1-Qadrantensteller mit Dynamischer PWM-Erzeugung

[akanzl]

Hallo zusammen,

ich bin neu in diesem forum und möchte euch schon mal vorab warnen, dass es sich hierbei um mein erstes Projekt in dieser Richtung handelt und ich auf diesem Gebiet noch viel Lernbedarf habe. Deshalb möchte ich euch um etwas nachsicht bzw konstruktive kritik bitten für den fall, dass angaben fehlen oder die problemstellung nicht richtig dargestellt sein sollte...

wie gesagt möchte ich einen 1-quadranten steller für einen gleichstrommoter bauen. Motor: http://www.motenergy.com/me0909.html .
Dieser wird mit einem akku von 48V betrieben (typ noch nicht sicher, aber tendenz zu LiIo). Der motor wird dynamisch betrieben werden, d.h. die last wird sich schnell ändern, was zu spannungs -und dem entsprechend leistungsschwankungen führen wird. Dennoch möchte ich die Drehzahl konstant halten. dazu benötige ich eine Regelung des PWM-Signals über die Spannung.

Das ganze stelle ich mir in etwas so vor:

Die betriebsspannung müsste gemessen werden (mit einer Referenzspannung verglichen) über die differenz müsste sich ein faktor ermitteln lassen, mit dem das PWM-Signal so angepasst werden kann, dass sich die drehzahl nicht verändert.

Auf Grund mangelnder Erfahrung stellen sich mir nun folgende fragen:

1. Ist der Ansatz überhaupt richtig, bzw umsetzbar? oder gibts einen denkfehler?

2. gibt es evtl eine einfachere lösung?

3. wenn mein ansatz in ordnung ist, kann aus der resultierenden differenzspannung mit hilfe einer schaltung der genannte faktor gebildet werden und an meinen µC (ATMega32) übergeben werden? oder kann der µC selber die Spannung messen, sodass ich den Faktor per software ermitteln kann?

4. hat eine entsprechende softwarelösung mit dem atmega32 negative auswirkung auf die "Sauberkeit" des pwm-signals, da ja während der signalerzeugung eingänge abgefragt werden müssten und das signal u.U. zur laufzeit verändert werden müsste, höherer rechenaufwand ect....


Über jeden tipp währe ich euch sehr dankbar, sei es auch ein literaturhinweis, verweis auf einen anderen thread/forum oder ein ähnliches projekt.
Vielen Dank im voraus!

MfG, akanzl

[Michael]

Die betriebsspannung müsste gemessen werden (mit einer Referenzspannung verglichen) über die differenz müsste sich ein faktor ermitteln lassen, mit dem das PWM-Signal so angepasst werden kann, dass sich die drehzahl nicht verändert.

ich glaube nicht, dass du über die Messung der Betriebsspannung die Drehzahl konstant halten kannst.
Warum willst du nicht gleich die Drehzahl messen?

Gruß, Michael

[akanzl]

Danke für deinen Vorschlag Michael.

Leider ist dein Vorschlag meiner Meinung nach zu aufwendig, da ich für die Umsetzung bauliche Änderungen vornehmen müsste (der Motor betreibt eine Turbiene) um mit Lichtsensoren zu arbeiten. Des Weiteren stelle ich mir solch eine Lösung auch recht kostspielig vor, da die Genauigkeit bei ca. 3000min^-1 recht hoch sein muss...
Ausserdem ist der ATMega32 noch nicht ausgelastet und sollte eigentlich diese Aufgabe bewältigen können. Mir ist bis jetzt nur noch nicht die entsprechende Mess -und Regelschaltung eingefallen.

Gruß

[Michael]

wie du meinst, probier es einfach aus. Du wärst der erste, der das hinkriegt. Und auch nicht der letzte, der daran scheitert

Gruß, Michael

[akanzl]

Danke für diesen Beitrag! Auch wenn nicht sehr hilfreich, ist er denn noch ermutigend. Ich werds weiter versuchen
Falls ich eine Lösung finden sollte werde ich sie hier gerne vorstellen.

Aber bis dahin, jemand eine andere Idee?

Gruß

[RoboHolIC]

Eine Leistungsregelung an einem einfachen ohmschen Widerstand kann man sicherlich auf diese Weise realisieren. Per PWM-duty cycle kann man die effektive Spannung an der Last beeinflussen und damit die veränderliche Eingangsspannung kompensieren.

Bei einem Gleichspannungsmotor bewirkt ein positiver Last- ( =Drehmoment-)Sprung vor allem ein Absinken der Drehzahl und damit auch der Gegen-EMK. Die resultierende Differenz zwischen Speisespannung und reduzierter Gegen-EMK wird durch die Komponente ( zusätzlicher Motorstrom * Innenwiderstand ) ausgeglichen: Der Motor produziert (proportional zum Ankerstrom) ein höheres Drehmoment.

Man kann nun ein elektrisches Modell des Motors mit Innenwiderstand und Generatorkonstante (oder wie das Ding heißt) bilden und aus der Akkuspannung, dem duty cycle und der Messung des Motorstroms auf die Drehzahl rückschließen. Theoretisch. Praktisch machen es die Profis mit aufwendigen und teuren Drehzahlgebern (Tacho oder Strichscheiben), die man lieber einsparen würde, wenn es denn machbar wäre.

Naja, es gibt schon was ähnliches, nämlich die I*R-Kompensation, die (auch analog realisierbar) genau das macht, was ich oben beschrieben habe. Aber das ist keine Drehzahlregelung, weil sie die Temperaturveränderlichkeit des Wicklungswiderstandes und andere Störeinflüsse nicht berücksichtigt. Damit lässt sich das Einknicken der Drehzahl bei Lastwechseln wohl spürbar mindern, z.B. bei einer Handbohmaschine ...