ASURO: kleine Aufgabe - ganz langsam fahren

[waste]

Ich habe mal den Motorstrom für beide Fälle, also Freilauf und aktiver Bremse, simuliert. Die Kurven sind im Anhang zu sehen. Die rote Kurve ist der Motorstrom im Freilaufbetrieb, die grüne bei aktiver Bremse. Aktive Bremse bedeutet, dass auch der low side Transistor in der H-Brücke durchgeschaltet wird und nicht nur der high side. Simuliert wurde ein Schiebebetrieb bei 50% PWM, d.h. der Asuro wird mit Höchstgeschwindigkeit geschoben aber der Antrieb (PWM) steht nur auf 50%.

Man sieht, dass im Freilauf (rote Kurve) der Strom gar nicht negativ wird. Kann auch nicht, da die Freilaufdiode nur die Selbstinduktion der Ankerinduktivität ableitet und wenn die null ist, hört der Strom zu fließen auf. Anders ist es bei aktiver Bremse, hier ist der Strom immer negativ, im Mittel etwa -80mA. Der Motor ist wirklich im Generatorbetrieb. Durch den low side Transistor wird für 50% der Zeit der Motor kurzgeschlossen. Der Motor erzeugt einen Strom, der durch die Ankerinduktivität langsam bis über -125mA ansteigt. In der restlichen PWM-Phase fließt der Strom über den high side Transistor (oder auch obere Freilaufdiode) wegen der Induktivität weiter und lädt sogar den Akku. Dabei fällt der Strom auf ca. -25mA zurück. Dann wiederholt sich das Spiel.

Das Ganze ist schon sehr kompliziert und deshalb auch schwer zu erklären, aber vielleicht hilft es ein wenig weiter.

Waste

[stochri]

Hallo Waste,
interessante Idee, den Motorstrom zu simulieren. Da aber eine Simulation immer nur eine Annäherung an die Wirklichkeit ist, stellt sich mir sofort die Frage:
Was ist die Grundlage Deiner Simulation bzw, wie sieht Dein Modell aus ?

Ich, gestehe, dass ich mich noch nicht allzusehr mit Motormodellen auseinandergesetzt habe, aber folgende Fragen stellen sich mir:

1. Der Anker des Motors wird zwangskommutiert, bei jeder Umdrehung entstehen also möglicherweise Unterbrechungen des Motorstroms durch die Umschaltung, wie wirkt sich das auf den Ankerstrom aus ?

2. Der Motor hat einen bestimmten Wirkungsgrad im Motorbetrieb, unter anderem wird der Wirkungsgrad durch den Ankerwiderstand sowie Wirbelströme beeinflußt. Wie verhält es sich mit dem Wirkungsgrad im Generatorbetrieb? Welchen Einfluss hat die Magnetfeldstärke der Permanentmagnete und die Koppelung der Ankerspule mit dem Magnetfeld auf den induzierten Strom ?

Vielleicht kannst Du ja mal Dein Modell hier posten.

Gruss,
stochri

[waste]

Die Simulation hat den Vorteil, dass die Signale sauberer sind als in Wirklichkeit, also ohne Störungen durch z.B. die Kommutierung. Des weiteren kann man schnell was ausprobieren ohne den Lötkolben schwingen zu müssen. Vieles macht auch erst die Simulation verständlicher.

Ich simuliere mit LTSpice. Das Modell für einen Gleichstrommotor ist angehängt. Der gestrichelt umrahmte Teil ist der Motor. Er ist unterteilt in einen elektrischen und einen mechanischen Teil. Es wird also auch Drehmoment und Drehzahl simuliert.
Der elektrische Teil besteht aus:
La1 = Ankerinduktivität
Ra1 = Innenwiderstand
B1 = Gegen-EMK
Die Gegen-EMK ist das Produkt aus Winkelgeschwindigkeit omega und der Motorkonstanten Km.
Der mechanische Teil besteht aus:
B2: Stromquelle, die das Drehmoment simuliert, 1A entspricht einem Drehmoment von 1Nm.
I1: simuliert die Reibverluste (trockene Reibung)
R1: simuliert drehzahlabhängige Verluste
Cm1: simuliert das Trägheitsmoment des Rotors, 1F entspricht 1kgm²
omega: Die Spannung an dem Knoten entspricht der Winkelgeschwindigkeit in rad/s.

Das Modell funktioniert sehr gut. Ich kann damit auch die Dynamik beim Hochlauf oder Auslaufen simulieren. Allerdings geht es nicht so ins Detail, dass auch die Kommutierung mit berücksichtigt ist. Das war auch gar nicht die Absicht. Die hauptsächlichen Verluste entstehen durch den Innenwiderstand und durch die Reibung und die sind mit erfasst.

Der Wirkungsgrad im Generatorbetrieb sollte gleich sein, sind ja die gleichen Verlustbringer beteiligt, vorausgesetzt die Bürstenplatte ist nicht verdreht.
Zum Einfluss der Magnetfeldstärke möchte ich auf den Artikel von Manfred hinweisen: https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...motorkonstante

Waste

[bloodyDragon]

der thread scheint ja nichtmehr umbedingt der aktuellste zu sein aber mir ist durch einen fehler in meinem programm eine idee gekommen ...


ich habe aufs minimalste reduziert in meinem programm dass hier gemacht :

MotorSpeed(200,200);
MotorSpeed(0,0);

wenn man dazwischen passend viel/wenig zeit vergehenlässt könnte man damit eine ganz langsame bewegung realisieren ^^

[adrisch]

ich hab mir das jetzt so angeschaut und kam zum schluss, dass man theoretisch nur die untersetztung vergrößern muss => kleinere höchstgeschwindigkeit, mehr Kraft.

[damaltor]

nein leider nicht. im endeffekt ist das eine art selbstgebaute PWM, also volle leistung und keine leistung im wechsel. der asuro hat ohnehin schon eine PWM eingebaut buz programmiert, deshalb dürfte das nicht viel bringen.

[adrisch]

na ja, dann halt nich. war nur so ne idee

[bloodyDragon]

naja...das ist eine 8 bit pwm soweit ich weis .. ( 255 is max)
.. der prozessor hat einen wesentlich feineren takt man könnte also viel näher an den punkt wo der asuro geradenoch fährt
aber im endeffekt treten dann vermutlich wieder die probleme mit der haftreibung und den bauteilungenauigkeiten auf die das feineinstellen aka herumprobieren erschweren ...

naja da's meine idee ist werd ichs auch ausprobieren wenn mein asuro entlich lichter finden und linien folgen kann ^^