Hallo Henner,
Zitat von md95129 im Beitrag Motorsteuerung bei DCC-Decodern
voellig Deiner Meinung. Ich bin zur Zeit noch ein wenig ausgeschossen, was das Lesen/Schreiben betrifft, deswegen fast keine Posts. Alle Literaturstellen, die ich bisher in die Haende bekommen habe, behandeln das System DC-Motor/PWM, als ob der Motor eine gemittelte Spannung sieht. Offenbar hat sich niemand die Muehe gemacht, das Problem richtig zu analysieren (Kennt ihr eine Literaturstelle, die das richtig anfasst?). Ich wuerde gerne mal einen Motor mit 10V und 50% PWM (bei etwa 20..30kHz) in Drehzahl und Drehmoment mit 5V und DC vergleichen. Ich kann mir nicht vorstellen, dass die Ergebnisse gleich sind. Ich koennte mir eher vorstellen-so wie Du es skizzierst-, dass PWM mehr auf eine Konstantstromsteuerung herauskommt, was fuer eine Drehzahlregelung nicht so toll ist. Der Motor wird "weich", d.h. die Drehzahl geht bei Belastung in die Knie und und der Motor geht bei Entlastung "durch", so wie in fruehen Versuchen, die Geschwindigkeit mit Vorschaltwiderstaenden zu steuern.
Ja, so sehe ich das auch. Wie das System Motor mit PWM Steuerung zu betrachten ist und wann ein Vergleich mit DC-Betrieb angebracht ist, hängt leider von der PWM-Freq, dem aktuellen Tastgrad und der Spezifikation des Motors (L/R etc) ab. Ich will damit sagen, dass der Vergleich mit gemittelter Spannung bei PWM-Betrieb nicht immer falsch sein muss, er funktioniert meines Wissens nach halt nicht uneingeschränkt. Man muss genau schauen, ob man an der ein oder anderen Stelle, in dem ein oder anderen Arbeitspunkt nicht einen Fehler macht, wenn man diesen Vergleich zieht.
Man kann sich das einfach überlegen, wenn man einfach so tut, als könne man einen Motor mit einer (14V) 500kHz PWM steuern.
Nimmt man mal den FH1717012SR: L/R =
15.2usEs ist klar, dass bei 50% Tastgrad bei 500kHz =
1us Impuls, sich das nicht einfach mit der Betriebsart 7V DC (wegen 50% Tastgrad) vergleichen lässt.
Selbst bei einer 10 mal so langsamen PWM von 50kHz hat man
10us Impuls bei 50% Tastgrad. Also nur 2/3tel von L/R. Auch hier kann man das nicht mit 7V DC vergleichen.
Der Einfachheit halber habe ich hier nur 50% Tastgrad benutzt. Wenn man einen Tastgrad von bspw. unter 10% betrachtet wird es nochmals etwas anders.
Jetzt zu den Literaturstellen:
Mir ist leider auch nichts bekannt, wo ein Motor mit PWM-Steuerung bei verschiedenen Frequenzen und Tastgraden (z.B. im Beschleunigungsverlauf) betrachtet wird. Ich kenne eine Arbeit, bei der ein einfacher Glockenanker-Motor mit einer festen Impulssteuerung betrachtet wird. Es geht da allerdings um einen diskreten Arbeitspunkt, bei dem man tatsächlich von einer gemittelten Spannung ausgehen kann.
In anderen mir bekannten Texten (u.a. über Regelungen), wird das nur am Rand betrachtet, auch weil es da oft um BLDC Motoren geht oder um Motoren mit Encodern.
Motorhersteller wie Faulhaber, empfehlen bspw. eine PWM-Steuerung bei unter 20% Tastgrad schon gar nicht als Arbeitspunkt.
Ich habe auch mal zwei meiner Arbeitskollegen gefragt...
Der eine (ein Robotiker) meinte, dass es da wohl nichts geben wird, da diese Betriebsarten (hohe PWM-Freq niedriger Tastgrad) nicht als Arbeitspunkt benutzt werden. In der Industrie ist fast immer die Drehzahlkonstanz wichtig, also bei einem festen Arbeitspunkt. Der Motor und die PWM werden dann nach den Anforderungen ausgesucht.
Keiner kommt da auf die Idee einen Motor mit 12000 RPM Nenndrehzahl dort einzubauen, wo man nur einen Drehzahlbereich von 0 bis 10 RPM benötigt. (Getriebe nicht betrachtet)
Für uns ist doch der Drehzahl- und Drehmomentverlauf über die verschiedenen Tastgrade einer PWM interessant. K.a. ob das noch irgendow wichtig ist. Möglich, dass es desshalb anscheinend keine Arbeit darüber gibt.
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Resume:
Ich denke, was sich hier zeigt, ist, dass wenn so ein System (Motor mit PWM gesteuert) beutzt wird, der benutzte Arbeitsbereich genau berechnet und kalkuliert wird. Dabei wird man sich das System so passend zu einem geforderten Arbeitspunkt suchen, dass es bei der Berechnung möglichst einfach ist und das System die Anforderungen möglichst effizient umsetzt.
Wir haben aber leider keine 2, 3, 4 diskreten Arbeitspunkte bei der Moba. Uns geht es viel mehr um den geschmeidigen Verlauf der "Arbeitspunkte" und geschmeidiges Fahren über alle (möglichen) Drehzahlen.
Das macht die Regelung eigentlich auch anspruchsvoller, da man diese eigentlich mit dem jeweiligen Arbeitspunkt verändern muss. Martin hat das auch so skizziert und versucht das in etwa umzusetzen.