[volkerS]

Hallo Stephan,
jeder Gleichstrommotor erzeugt, wenn er von Hand gedreht wird die Generatorspannung.
Diese ist immer geringer als die Gleichspannung die vom Decoder an den Motor übertragen wird.
Der Decoder kann die Generatorspannung folglich nur messen, wenn die Leistungsstufe des Decoders abgeschaltet ist.
Dies ist auch der Grund, warum Decoder mit Lastregelung nie 100% Energie an den Motor übertragen können. Dann gäbe es nämlich
keine Impulslücke in der der Decoder die Generatorspannung misst.
Volker

[Gleichstromer]

Zitat

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jeder Gleichstrommotor erzeugt, wenn er von Hand gedreht wird die Generatorspannung.
Diese ist immer geringer als die Gleichspannung die vom Decoder an den Motor übertragen wird.
Der Decoder kann die Generatorspannung folglich nur messen, wenn die Leistungsstufe des Decoders abgeschaltet ist.

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Hallo Volker,
das stimmt nicht ganz! Wenn der Decoder seine Ausgangsspannung und Strom messen würde und die resultierende Spannung und Strom im Motorkreislauf messen würde, dann könnte der Decoder auch ohne Austastlücke die Gegen-EMK messen. Nach diesem Prinzip arbeiten die aktiven Yamaha-Subwoofer. Die messen auch die Gegen-Induktion der Lautsprecherspule, indem Sie das Signal der Endstufe mit dem Gesamtsignal vergleichen. Und so kann der Verstärker aktiv in das Signal eingreifen.

Also unmöglich ist es nicht, ohne Lücke die gegen-EMK zu messen.

[StephanLeist]

Hallo,

Vielen Dank, Volker und "Gleichstromer".
Also das mit der Messung der Generatorspannung in der Messpause habe ich jetzt verstanden, warum nur in der Messpause.
Da bleiben aber noch die anderen Fragen. Ich steig da nicht durch. Irgendwie ist das unlogisch.


@Gleichstromer:
Du willst mir aber jetzt damit nicht sagen, dass bei dem ESU Dekoder die Messung anders abläuft als nur in so einer Impulspause? Du meintest nur das es auch anders möglich wäre, oder?

Hoffentlich findet sich noch jemand, der mir meine anderen Fragen noch beantworten kann... :

[Gleichstromer]

Genau, es ging mir nur darum, dass es auch anders geht.

[WolleH]

Zitat

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Was ist dann mit der Lastregelungsfrequenz bleibt die dann gleich?

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Hallo Stephan,

meinst du damit die Abtastfrequenz? Also, wie oft der Motor abgefragt wird?
Das wird in CV 10 extra eingestellt, bzw. der Abstand in Millisekunden, also die Abtastrate.
Der Wertebereich von 4 bis 8 (Millisekunden) ergibt gerundet 250 bis 125 Hz dafür.

Je kleiner der Wert, um so besser die Regelung, aber um so lauter und schwächer der Motor.

EDIT:
ich habe einige Werte, dien ich für beste Langsamfahreigenschaften IMMER fest einstelle:
CV 2 = 1
CV 51 = 1
CV 10 = 4
CV 53 immer kleiner als 100
nur für Sounddecoder zu empfehlen, nicht für LoPis (Lärm).

[StephanLeist]

Hallo,

Zitat

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Zitat

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Was ist dann mit der Lastregelungsfrequenz bleibt die dann gleich?

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meinst du damit die Abtastfrequenz? Also, wie oft der Motor abgefragt wird?

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Ja, ich denke schon das ich das meine. : Es steht eben so in der BA.
Ich hatte doch geschrieben woher ich das habe.

Zitat

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In meiner BA steht auf Seite 47/48 unter 11.3 Lastregelungsfrequenz, dass diese standardmäßig mit 40 kHz läuft. Zitat aus BA: "Normalerweise arbeitet die Lastregelung des LokPilot Decoders mit 40 kHz."

