Guten Abend Timo,
Zitat von tibaum
Der Mittelwert ist aber stark fehlerbehaftet. Da Du bei Deinem Test ja wohl keine Ringleitung verwendet hast kommt hier ein erheblicher Messfehler hinzu. Am Einspeisepunkt 0V, gegen 1,6V bei 10V Einspeisung, macht im mittel ca. 8% Fehler.
Hinzu kommt der Fehler des Übergangswiderstands der nicht bestimmbar ist.
Dann der Fehler der Spannungen über den Halbleitern : zwei Halbleiter im Brückengleichrichter und einer für die Diode von Deiner Lösung.
Ich habe mal nachgeschaut im Datenblatt für die BYD77D. Der unterschied der Schwellenspannung und der Vorwärtsspannung bei 500mA beträgt ca. 300mV; mal drei Halbleiterübergänge ergibt einen Fehler von knapp einem Volt.
Da der Spannungsabfall über den MOSFETS der Motorbrücke, typisch für einen MOSFET im kleinleistungsbereich sind 100-200mOhm, mal 500mA macht auch einen Fehler von 50-100mv pro MOSFET.
Wie Du siehst kommt hier einiges zusammen was Du nicht berücksichtigt hast. Da ist die Fehlerabschätzung in Deinem Bericht falsch.
an dieser Stelle hast Du Dich selbst verspekuliert:
hätte ich keine Ringleitung, wären die Langsamfahrten im Analog- und Digitalbetrieb nicht möglich. De facto habe ich sogar eine doppelte Ringleitung: einmal Mittelleiter und einmal Außenleiter. Bei dem Gleismaterial auch notwendig. Somit ist der Spannungsabfall maximal 0,2V. Macht also im Mittel 1% und keine 8%.
Ferner ist die Gleisspannung der relevanten Messungen 20V (Digital MMS mit Tams Booster B4, eingestellt auf 20V). Folglich also 0,5% im Mittel.
Was die Halbleiter betrifft, so ist das If/Uf-Diagramm der BYD77D (Phillips 1999) schwer exakt abzulesen im betrachteten Bereich. Jedenfalls messe ich die Spannungsdifferenz nicht im Leerlauf (geht auch gar nicht), sondern mit aufgebocktem Treibgestell und drehendem Motor. Die mittlere Stromaufnahme hier ca. 350mA (und nicht 0A). Folglich sind die Abschläge für den BYD77D nicht 300mA pro Stück, sondern bestensfalls 100mA; die anderen Halbleiter abgeschätzt 1/3 von Deinen Abschätzungen.
Aus diesem Grund ist eher Deine Überschlagsrechnung falsch.
Zitat von tibaum
Zitat von SAH
wozu sollte ich hier die Motorkonstante bestimmen wollen? Diese Konstante kommt zwar in den Formeln vor, wird aber zur Auswertung nicht benötigt.
Sofern Du Wert auf die Kenntnis dieser Konstanten legst: durch Auswertung der IM-Kennlinie ist sie größenordnungsmäßig abschätzbar.
Abschätzbar und mehr aber auch nicht.
Schauen wir mal, ob die Auswertungen an einem Motor mit bekannter Motorkonstante nutzbar sind:
Baureihe 18.1 mit Faulhaber 1717 12V-Version (aus Abmessungen und L/R-Vergleich mit Tabellenwerten): Drehmomentkonstante 7,92mNm/A (=mWb) wird angegeben. Aus meinen Auswertungen habe ich folgende Ergebnisse (Fehlerabschätzung +/- 15%) erhalten:
3311: 7,74 mWb (Analog AC)
3513: 8,81 mWb (Analog AC)
Zitat von tibaum
Zitat von SAH
Moment, das steht so nicht da. In der Auswertung habe ich geschrieben Zitat
Diese sehr unterschiedlichen CV-Einstellungen führen
automatisch dazu, dass das Regelungsausmaß nach Formel 10 nicht zu berechnen ist.
.
Den Satz meinte ich nicht. Unter "- Digitalbetrieb mit Regelung" schreibst Du das Du völlig unterschiedliche einstellungen verwendest gegen über ohne Regelung. Dadurch ergeben sich völlig verschiedene Pulsbreiten der PWM für die Fahrstufen und damit keine Vergleichsmöglichkeit
Das wird durch meinen oben zitierten Satz auch ausgedrückt.
