Motor "ballistisch" ansteuern? Kann da was kaputt gehen?

Ich bastele gerade die Ansteuerung eines Shutters - Gleichstrommotor mit Blende auf der Achse, der mit links-/rechtslauf anschlägt. Die Schaltung soll möglichst klein und einfach sein und ich kann mir noch drei Bauteile sparen, wenn ich den Motor übersteuere. Der hat einen Arbeitsbereich von 2.5 bis 3.5 Volt und ich will den beim Umschalten für ein paar Millisekunden mit 5.5 V ansteuern, bis die Spannung auf 2.5 V absinkt (also das Rechteck einfach über einen Spannungsteiler mit Kondensator über dem "oberen" Widerstand laufen lassen). Muss ich mir da Sorgen um den Motor machen?

Dann möchte ich mir noch die Freilaufdioden sparen - der Motor hängt zwischen zwei OpAmps, die als Impedanzwandler mit Einheitsverstärkung geschaltet sind. Meiner Meinung nach brauche ich da keine Freilaufdioden, weil der Motor immer niederohmig beschaltet ist, also seinen Strom in die OpAmps treiben kann, ohne dass eine Spannungsüberhöhung stattfindet. Die Freilaufdioden braucht man doch nur, wenn man den Motor wirklich hochohmig abschaltet, statt zwischen zwei Betriebsspannungen umzuschalten? Auf dem Oszi sehe ich jedenfalls keine Impulse, das scheint meine Theorie zu bestätigen.

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Edzard Egberts
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Eher mechanisch/lagermäßig als elektrisch würde ich meinen. Was die Bürstchen dazu sagen müsste man ausprobieren, wenn die für 3V auch schon grenzwertig dimensioniert waren...

...

Dann prüfe Deine Theorie mal beim Abschalten von Ub während der Ansteuerung. Rein mit den Dioden!

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Stefan Huebner

Am 22.11.2011 08:24, schrieb Stefan Huebner:

Ich wollte noch mal so kurz erwähnen, dass es in dem schönen Motor auf der Achse sich ein Umschalter befindet, der sowieso ziemlich oft schaltet. Wenn er etwas lediert ist, gibbets schön Feuerwerk und die OPs gehen in die ewigen Jagdgründe. Howgh!

Waldemar

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My jsme Borgové. Sklopte ¨títy a vzdejte se. Odpor je marný.
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Waldemar Krzok

Waldemar Krzok schrieb:

Bei der minimalen Betriebsspannung des OpAmp hat der Motor gerade noch

1,3 V zur Verfügung und dann bleibt noch die Frage, ob der OpAmp auch wirklich sofort komplett sperrt.

Warum sollten sie? Wie gesagt, sind die beide als Impedanzwandler geschaltet (also als Spannungsquelle mit sehr geringem Innenwiderstand), sollten solche Stromimpulse also einfach schlucken - der Motor zieht maximal 100 mA und der OpAmp kann 1 A treiben. Den Snubber habe ich deshalb auch gleich weggelassen. :o)

Ich finde in der ganzen Schaltung mit dem Oszi keine Impulse, nur glatte Kurvenverläufe!

Und ich kann am IC interne Dioden vom Ausgang auf die Versorgungsspannungen messen - wenn der Motor also wirklich Strom bis an die Versorgungsspannung treibt, müssten die auch noch überlastet werden. Das erscheint mir eigentlich recht sicher.

Zur Motor-Überlast finde ich nur Hinweise auf thermische Probleme, die ich bei einem Impuls von 10 ms Dauer wohl auch nicht habe. Macht man das wirklich nie, z.B. bei PWM mit etwas mehr als normaler Betriebsspannung ansteuern?

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Edzard Egberts

Siehe die Richtungsumschaltung bei Märklin-Loks: Der Fahrstrom ging von Null bis (so um ?) 15 Volt. Durch Druck auf den Fahrtregler wurde ein Spannungsstoß von 24 Volt gegeben, der eine parallel zum Motor liegende Schaltwalze um einen Nocken weiterdrehen ließ.

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Die Motore haben das wohl alle überstanden.

Grüße, H.

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Heinz Schmitz

Motoren sind durchaus regulär kurzzeitig überlastbar. Bei kollektorlosen Exemplaren hängt es rein an der Wicklung (und mechanisch muß er das auch abkönnen), bei welchen mit Bürsten / Schleifern müssen diese halt auch der Mehrbelastung gewachsen sein.

Ich kenne das von elektrischen Lokomotiven, da ist gezielte zeitlich begrenzte Überlastung gang und gäbe.

