Probleme mit Glockenanker Motoren und Hochfrequenz Reglern

Servus

Kennt jemand das Problem mit Glockenanker (Faulhaber) Motore und Hochfrequenz (1kHz und mehr) Reglern?

Ich habe mir mal die Mühe gemacht und mir auf einem Oszi Strom und Spannung angesehen. Ich kann Euch sagen, das sieht böse aus!

Folgendes Problem:

Diese Motore haben eine viel zu geringe Ankerinduktivität. Das bewirkt, dass der Transistor oder IGBT auf dem Regler im Nulldurchgang nicht gelöscht wird und somit den Motorausgang des Reglers kurz schliesst (Vollbremsung).

Dies macht sich in einem unruhigen, brummigen Lauf im ganzen Drehzahlbereich bemerkbar, nur bei Vollgas nicht. Unweigerlich führt dieses Phänomen zur starken Erwärmung des Reglers und des Motor´s und einer von beiden geht dann auch meist hopps.

Abhilfe hier ist nur eine wesentlich höhere Taktfrequenz und eine zusätzliche Induktivität.

Diese Induktivität ist in jedem Elektronikladen erhältlich.

Haba di Ehre

Servus

Wie soll man den Wirkungsgrad eines Motor´s verbessern? Der Wirkungsgrad ist eine feste grösse und wird von der aufgenommenen zur abgegebenen Leistung bestimmt. Was man beeinflussen kann ist das Regelverhalten.

Sieh dir mal die Website an, dort sind Induktivitäten (Drosseln) abgebildet. Vor allem diese blauen sind interressant. Eine ausgesucht mit viel "L" (mH) und passendem Nennstrom, in die Motorleitung geschalten, fertig. Das Regelverhalten verbessert sich mit der Zunahme der Induktivität.

http://www.reichelt.de/?SID=15pIYMdtS…5bf3d5;ACTION=4

Haba di Ehre

Servus

Wenn der Servonau sich umschalten lässt auf eine doppelte Taktfrequenz, dürfte das Problem behoben sein.
Wie ich schon anmerkte, eine höhere Taktfrequenz oder eine zusätzliche Induktivität (Drossel) behebt das Problem.

Die Drossel sollte nicht auf Nennstrom ausgelegt sein, sondern etwa 15% höher. Auch keine Stromkompensierte Drossel verwenden!
Sollte der Sättigungsstrom unter dem Thermischen Strom liegen, hat diese auch keinen Wert.

Ja, es gibt eine Formel (Differentialrechnen).
Ich werde versuchen die Formel anhand einer Grafik zum einfacheren Verständnis zu versehen. Der Beitrag, bzw. die Formel folgt in kürze.

Haba di Ehre

So liebe Gemeinschaft

Es hat zwar gedauert, aber jetzt habe ich mich mal hingesetzt und versucht, diese Probleme verständlich zu erläutern.

Bild 1

Dort ist der Verlauf von Strom und Spannung ungefähr nachgebildet, wie es sich verhält bei Reglern mit zu geringer Taktfrequenz, bzw. mit einem Motor, der eine zu geringe Induktivität besitzt. Man erkennt, dass der Stromfluss beendet ist, bevor die Spannung ansteigt. Die Induktivität eines Motor´s ist für die Steilheit des Stromes verantwortlich. Eine zu geringe Induktivität bewirkt, dass der Strom zu steil ansteigt, bzw. abfällt. Nun ist der Stromanstieg hier nicht das Problem, sondern nach dem Ausschalten des Transistor´s (Spannung gegen null) die zu steile flanke des abfallenden Stromes. Der Stromfluss ist beendet, bevor die Spannung erneut ansteigt und damit geht der Motor für kurze Zeit aus, dies erzeugt das bekannte ruckeln. Abhilfe schafft nur eine höhere Taktfrequenz, siehe Bild 2, oder eine zusätzliche Induktivität, die dafür sorgt, dass die flanke des Stromes flacher wird. Man muss sich eine Induktivität wie einen Flaschenhals vorstellen, je dünner dieser ist, desto länger dauert es, bis die Flasche leer ist. Dies bedeutet, je größer die Induktivität, desto flacher die flanke. Nun ist es im wirklichen Leben nicht so, dass der Spannungsverlauf so wie im Bild dargestellt sauber rechteckig verläuft. Man muss hier noch Leitungskapazitäten, Leitungswiderstand usw. Berücksichtigen. Aber zur Berechnung der zusätzlichen Induktivität reicht es allemal, wenn man nicht in teure Regler investieren möchte. Ich habe mir von Nessel Elektronik immer die passenden Regler ausgesucht, ein wenig modifiziert um die Taktfrequenz höher zu kriegen und eine zusätzliche Induktivität spendiert. Hat bis jetzt immer tadellos funktioniert.

Solte es noch fragen zu dem Thema geben, Ihr könnt Euch ruhig an mich wenden.

Servus miteinander.