---

Und folgendes verwirrt mich dann eben:

Zitat

---

Bei meinem Lopi V4.0 ist diese PWM-Frequenz 40kHz und die Lastregelungsfrequenz ebenfalls. Unter 11.3 steht aber weiter:
"[...]Der Motor hat wenig „Kraft“ aufgrund hoher (Eigen)induktivität
Die in der Lok verbauten Entstörmittel [...] stören die Lastregelung, können aber nicht entfernt werden
[...]Löschen Sie Bit 1 in CV 49, um die PWM-Frequenz von ca. 40 kHz auf ca. 20 kHz zu halbieren."

---

:

@Wolle: Danke für deine Werte. Mir geht es im Moment nicht primär darum eine gute Einstellung zu finden, ich möchte die Regelung und Funktion besser (richtig) verstehen. Damit ich auch weiß was ich einstelle, wenn ich etwas einstelle.

Momentan komme ich mir eher wie ein Blinder vor, der eine Nadel im Heuhaufen sucht

[SAH]

Guten Abend Stephan,

die Motoransteuerung mit PWM ist in gewisser Weise "geschachtelt":
eine "innere" PWM mit 20 oder 40 kHz und eine äußere PWM, die der Dekoder via Regelung beeinflusst.

Die "Innere" via ASCII veranschaulicht: _--_--_--_--_--_--_--_ oder __----__----__----__----__----__---- (40 bzw. 20 kHz)
Nun die "Äußere": _--_--_--_____--_--_--_____--_--_--_____ oder __----__----______----__----______ (mit der Frequenz 40 bzw. 20 kHz)

Die Regelung beeinflusst nur die "Äußere", aber nicht die "Innere" PWM, am Beispiel 40 kHz; 20 kHz analog)
langsam: _--_--____________--_--____________--_--_ usw (langsam = niedrige Spannung)
mittel: _--_--________--_--________--_--________--_--_ usw (mittel = mittlere Spannung)
schnell: _--_--____--_--____--_--_____--_--______--_--_ usw (schnell = hohe Spannung)

Die angesprochenen Austastlücken usw. sind die großen Bereiche (gemeint ist "______") oben.

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[StephanLeist]

Hallo Namensvetter ,

Vielen Dank für dein Erklärungsversuch. Ich bin mir immer noch nicht sicher, ob ich das richtig verstehe. ops:

So wie du das beschreibst, muss ich mich fragen, was genau ist jetzt diese "Lastregelungsfrequenz" von der ESU in der BA spricht?
Wenn ich deine "Zeichnug" richtig verstehe gibt es also 2 PWMs eine hochfrequente (20kHz, 40kHz) und eine niedrige. Welche von beiden ist denn dan diese "Lastregelungsfrequenz"? Da bei ESU dann was von 20 oder 40 kHz steht ist das wohl die hochfrequente?
Wozu jetzt eigentlich die 2. niederfrequente PWM?

Laut ESU ist die Lastregelungsfrequenz entweder 20 oder 40kHz und die Motor-PWM ist auch bei 40kHz.

Ich verstehe das einfach nicht, sry.

Du hast auch geschrieben, dass die Regelung nur die "äußere", also die niederfrequente, PWM beeinflusst.
Bis jetzt hatte ich es so verstanden, dass die Motor-PWM durch einen Sollwert am Eingang der Regelung beeinflusst wird? Nach deiner erklärung ist also dann die Motor-PWM die niederfrequente? Und diese hat bei ESU 40kHz.

Haben dann bei ESU die hochfrequente und niederfrequente aus deinem Beispiel die gleiche Frequenz (40kHz)?
Oder gibt es eine noch hochfrequentere PWM bei ESU, die nicht erwähnt wird, weil die sowieso fest ist? :


edit: Habe noch etwas für mich komisches gefunden. Laut der BA von ESU gibt es eine Lastregelungsfrequenz (unter 11.3 wie erwähnt) und eine Regelfrequenz (unter 11.1.2.6 Adaptive Regelfrequenz). ESU unterscheidet anscheinend eine Lastregelungsfrequenz und eine Regelfrequenz, die adaptiv sein kann. ???
unter 11.3 steht: "Normalerweise arbeitet die Lastregelung des LokPilot Decoders mit 40 kHz."
unter 11.1.2.6 steht: "Ab Werk arbeitet der Decoder mit einer fixen Regelfrequenz."
Sind das dann auch 40kHz oder?