-ras

--

Ralph A. Schmid

http://www.dk5ras.de/ http://www.db0fue.de/
http://www.bclog.de/
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Ralph A. Schmid, dk5ras

Edzard Egberts schrieb:

Wenn das Rucken aufgrund des kurzfristig steigenden Drehmoments nicht stört, dann passiert da nichts.

Eben. Wenn der Motor _im Mittel_ nicht mehr Strom bekommt, als er verträgt, dann macht das nichts. Allerdings darf die Periode, über die gemittelt wird, nicht zu groß sein (1h 100% Überlast, dann 1h 0% geht nicht:-)

Wenn du nur eine stufenlose Drehzahlregelung willsst, dann reicht eine PWM-Spannung, die der Motorspannung entspricht. Willst du im unteren Drehzahlbereich ein Drehmoment, was höher ist, als du es mit einer Gleichspannung (die die gleiche Drehzahl bewirken würde) bekommen kannst, musst du die PWM-Spannung über die Motor- spannung erhöhen. Allerdings musst du dann noch sicherstellen, dass die PWM nie in den Gleichstrombetrieb geht.

Für eine Auswerfermechanik betreibe ich einen 3V-Kleinstmotor mit pulsweitmodulierten 12V. Von der Drehzahl entspricht dieser Betrieb einer Gleichspannung am Motor von 0,8V. Das klappt wunderbar - pfeift nur ordentlich:-)

Gruß Christian

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Christian Müller

Also schrieb Heinz Schmitz:

Die Umschalter hatten aber recht bald einen Trennschalter integriert, der gleich beim ersten Muckser der Schalt-24V den Motor abgetrennt hat. Davor war das wohl unschön, dass die Loks beim Wenden immer erstmal unrealistisch losgesaust sind... :) aber auch später noch musste man die Schaltmechanik mit der Rückholfeder sauber einstellen.

Ansgar

--
Erstellt mit Operas revolutionärem E-Mail-Modul: http://www.opera.com/mail/
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Ansgar Strickerschmidt

Christian Müller schrieb:

Gut, das Rucken ist ja gerade Absicht - von der Haltespannung ins Umschalten beschleunigen und dabei Schmodder, Feuchtigkeit, Rost, usw. überwinden. Dann wieder halten.

Gut, das passt dann. Das macht auch eine guten Eindruck, klackert satt und hält auch. Ich könnte das ja einfach mal mit 10 Hz eine Woche durchlaufen lassen - wenn es 6 Millionen mal geklappt hat, muss ich irgendetwas richtig gemacht haben. ;o)

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Edzard Egberts

Edzard Egberts schrieb:

beschleunigen und dabei Schmodder, Feuchtigkeit,

Ich glaube, so langsam kann ich mir vorstellen, was du gebaut hast.

Ist es tolerabel, das das, was da mit dem Motor bewegt wird, im Augenblick des "Kondensator-Stroms" schneller/weiter bewegt wird als im Regulärbetrieb? Wenn nein, böte sich die PWM als doppelter Problemlöser an, denn ein pwm-gesteuerter Motor braucht keinen seperaten "Anschubser", weil das Anschubsen (eigentlich ein permanentes Verprügeln - aber mit Liebe) das Prinzip der PWM ist. Mit PWM liefe der Motor also sofort los, aber nicht schneller oder weiter, als im späteren Lauf. Statt der OPV würden dann FET den Motor versorgen, was die Verlustleistung möglicherweise noch etwas senkt.

10Hz? Das passt nicht zu den erwähnten 10ms. Zwischen den einzelnen Überlastungen muss das System genug Zeit haben, die Verlustwärme abzuführen. Eine 10ms dauernde Überlastung in einem Zeitfenster von einigen Sekunden dürfte problemlos sein. Bei einer Überlastung von 100ms (10Hz) dürfte eine Pause von nur 100ms wohl zu kurz sein.

Gruß Christian

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Christian Müller

"Christian Müller" schrieb im Newsbeitrag news:jagctd$tid$ snipped-for-privacy@news.albasani.net...

Hi, das ist ein Gleichstrom-Motor, vermutlich angesichts der Spannung einer mit Bürsten-Kommutator. Da gibts Bürstenfeuer und vermutlich auch ein "Lagerspiel" bzw. Getriebespiel. Mit PWM würde ich da eher nicht arbeiten, oder wenigstens mit "Sanftanlauf". Und das Problem von "Funk(en)-Störung" bleibt...die Dioden müssen sein. Vielleicht reichen auch ein paar (keramische) Kondensatoren direkt am Kommutator. Jedenfalls ist uns damals so manche Brücke ausgeglüht wegen der Generatorleistung unseres Fahrmotors. Hätte gerne Schütze genommen, aber gegen einen Elektronikfreak redet man wie gegen Windmühlen...

