Kettenfahrzeug antreiben (sehr schwer > 150kg)

Hallo erstmal, bin neu hier.

Habe vor einiger Zeit mit einem Kumpel mal ein Projekt angefangen mit einem Kettenfahrzeug. Momentan sind da zwei 500 W Gleichstrommotoren drin (mit Getriebe). Allerdings bekommt man die Kiste überhaupt nicht zum laufen, bringen nicht genug. Die letzten versuch mit diesem Gerät sind allerdings schon lange her (>3 jahre). Unser wissensstand hat sich mittlerweile etwas geändert. Wir hatten jetzt die Idee Drehstrom Lichtmaschienen auf dem PKW bereich als Motoren zu verwenden. Die dioden und den Regler haben wir amputiert und sind direkt auf die Wicklungen gegangen. Allerdings brauchen wir zum Betreiben ja Drehstrom und der Akku (230Ah LKW Batterie) bringt ja leider nur gleichstrom. Wir haben mit einem Atmel microcontroller einen Drehstrom erzeugt, denn wir in der Frequenz varieiren können. Der Motor dreht sich auch, bringt aber überhaupt keine Leistung. Nun wissen wir nicht so richtigt weiter, es kann auch sein, das wir ansteuerungstechnisch einen denkfehler drin haben. Nun an euch: Hab ihr eine idee was wir für motoren verwenden können die unser "eisenschwein" vorwärts bekommen???? Die drehstrom idee finde ich nach wie vor recht reizvoll, weil wir da phasenmäßig nicht so viel strom schalten müssen wie bei einem gleichstrommotoren, da sich der strom auf 3 phasen verteilt. Gewichtsbedingt brauchen wir aber recht starke motoren.

Wir sind für jede Idee oder jedem Denkanstoß dankbar!!!


mfg gund

Jungejunge, was habt ihr euch denn da vorgenommen...

Ein paar Seiten weiter hinten in diesem Forum hat auch jemand nach dicken Motoren gesucht, und bekam als Antwort eine dicke Linkliste, da sind (bei kurzem Drüberschauen) Motoren bis einige kW drin:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=22377

Und wie wäre es mit Anlassern? Hast halt dicke Ströme, aber ob ihr nun eine H-Brücke für 200A baut oder drei für 50A...

Viel Spaß beim Basteln weiterhin, und daß das Ding euch nie über die Füße fährt

wünscht Tom.

PS. Ein Bild oder Hinweis auf ne Webseite wär schon interessant...

Mit 1000 Watt = 1,3 PS habt Ihr keine 150 KG antreiben können? Dann liegt Euer Problem wahrscheinlich nicht an den Motoren, so das eine Änderung Euer Problem möglicherweise nicht beseitigt.

Wie dem auch sei. Drehstromlichtmaschinen haben keine Permanentmagnete wie Gleichstromlichtmaschinen oder die meisten Motoren. Das Magnetfeld des Rotors wird elektrisch erzeugt. Das heißt Ihr müßt den Rotor zusätzlich mit Gleichstrom versorgen.

MfG

Michael

Erstmal danke an an alle für die Antworten!

Will mal noch etwas genauer unser Problem beschreiben:

