf gehen lassen, dass das ganze ein
**dynamisches** System ist. Herr Ohm mit U = R * I muss zu Hause
bleiben."
[Siegfried]
"Nochmal: Induktivitäten sind lineare Bauteile und hier gilt der Herr
Ohm uneingeschränkt."
Bei den steilen Signalflanken ist der Ohmsche Widerstand wirklich nicht
relevant.
Nick
PS: Nein, mach das Experiment nicht wirklich. Oder sag mir, was die in
der Notaufnahme dazu meinten. :-)
Gert Doering
>Gert Doering schrieb:
>> Oder meinst Du mit "lineares Bauteil" etwas anderes als ich?
>siehe siegfrieds posting.
Ja, hab' ich danach gelesen :-) - OK, das erklaert die erhebliche
Begriffsverwirrung.
Unabhaengig von der Benennung der Bauteile kann ich dort trotzdem
R=U/I nicht sehen. Oder verallgemeinert Ihr den Herrn Ohm ins
komplexe, mit Blindwiderstand usw? Dann muesst Ihr das sagen :-) - Nick
rechnet mit realem "R", und das gilt halt fuer eine Induktivitaet bei
Spannungsanstieg nicht.
Siegfried Schmidt
>[keine Ahnung, warum Du dazu jetzt die Fourieranalyse rausziehst]
Ach, ich hab da schon so eine Ahnung: die Eigenschaften eines linearen
Bauelements haben nämlich drei wesentliche Folgen:
1. ich darf das Eingangssignal in seine Frequenzkomponenten zerlegen und
auf jede Frequenz I = U/Z anwenden
2. ich kann mir sicher sein, daß im Ausgangssignal keine Frequenz vorkommt,
die nicht schon im Eingangssignal vorhanden war (sonst wäre es ein
nichtlineares Bauelement)
3. ich darf alle Einzelergebnisse zu einem Gesamtergebnis einfach
aufaddieren und bekomme z.B.:
>Stichwort Phasendiagramm vs. Amplitudendiagramm.
mundgerecht in einer Funktion serviert.
>Es
>schnarcht mich an immer wieder erfolglos auf das dynamische Verhalten
>hinweisen zu müssen.
Das beschriebene Verfahren beschreibt ziemlich erschöpfend das dynamische
Verhalten von linearen Bauelementen mithilfe des Gesetzes des Herrn Ohm.
>So, ich richte jetzt meinen LMH, damit ich heut noch ein bissl fliegen
>kann. Das macht mehr Spaß!
Wo du recht hats, hast du recht.
Siegfried
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Siegfried Schmidt
>> Oder meinst Du mit "lineares Bauteil" etwas anderes als ich?
Du, ich kann Dir als Rechteinhaber von 'Rindernet (tm)' mittlerweile nur
traurig zustimmen. Ich hatte wirklich die Hoffnung, einfach ein paar URLs
posten zu müssen um das Thema erschöpfend abzuhaken.
Tatsächlich ist das www bei solchen Themen erschreckend schlecht bestückt,
die Unis, die das Wissen eigentlich verbreiten müssen, beschränken sich
bestenfalls auf Vorlesungsverzeichnisse. Dazwischen tummeln sich noch ein
paar Referate unbekannter Herkunft und das war es auch schon.
Ich hätte hier gerne URLs zu den interessanten Fragen gebracht, z.B. wie
Eisenquerschnitte in Kleinmotoren tatsächlich ausgelegt werden oder wie es
mit der Entmagnetisierung bei stoßweiser Belastung der Statormagnete
aussieht - aber da herrscht nur Schweigen im Walde.
Wir brauchen keine Schulen ans Netz, wir brauchen erstmal Wissen ins Netz..
:-((
Siegfried
--
http://www.netcologne.de/~nc-schmidsi
Nick Mueller
> 1. ich darf das Eingangssignal in seine Frequenzkomponenten zerlegen und
> auf jede Frequenz I = U/Z anwenden
~
Dann bitte ich doch um Beachtung des Z. Und sag dann aber bitte nicht
wieder, dass die Induktivität für die minimale PWM-Frequenz keine Rolle
spielt.
Nick, der vom Fliegen kommt und jetzt ein paar Bier trinkt. Macht
nämlich auch Spaß.