Lastabhängige Drehzahlregelung für 12V Motor

[Michael 123]

Hallo,

da ich mich in letzter Zeit wieder verstärkt mit der Modellbahn beschäftige und machmal auch an Digital denke, kam mir die Frage aus: Wie soll bitte die lastabhängige Drehzahlregelung bei den Motoren funktioniere?
Das Prinzip ist folgendes:

Lastregelung
    des Motors durch Soll-Ist-Wert Vergleich, dass bedeutet, die Drehzahl ihres Fahrzeuges ist nicht lastabhängig, sondern die einmal gewählte Geschwindigkeit bleibt auch in Steigung oder Gefälle gleich

Quelle: http://www.rautenhaus.de/slx831.htm

könnt ihr mir sagen wie man so was realisieren kann? Wie funktioniert das?

mfg
Michael

[avion23]

Hi Micheal,
ich vermute dass dort ein Regelkreis implementiert wurde. D.h. es gibt eine Ausgabegröße (PWM) und ein feedback (aktuelle Drehzahl). Die beiden stehen in Relation zu einander. Das "wie" beschreibt eine komplizierte Funktion, die von einem Regelkreis angenähert wird. Zum Informieren kannst du dir einen "pid-regler" anschauen. Damit soll man schon ziemlich weit kommen.

[coil]

Hi Michael,

jeder rotierende Motor erzeugt eine Induktionsspannung deren Frequenz und dessen Amplidude von der Drehzahl abhängig ist.
Diese I-Spannung kann man mittels Transistor verstärken und über einen zweiten Transistor, der als Referenz dient, vergleichen und somit über einen Thyristor die Motorspannung regeln.
Die Regelung der Lastabhängigkeit ist nicht so genau wie mit seperaten Gebern, dürfte aber für den Modellbau ausreichen.

Gruß
Coil

<##> habe noch irgendwo einen Schaltplan rumliegen

[Michael 123]

Hallo,

erstmal danke für die Antworten.

@coil: Wäre cool wenn du mir den Schaltplan zukommen lassen könntest

mfg
Michael

[sigo]

Es gibt noch eine recht einfache Möglichkeit, die oft einfacher zu realisieren ist:

Das Ersatzschaltbild eines DC-Motors ist eine Spannungsquelle (die Generatorspannung, bzw. EMK) und der Wicklungswiderstand in Reihe. Die Indiktivität lassen wir im DC-Betrieb außer ach, bzw. sie ist ja schon im der EMK berücksichtigt.

Wenn die Belastung steigt, fällt mehr Spannung am Innenwiderstand ab (weil ja der Strom durch den Widerstand steigt), und damit bleibt weniger Spannung für die Drehzahl, damit wird der Motor langsamer.

Man kann nun die Spannung um genau den Betrag erhöhen, der am Innenwiderstand abfällt, und damit die Motordrehzahl konstant halten.

Prinzip: Die Schienenspannung erstmal um z.B. 10-20% auf runterregeln (man braucht ja eine Regelreserve) und dann mit zunehmender Belastung (spannungsabfall am Shunt) hochregeln. So ist der Motor im Leerlauf so langsam wie sonst unter Vollast.

Das kann man z.B. recht leicht mit einem ATtiny15 + MOSFET machen oder natürlich auch mit einem analogen PWM-Steller, z.B. auf Basis eines NE555 Timers).

Ist vor allem recht einfach.. Man muss nur die richtige Verstärkung (Kp) einstellen, also den Faktor um den die Ausgansspannung (PWM) steigt, wenn am Shunt mehr Spannung abfällt.. (theoretische Minimalbeschaltung:
5V-Spannungsregler für den Controller, Shuntwiderstand, Controller und MOSFET., ggf. noch ein Trimmpoti am 2. AD-Wandler, damit man das abgleichen kann. That's it.

Die oben beschriebene Methode der EMK-Messung zwar genauer, aber auch aufwändiger. Für den Zweck sollte es auch so reichen.

Sigo