--
 mfg,
gUnther
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gUnther nanonüm

Christian Müller schrieb:

Eine Achse mit Blende, die rechts und links anschlägt, der Motor macht nur eine viertel Umdrehung und wird dann (mechanisch) angehalten. "Blende am Anschlag halten" ist der Hauptbetriebszustand, für den die Motorspannung möglichst niedrig sein soll. Für "Blende umschalten" möchte ich ein höhere Spannung haben.

Es geht um eine maximal doppelte Uberlastung von 10 ms innerhalb von 50 ms - also einmal doppelte Überlastung auf vierfache Pause. 5 Hz muss es nur können.

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Edzard Egberts

Dann könntest du ja sogar die Bürsten ausbauen und die Leitungen direkt am Kommutator anlöten. Ggf. den Stator richtig hindrehen. Das würde die Lebensdauer sicher um einiges steigern...

Gruß Andy

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Andreas Weber

Das ist ein Zylinder von 10x4 mm, da bin ich froh, wenn ich den Motor sehen kann - Bürstchen ausbauen ist da eher nicht angesagt. ;o)

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Edzard Egberts

Kannst Du keinen billigen CMOS Treiber (digital) nehmen? Da sind die Dioden schon von Natur aus "eingebaut" :-)

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
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Joerg

Edzard Egberts schrieb:

eine viertel Umdrehung und wird dann (mechanisch)

OK, dann bringt eine PWM eher nur den Nachteil, dass sie vielleicht den Anschlag abreißt:-) Das drastisch sinkende Drehmoment in dem Augenblick, wo die Drehzahl auf 0 fällt, ist die ideale Begrenzung für dein System.

also einmal doppelte Überlastung auf vierfache Pause.

Flottes Teil. Wie kann sich in der kurzen Zeit "Schmodder, Feuchtigkeit, Rost, usw." ansammeln?

Ich glaube, dein Kondensator bewirkt nicht ein Abschütteln von angesammelten Siff, sondern dient zur Überwindung der in die durch das An_den_Anschlag_Fahren_und_dort_Halten aufgebaute mechanisch gespeicherte Energie - eine Art Federwirkung. Aber ok, die Kräfte(üb)erhöhung durch den Kondensator ist ja notwendig, um die Schnelligkeit des Systems zu realisieren.

Vermutlich wird eher das System aus Blende und Anschlag im Laufe der Zeit den Toleranzbereich durch mechanische Überlastung verlassen, als der Motor durch thermische Überlastung.

Gruß Christian

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Christian Müller

Doch, sogar viel mehr als 1 Stunde geht er nicht mehr, Periode wird ziemlich lang, bis er wieder gehend geht :P

Saludos Wolfgang

--
Wolfgang Allinger              15h00..21h00 MEZ: SKYPE:wolfgang.allinger
Paraguay            mailer: CrossPoint XP 3.20 (XP2) in WinXPprof DOSbox
Meine 7 Sinne:                                    reply Adresse gesetzt!
Unsinn, Schwachsinn, Bloedsinn, Wahnsinn, Stumpfsinn, Irrsinn, Loetzinn.
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Wolfgang Allinger

"Edzard Egberts" schrieb im Newsbeitrag news:jaggo7$648$ snipped-for-privacy@news.albasani.net...

Mach doch gleich ein "Magnetservo":

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Was willst Du ein eigentlich machen, poste doch mal ein Bild, wir sind alle sehr gespannt. Geheim wird es ja nicht sein...

Gruss Chregu

-- @Jörg: Es dürfen auch ICs für >$1 verwendet werden Michael Eggert in de.sci.electronics

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Christian Müller

Joerg schrieb:

Der liefert aber keine 90 mA, billig ist mein IC auch und Dioden sind ebenfalls "eingebaut" (also von mir messbar). Außerdem brauche ich wahrscheinlich gar keine Dioden, weil der Motor immer einen Strom treiben kann.

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Edzard Egberts

Christian Müller schrieb:

Auf eine kleine Lochrasterplatine? Das wage ich zu bezweifeln.

Jedenfalls bin ich fertig und meine Fragen wurden zur Zufriedenheit beantwortet.

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Edzard Egberts

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