[SAH]

Guten Abend Stephan,

die via CV einstellbare Frequenz ist fest (20 kHz oder 40 kHz). Die muss auch fest sein, damit man eine Referenzzeit hat, auf die sich der Dekoder bei der Auswertung beziehen kann; wie auch immer die von ESU genannt wird.
Die zweite, niederfrequente PWM wird den Bedürfnissen nach angepasst: da spielt die Austastlücke eine Rolle, die Messzeit, die Gegenspannung (EMK, Umlaufspannung,...wie auch immer die vom Motor generierte Spannung bezeichnet wird) und weitere größen, die jetzt nicht betrachtet werden sollen.
Soll nun eine höhere Motorspannung erzeugt werden, weil die Differenz soll (Fahrstufe) - ist (Generatorspannung) positiv ist, so wird für längere Zeit die hochfrequente PWM an den Motor gegeben.
Längere Zeit heißt aber gleichzeitig, die Frequenz der niederfrequenten PWM nimmt ab. D.h. sie wird den Gegebenheiten angepasst (adaptiert). Dies kann nun auf die beschriebene Art geschehen, indem die Pulsdauer größer wird; man kann auch bei gleicher Pulsdauer die Pulspausendauer verkürzen oder eine Mischung von beidem. Was tatsächlich umgesetzt wird, kann nur eine Reihe von Oszillogrammen klären.

In Kurzform: der Grundtakt ist die hochfrequente PWM, die niederfrequente PWM entscheidet darüber, wie lange die hochfrequente PWM an den Motor gegeben wird.

Damit es noch komplizierter wird: bei der hochfrequenten PWM kann der Tastgrad verändert werden, aber nicht die Frequenz.
Nun ein paar Definitionen:
Pulsdauer = Impulsdauer + Pausendauer: t = t_i + t_p
PWM-Frequenz: f = 1/t
Tastgrad: tau = t_i / t
Motorgleichspannung = Spannungsamplitude * Tastgrad: U_k = U*tau (fremderregter Motor, also mit Permanentmagnetständer); = U_soll für die Regelung
Generatorspannung = erzeugte Spannung = Konstante * Drehzahl: U_i = konst * n = U_ist für die Regelung (angenähert)

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[Martin_G]

Hallo Stephan,

Vielleicht kann ich hier etwas Licht ins Dunkle bringen. Ich kenne mich mit den DCC Decoder nicht richtig aus, aber mit Regelungstehnik.
Es scheint hier einiges durcheinander gegangen zu sein.

Also versuche einmal, dich kurz von der BA von ESU zu lösen und vergiss mal eben was da drinnen steht.

Wir beschreiben einmal die Ausgangssituation:
1. Es gibt eine PWM, die einen Motor ansteuern soll.
2. Man braucht eine Pause (in der der Motor nicht angesteuert wird), damit man die zur Drehzahl proportionale Generatorspannung messen kann

So hast du es in etwa auf dieser Homepage gelesen.

zu 1.) Die PWM, die den Motor steuert, nennen wir ab jetzt Motor-PWM.

zu 2.) Hier wird es jetzt etwas komplizierte, weil mehrere Dinge betrachtet werden müssen.
Auf dieser Homepage und auf der Grafik sieht es so aus, als würde besagte Messung in der Impulspause der Motor-PWM stattfinden. So ist es aber hier nicht.
Warum das hier nicht geht, hat mit der Länge zu tun, wie lange eine Impulspause mindestens sein muss, damit man die Generatorspannung überhaupt richtig messen kann. Das wiederum ist von der Physik des Motors abhängig.

Du kannst dir leicht vorstellen, dass wenn man die Länge der Ein-Impulse der Motor-PWM vergrößert, sich die dazwischenliegenden Pausen verkleinern, da die Frequenz (40kHz) ja fest bleibt. Bei 40kHz kann die Pause zwischen 2 Impulsen zwischen 0s und (1/40.000 s = ) 25us liegen.
Bei den gängigen Moba-Motoren "braucht" man Messpausen von 200us bis mehrere millisekunden.
-> man muss also eine längere Unterbrechung der Motor-PWM schaffen, damit man die Generatorspannung messen kann. (entweder über eine 2. PWM überlagert oder durch Abschalten der Motor-PWM, das ist hier jetzt egal)

Was wir bis jetzt haben:
- eine 40kHz Motor-PWM
- eine regelmäßige Unterbrechung der Motor-PWM, ab jetzt genannt Messpause