Vor ca 3 Jahren haben wir mit diesem Kettenfahrzeug im Rahmen eines Projekttages begonnen. Das war damals im Sinne der Ausbildung in der Berufsschule. Leider funktionierte das gerät nie so wie erdacht. Nach der Ausbildung stand die Kiste weiter in der Berufschule Unser Lehrer kam vor Kurzen auf uns zu ob wir noch interesse am gerät hätten, ansonsten würde er es entsorgen. Das war mir dann doch zu schade dafür, vorallem weil wir schon eine ganze menge arbeit und zeit in dieses Projekt investiert haben. Nun steht der Kolos bei mir zuhause und es wurde sofort klar das wir damals einige fehler gemacht hatten. Als erstes verwendeten wir zwei gleichstromlichtmaschinen aus einem ZT300 (DDR Traktor) die wir über eine Pulsbreitenmodulatin drehzahlregeln wollten. Dies Funktionierte damals schon nicht richtig, ständig schoß es uns die MOSFET´s ab. Das lag aber sicher an der Induktion (Blindleistung) die ja dann irgendwo hin musste. Außerdem hatten wir in unserer gesamten elektronik stöfrequenzen, die wir nicht weg bekammen (selbst mit entördrosel, schutzdioden und konti´s). Wir versuchten damals dann noch das gerät überhaupt erstmal zum laufen zu bringen und klemmten versuchsweise 2 fette relais rein und schalteten die motoren ein. Ergebnis: es ging überhaupt nichts los (es fuhr zwar, aber wie), und die motoren hatten auch was abbekommen. Diese motoren wollen wir jetzt nicht mehr verwenden. Nun zur drehstromlichtmaschine als motor: Wie gesagt erzeugen wir aus 12V gleichstrom einen drehstrom. Dazu schalten wir pro Phase (ich nenn sie mal A , B und C) jeweils 2 MOSFET´s einer schaltet + auf die Phase und der andere - (natürlich nicht gleichzeitig). Zum ablauf: erst wird Phase A auf + geschalten es vergehen ein paar us, dann wieder aus, es vergehen ein paar us dann schaltet der andere MOSFET - auf die Phase es vergehen ein paar us, dann wieder aus, es verhen wieder ein paar us und es geht von vorn wieder los. Das ganze geschiet auch auf den anderen Phasen, allerdings jeweils um 120° versetzt. Nun unsere beobachtung: Wenn wir diese selbsmodulierte drehspannung an denn motor anschließen dreht er sich (auch ohne eregung auf dem rotor). Hat alledings nicht viel kraft (läßt sich per hand anhalten) zieht aber trotzdem 10A (vor unserem "frequenzumformer"). wenn ich jetzt wärend er sich dreht die eregung anklemme auf 12V gleichspannung, wird er etwas langsammer und hat trotzdem keine kraft. wenn ich erregung und drehstrom gleichzeitig einschalte (motor steht) rammelt der motor nur und dreht nicht. Allerdings ist mir seit dem letzten post von mir noch etwas eingefallen: aufgrund der tatsache das wir eigentlich nicht 12V drehstrom erzeugen sonder 6V (weil wir keine richtige Null haben, die null liegt zwischen den 2 polen ) aber auf dem Rotor 12V anleigen haben ist die erregung vieleicht viel zu stark und der magnetfluß ist zu groß -> der motor kommt "durcheinander" (oder ähnliches). Als nächstes ist sicher auch die Blindleistung nicht außer acht zu lassen: im durchschnitt laufen elektromotoren so bei ca cos 0,75 bis 0,8. die Blindleistung bekommen wir ja nicht zurück, deshalb zieht er warscheinlich so viel. kenn jemand nen link o.ä wo erklärt ist wie ich die demensionierung eines kondensators zu Blindleistungskompensation ausrechne?? Dazu muss ich allerdings auch erstmal wissen welche Blindleistung mein Motor überhaut wirklich hatt, also welchen cos wert er hat. Ich dnke nach wie vor das wir mit den drehstrom generatoren recht gut kommen werden, erstens weil sich der strom auf 3 phasen verteilt, zweitens ist es im grunde eine art "schrittmotor" (genauere steuerung, wenn s denn mal klappt) und kaputte limas bekommste überal fürn apel und ein ein. Die dioden und den regler brauchste eh nich und die spulen sind zu 99% immer i.o. Höchstens die kohlen oder die lager sind fertig, und das kann man tauschen oder man nimmt eine andere.

Sinn der sache ist eigentlich blos mal wieder was zu werkeln und neue erkenntnisse zu erlangen. Außerdem spiele ich schon mit dem gedanken das der roboter dann im winter mal bevor ich aufstehe meine einfahrt alleine vom schnee befreit *gg*

noch was: weis jemand wo ich gescheite (Gleis-)Ketten hebekomme? derzeit sind so fördebandgummischlaufen drauf, is sicher nicht das ware.

mfg gund

Zitat:

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selbst mit entördrosel, schutzdioden und konti´s

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Selbst mit Schutzdioden heißt wohl dass auch versucht wurde die in der Induktivität gespeicherte Energie pro Umschaltung im Treiber zu vernichten.
Wurde denn zu der Schaltung ein Schaltbild gezeichnet? Lohnt es sich das zu analysieren, oder ist es besser ein paar Treiber für 10A und mehr zu suchen?
Manfred

Kannst du mal Bilder von dem Gefährt rein stellen?