Zitat von tibaum
Zitat von SAH
Die Frequenz der PWM ist viel zu hoch, als daß der Ständermagnet innerhalb eines Impulses darauf reagieren könnte.
Da liegt wohl der große Irrtum. wenn ich eine PUlsbreite von z.B. 0,5 habe dann entlädt die Erregerwicklung in der Pulspause den Elko und diese Energie muß im Puls wieder nachgeliefert werden, das geht aber nur indem sich der Strom aufteilt in "Erregerstrom" und "Elkostrom". Das heißt im Puls wird das Feld der Erregerwicklung geschwächt und damit geht die Drehzahl im Mittel hoch.
Wär mal interessant in wie weit Wirkungsgrad und thermische Belastung des Motors sich bei dieser Lösung verändern.
Der Spulenstrom hinkt der Impulsänderung hinterher, daran ändert auch der Kondensator nichts:
I(t) = I0*(1-e^-(t/tau)) tau = L/R = ca. 1ms; I0 = U_0/R = 1,2V/5Ohm = 0,240mA: (1-0,969) = 0,031 I(t) = 7,5mA maximal.
Ferner haben die Motoren noch eine in Deiner Betrachtung nicht berücksichtigte Eigenheit: wird die Stromaufnahme kleiner als der Mindeststrom, wird der Motor nicht mehr angetrieben. Und: bei Feldschwächung geht die Stromaufnahme hoch!
Abgesehen davon, daß der Motor ab ca. 1000Hz Wechselspannung gar nicht mehr mit AC laufen kann, weil der Wechselstrom (absolut) zu klein zum Antrieb wird.
Zur Thermischen Belastung:
Digitalbetrieb ohne Regelung: 14,5;15,4;14,8;14,8°C Übertemperatur am Feldmagnetkern
Digitalbetrieb mit Regelung: 24,4;22,8;25,8;23,4°C Übertemperatur am Feldmagnetenkern. In der selben Reihenfolge der verschiedenen Zentralen.
Zitat von tibaum
Sobald ein Dekoder einen PI- oder PID-Regler hat ist auch eine 100% Ausregelung möglich. Und das haben doch viele Dekoder. Das Problem liegt beim User die richtigen Werte zu finden.
Kennst Du die Erkenntnisse von Ziegler/Nichols und Chien/Hrones/Reswick? Wahlscheinlich nicht sonst hättest Du Dich schon mit Regleungstechnik befasst und hier etwas andere Aussagen getätigt.
Herr Mauser hat nichts anderes getan als eine Methode der oben genanten Herren umzusetzen.
Traust Du Dir zu, einen Dekoder auf 100% Ausregelung zu programmieren?
Mein ,,bestes" Ergebnis waren 95% mit der großen Last. Nachteil: ohne Last war das Modell wegen erheblicher Überschwingungen nicht zu gebrauchen (die Überschwingungen konnte ich auch nicht nach der Ziegler/Nichols-Chartmethode beheben; entweder mein Fehler oder Dekoder nicht geeignet oder Modell unbrauchbar....). Daher sehe ich dies pragmatisch: theoretisch vielleicht möglich, praktisch (vor allem in der Modellbahn) nicht erreicht.
Bzgl. der Erkenntnisse: Alternativ Tyreus-Luyben mit etwas anderen K_U, t_I und t_D-Werten?
Zitat von tibaum
Die Lösung mit dem Hallsensor ist nicht umfangreicher, der ist wesentlich kleiner als zwei Elkos und zwei Dioden, und benötigt nur einen Eingang am Prozessor und ein wenig Software.
Zimo bietet doch Dokoder mit Eingang für einen Sensor an, vielleicht sollte man Herrn Ziegler mal fragen ober seine Firmware mal anpasst. Aber leider steht bei ZIMO ja schon viel auf dem Zettel worauf man lange wartet
Hast Du einen guten Draht zur Firma?
@Martin: 
Danke für den kurzen Einblick in reale Motoren!
mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn
ops:
Habe nachschauen lassen: Antwort Endstufe defekt.
. Falls ich mich überwinden würde, wie waren nochmal genau die Werte pro Element?
mit Regelung und Langsamfahrt auszustatten.