Jetzt bleibt noch zu klären, wie oft denn gemessen werden soll. Also wie oft pro Sekunde soll die Generatorspannung gemessen werden? Das nennnen wir ab jetzt Abtastfrequenz der Regelung.
Dabei kann man leicht einsehen, dass die Energie, die der Motor bekommt, kleiner wird, wenn die Messpause häufiger vorkommt. Also bei größerer Abtastfrequenz.
Auf der anderen Seite bekommt die Regelung so häufiger ein "Feedback" / einen Ist-Wert, wodurch diese genauer regeln kann.
In dem Spannungsfeld dieser beiden Eigenschaften muss man nun den richtigen Wert für die Abtastfrequenz finden oder diese wird autom. von der Regelung verändert (adptive Abtastfrequenz = adaptive Regelungsfrequenz).

Also haben wir jetzt:
- eine 40kHz Motor-PWM
- ein regelmäßiges auftreten einer Messpause
- wie häufig die Messpause in einer Sekunde vorkommt, bestimmt die Abtastfrequenz

Ich hoffe bis hier ist jetzt alles klar.


Jetzt noch ein paar Worte zu der ESU BA.
ESU benutzt einen Begriff "Lastregelungsfrequenz", bei dem man meinen könnte es sei die Frequenz, mit der die Lastregelung arbeitet, also mit welcher Frequenz der Regelkreis einen neuen Ist-Wert bekommt. Da denkt man dann schnell an die oben genannte Abtastfrequenz der Regelung, was diese aber nicht ist.
Die "Lastregelungsfrequenz" bei ESU ist die Motor-PWM-Frequenz.

Wiederum ist die von dir genannte Regelfrequenz, ob adaptiv oder nicht, die Abtastfrequenz der Regelung. Diese liegt bei ESU glaube ich so zwischen 100Hz und 300Hz.

Der ESU-Dekoder regelt also NICHT mit einer Frequenz von 40kHz sondern lediglich mit ein paar 100 Hz.


Warum ESU das allerdings so unsinnig und verwirrend in ihre BA schreiben und unsinnige Begriffe verwenden, ist mir ein Rätsel. Aber die verwenden ja auch bei den PI-Regelparametern andere Namen...

edit:
@Stephan-Alexander: Habe erst nach dem Posten meines Textes gesehen, dass du schon geantwortet hast.
Naja, doppelt hält besser.

[schaerra]

Hallo Martin, hallo Stephan Alexander,

vielen Dank für die sehr Gute Erklärung. Eine DC Motor Lastregelung ist ja nicht wirklich einfach aufgebaut und noch weniger einfach zu verstehen.
Ganz bewußt hat ja z.B. die Firma Lenz die Einstellparameter ziemlich eingeschränkt - weil im Eingemachten nicht jedem zunmutbar.
Die meisten Decoderhersteller zeigen sich da offen und lassen alle möglichen Einstellungen zu - was in der Praxis, bei Problemloks - oft mehr verwirrt als hilft.

Aber die Funktion wurde von Euch sehr Gut erklärt.

Eine kleinigkeit möchte ich noch nachfragen:

Zitat

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Die Regelung beeinflusst nur die "Äußere", aber nicht die "Innere" PWM, am Beispiel 40 kHz; 20 kHz analog)
langsam: _--_--____________--_--____________--_--_ usw (langsam = niedrige Spannung)
mittel: _--_--________--_--________--_--________--_--_ usw (mittel = mittlere Spannung)
schnell: _--_--____--_--____--_--_____--_--______--_--_ usw (schnell = hohe Spannung)

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Sollte es nicht = niedrige/mittlere/hohe Drehzahl, anstatt Spannung heißen, da die Spannung der Impulse ja immer gleich ist.

[StephanLeist]

Hallo Stephan-Alexander und Martin,

Vielen lieben Dank für eure Mühen, mir das zu erklären. Ich meine es jetzt verstanden zu haben.
Echt toll und verständlich erklärt, danke.