Sicher kann ich bilder posten, aber es steht momentan nur ein stahlgestell da. Is eigentlich nich viel zu sehen. Zu der Schaltung existierte mal eine Zeichnung, aber wie gesagt das ist 3 jahre her und die war mit sicherheit nicht ausgereift. Wir bräuchten Treiber die so ca 200A peak aushalten, kannste sicher nur mehrere Mosfets parallel schalten, aber davon abgesehen will ich diese 2 gleichstrommotoren eigentlich nicht mehr in diesem kettenfahrzeug sehen. Das leistungsgewicht und leistungsvolumen ist bei einem Drehstrommotor viel besser. Was mich mom. am meisten interresiert ist die geschichte mit der blindleistung, kann mir da jemand weiterhelfen????

mfg gund

Das Schalten von Induktivitäten kommt bei der elektronischen Kommutierung vor und auch bei der PWM Ansteuerung zur Stromregelung.
Hier ist die Funktionsweise des Schaltens bei der Stromregelung von Schrittmotoren besprochen. https://www.roboternetz.de/wissen/in...hopper_Betrieb
Ist das Schalten soweit klar?

Der Strom und die Energie wird beim Abschalten in die Quelle zurückgeführt oder es wird ein Erhalten oder langsames Abklingen über eine Diode angestrebt.


Der nächste Punkt ist die ausreichend schnelle Ansteuerung mit Transport der Gateladung damit der Transistor (FET) nicht halb geschaltet hängenbleibt.

Ist das überhaupt interessant oder geht es nur um den Kauf und Einbau einer Steuerschaltung?
Manfred

Das schalten ist klar, haben wir ja auch schon erfolgreich durchgeführt. Mir geht es ja jetzt um den drehstrommotor. Bei Netzbetreibenen Motoren (400V)
wid in der regel ein Kondensator parallel zu den spulen des Motors geklemmt, damit die Blindleistung nicht ins Netztzurück fließt sondern nur zwischen spule und Motorwicklung "pendelt". Genauso will ich das auch machen. Ich will die Blindleistung vor den MOSFET´s pendeln lassen, wenn ich sie nämlich abklingen lasse muss ich sie mit jeder halbwelle wieder neu hinzuführen um sie dann wieder abklingen zu lassen. Das wäre energieverschwendung, der Motor wird schon genügen Strom ziehen, da brauch ich das nicht noch extra. Unsere MOSFET´s schalten sauber, werden direkt vom Atmega16 angesteuert, werden nicht warm. Das ist auch dringen notwendig, da wir sonst einen kurzschluß veruhrsachen, da ja kurzezeit später auf der gleichen phase die entgegengesetzte polarität anliegt. Die steuerschaltung werden wir selbst herstellen nach schon beschriebenem prinzip. Mir geht es jetzt darum herauszubekommen wie groß mein kondensator sein muss, damit ich die blindleistung kompensieren kann.

mfg gund

Ich stell jetzt mal ne blöde frage,

ich hatte auch mal so eine Lichtmaschiene in der Hand welche eine Wicklung auf dem Rotor hatte. Diese Wicklung musste mit einem leichten Gleichstrom durchflossen Werden um den Rotor zu magnetisieren. Sie wurde über Kohleschleifer kontaktiert.

Hat eure Lichtmaschiene etwas ähnliches? Könnte es sein das der Motor wegen dieser Rotorenwicklung nicht leuft?

Ja hat sie, hab ich weiter oben auch schon mal beschrieben. Wir haben da auch Strom drauf gegeben. Aber warscheinlich zu viel Spannung, wird noch getestet nächste woche.

mfg gund

Die grundlegende Beschreibung zur Kompensation in Drehstromnetzen gebe ich gerne weiter.

http://www.frako.de/Site/WWW_FRAKO_D...08_02_7121.pdf

Dass über kurze Strecken (innerhalb eines Fahrzeugs) die Bildleistung beim Schalten auch verlustarm in die Quelle zurückgeführt werden kann können wir ja bei Bedarf später noch behandeln.
Manfred

Danke, das hilf mir erstmal weiter. Werd kommende woche nochmal testen, poste dann das ergebnis hier.

mfg gund

Zitat:

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Zitat von gund

Zum ablauf: erst wird Phase A auf + geschalten es vergehen ein paar us, dann wieder aus, es vergehen ein paar us dann schaltet der andere MOSFET - auf die Phase es vergehen ein paar us, dann wieder aus, es verhen wieder ein paar us und es geht von vorn wieder los. Das ganze geschiet auch auf den anderen Phasen, allerdings jeweils um 120° versetzt.

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Ihr schaltet die Phasen bereits beim Start unter Last im MIKRO-Sekundenbereich?? Da wundert es mich das er überhaupt anläuft. Bei Wechsel- bzw. Drehstrommotoren hängt die Drehzahl zwar von der Frequenz ab. Aber der Motor sollte auch in der Lage sein, ihr folgen zu können. Von 0 auf z.B. 6000 UpM in wenigen µs schafft kein mir bekannter Motor. Änderst Du aber die Polarität der Statorspule bevor der Rotor sie passiert hat, so bremst Du den Motor!

MfG

Michael

Is klar, wie arbeiten derzeit noch im versuchsstadium. Es ist bereits vorgesehen die Frequenz langsam anzuheben, bei anfahren des motors. Aber er dreht sich trotzdem, dreht halt ziemlich langsam hoch. Bin eigentlich ganz zuversichtlich das wir das hinbekommen werden, mit dieser drehstromgeschichte.

mfg gund

Wir haben jetzt unser Konzept nocheinmal überdacht: Mit der bisherigen Motoransteuerung betreiben wir den Motor eigentlich in Sternschaltung, da haben wir ja nur ca 1/3 der Leistung. Außerdem Wird die eregerspule einer Lima nie mit 12 V betreiben sonder immer mit weniger. Wir haben gestern wieder experimentiert: Wir Steuern denn Motor jetzt mit insgesamt 3 H-Brücken an und betreiben ihn in Dreiechsschaltung. Außerdem haben wir die eregerspannung regelbar gestalltet (werte zwischen 2 und 4 volt erwiesen sich als günstig, bei höherer drehzahl etwas mehr). Die ergebnisse waren sehr gut: der Motor hat extreme Kraft, vom stillstand ab. Und auch einen sehr große haltekraft, zieht alldeings auch ein paar A, aber das war ja klar.Leider hat es uns heute einen MOSFET zerschoßen, warscheinlich doch ein paar A zuviel. Werden jetzt 2 oder mehrparallel schalten um dies zu verhindern. Bin sehr zuversichtlich das die Limas unser "Eisenschwein" vorbewegen können.

mfg gund

Wir werden jetzt noch zusätzlich die Spannung per PWM noch vor dem "Drehstromerzeuger" zehacken, um das drehmoment nachzuregeln. Dies mus natürlich immer in zusammenhang mit der eregesspule geschehen. Damit wollen wir ereichen das unsere Motoren nicht soviel strom ziehen, wenn es nicht benötigt wird.

mfg gund

Zitat:

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Leider hat es uns heute einen MOSFET zerschoßen, warscheinlich doch ein paar A zuviel. Werden jetzt 2 oder mehrparallel schalten um dies zu verhindern.

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Nach dem übernächsten Satz Transistoren kann Du ja mal die Schaltung posten. O:)
Machmal sieht ja auch der eine oder andere eine Verbesserungsmöglichkeit.

Könn mer machen. Hab jetzt bloß nix hier, liegt alles bei meinem kumpel.
Es wurde auch schon wieder etwas experimentiert, bericht folgt....

mfg gund

hab für meine projektarbeit einen drehstrom frequenzgerelt erzeugt, allerdings nur von ca. 4,5 -> 60Hz, benutzt hab ich dafür einen 16f84 und drei max292, dieser macht aus einem rechtecksignal und einem clocksignal ein sinussignal, dieses muss allerdings noch über ein rc glied geglättet werden und mittels opv muss der offset entfernt werden.

das ganze funktioniert prima, hat aber einen nachteil, wenn man die spannung dann über einen leistungsverstärker verstärkt produziert man jede menge umschaltverlustle in den transistoren, haben wir dann auch bei unserem projekt festgestell, wir hatten dann noch das problem, das unser verstärker unterhalb von 48hz nicht mehr richtig funktionierte.

unser verstärker brachte am ausgang 370V.

die frequenz zwischen 4,5 -> 60 hz konnten wir daher nur dann einstellen, wenn wir unseren leistungsverstärker abklemmten, die ausgangsspannung betrug dann allerdings nur +- 5V.

gruß tom

Klingt interessant! Ist natürlich klar mit diesen Umschaltverlusten, das wäre in unserem fall höchst unefektiv, da wir ja so die ohnehin durch die Akkus begrenzte Leistung ungenutzt in Wärme umwandeln. Wenn wir ne richtige sinuskurve hätten, wär das sicher besser, wüste allerdings nicht wie wir das verlustfrei (zumindest verlustarm) hinbekommen sollten.

mfg gund

Hallo, nach längerer pause nun wieder mal was neues: Wir sind jetzt gerade am basteln einer endstufe: Bild hier  
Sind im Grunde 3 H-Brücken mit jeweils 4 irfp064n und 8 irf4905. Damit können wir pro phase rund 200A schalten,ich denke damit haben wir genug reserven. Als Motoren verwenden wir jetzt lichtmaschinen aus einem Nissan mit 67 A. Ich hatte letzt einen (denke ich) guten einfall: wir könnten unseren steuerungsteil etwas verbessern indem wir eine ungefähre sinuskurve hinbekommen: wir zerhacken per pwm unsere spannung zeitabhängig wie eine sinuskurve. Lässt sich irgendwie schlecht erkären, vom ablauf her soll das so werden angefangen vom null-durchgang unserer sinuskurve zählen wird den pwm wert hoch (mit einer sinus-funtion) und auch wieder herunter, dann wird umgepolt und das ganze wiederholt sich. Das ganze passiert um 120° versetzt auf allen phasen. ich bin mir nicht sicher ob es notwendig wird, unsere ausgangsspannung danach zu glätten, was haltet ihr davon?

mfg gund

Bei der PWM-Steuerung eines DC-Motors glättet man auch nicht, sondern überläßt dies der Induktivität der Motorspulen. Ich glaube, Ihr könnt es genauso machen.
Ich denke sogar, ein Glättungskondensator verfälscht die PWM, holt er sich doch in der On-Phase jede Menge Strom (Ladung), den er dann in der Off-Phase wieder an den Motor weitergeben kann. Eigentlich müßte man dann einen richtigen Tiefpaß aufbauen, also Widerstand von der H-Brücke zum Glättkondensator. Und das wär ja schade, in einen Hochstromweg einen Widerstand einbauen...

Gruß
Tom.

Das ist richtig, ich hätte auch eher in richtung spule in verbindung mit kondensator gedacht (eher kleiner kondensator). Einen Tiefpaß halte ich auch für ungeeigent, weil desen wiederstand dieser ja bis zu 200 A peak aushalten müsste.

mfg gund

Hm, ich habe den Thread jetzt mal nur schnell überflogen...

Ich besitze einen Elektrorollstuhl (eigengewicht etwa 150kg), der hat mich (60kg) und meinen Vater (100kg) zusammen mit 10km/h gefahren.

Das macht 310kg Gesamtgewicht und das mit EINEM 500Watt Motor und da kommst du mit 2x 500W Motoren nicht voran :D, da kann ich nur lachen...

Aber größere Motoren sind kein Problem, ich habe noch 3AEG Motoren mit 750Watt bei 24Volt die kann man auch auf 36Volt laufen lassen dann haben die 1500Watt pro Motor... Die sollten für dich reichen oder?

Klingt nicht schlecht, aber wir haben uns jetzt ja schon für die drehstromlimas entschieden. Trotzdem danke für das angebot. Du darfst eins bei deiner rechnung nicht vernachlässigen: dein rollstuhl hat sicher keine kette als antrieb, oder? die kette nimmt einem gleich wieder ganz schön leistung weg. Sicher würden dafür immernoch 500w reichen, ich glaube aber fast das diese motoren von grund her ungeeignet waren.

mfg gund

Was machst du denn mit den Alten Motoren? Kannst du mir da mal nen Bild von schicken?

Die alten motoren sind einegtlich abzugeben, falls du sie brauchst. Hab maln bild gemacht, Bild hier  
sind beide wicklungen nach außen geführt ( rotor- und statorwicklung). das kabel was noch mit dran rum baumelt ist ein temperatursensor, der kommt noch ab. die wellen sind beidseitig abgefräst, damit man ein ritzel oder ähnliches befestigen kann.

mfg gund