Mich haben tatsächlich die Begriffe in der ESU-Anleitung verwirrt.
@Martin: Wie du geschrieben hast, habe ich den Begriff "Lastregelungsfrequenz" als Frequenz für die Regelung verstanden und nicht als PWM-Frequenz für den Motor. Jetzt machen auch die anderen Begriffe in der BA Sinn.
"Adaptive Regelfrequenz" und "Abtastrate der Lastregelung" sind im Prinzip das gleich, eben die Abtastfrequenz. Einmal adaptiv (passt sich automatisch an) und einmal zum manuell fix Einstellen. (oder?)

Also da hat ESU mit den Begrifflichkeiten echt einen Bock geschossen, wenn das Laien wie ich verstehen sollen. Ich bin zwar Informatiker und hatte auch einmal ein Semester Regelungstechnik, das liegt aber schon lang (zu lang zurück) . Da kann einen so ein Begriffs-Kuddelmuddel schon mal aus der Bahn werfen.


@Alle:
Jetzt habe ich dann gleich noch eine Frage:
Wenn man eigentlich eine längere Pause zum Messen benötigt, warum geht man dann mit der Motor-PWM-Frequenz nicht runter, damit man tatsächlich in jeder oder jeder zweiten Motor-PWM-Impulspause messen kann?
Wenn ich Martin richtig verstanden habe, könnte die Regelung dann doch genauer arbeiten, weil sie öfter eine Information über den Ist-Zustand des Motors bekommt. :

Zitat

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Bei den gängigen Moba-Motoren "braucht" man Messpausen von 200us bis mehrere millisekunden.

---

Warum hast du "braucht" geschrieben? Wie ist das zu verstehen?

@Stephan-Alexander:
Gibt es denn eine Regelung, bei der die Impulsbreite der Motor-PWM immer fix bleibt und lediglich die Frequenz der Messpause und/oder eben die Länge der selbigen durch die Regelung und Soll-Fahrstufe geändert wird?
Also das die Motor-PWM immer konstant ist, meine ich.

[SAH]

Guten Abend Helmut,

Zitat

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Sollte es nicht = niedrige/mittlere/hohe Drehzahl, anstatt Spannung heißen, da die Spannung der Impulse ja immer gleich ist.

---

Die Amplitude ist konstant, der Tastgrad nicht. Daraus berechnet sich die Klemmenspannung zu:

1
 

U_k = tau * U
 

, so wie ich es geschrieben habe.

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[SAH]

Guten Abend Stephan und Martin,

Zitat

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Zitat

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Bei den gängigen Moba-Motoren "braucht" man Messpausen von 200us bis mehrere millisekunden.

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Warum hast du "braucht" geschrieben? Wie ist das zu verstehen?

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Das dürfte mit der Eigenschaft der Motorspulen zu tun haben, die als RL-Glieder Tiefpässe darstellen, die nur niedrige Frequenzen "durchlassen".

Zitat

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@Stephan-Alexander:
Gibt es denn eine Regelung, bei der die Impulsbreite der Motor-PWM immer fix bleibt und lediglich die Frequenz der Messpause und/oder eben die Länge der selbigen durch die Regelung und Soll-Fahrstufe geändert wird?
Also das die Motor-PWM immer konstant ist, meine ich.

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Bei den hohen Frequenzen geht dies nicht, siehe oben.
Ältere Dekoder wie der 6090 haben Frequenzen im Bereich von 500 Hz, da ist dies angenähert realisiert. Besonders toll ist diese Regelung nicht (im Vergleich mit der weitgehend parametrisierbaren, modernen Regelungen).

@Martin: doppelt genäht hält immer besser! Danke für Deine Ausführungen!

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[Martin_G]

Hallo Stephan,

Freut mich, dass du jetzt wieder klar siehst.

Zitat

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@Martin: Wie du geschrieben hast, habe ich den Begriff "Lastregelungsfrequenz" als Frequenz für die Regelung verstanden und nicht als PWM-Frequenz für den Motor. Jetzt machen auch die anderen Begriffe in der BA Sinn.
"Adaptive Regelfrequenz" und "Abtastrate der Lastregelung" sind im Prinzip das gleich, eben die Abtastfrequenz. Einmal adaptiv (passt sich automatisch an) und einmal zum manuell fix Einstellen. (oder?)

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Ja, das würde ich auch so sehen. Aber wie gesagt ich kenne mich mit den üblichen Decodern und deren Nomenklaturen nicht so gut aus. Das kann dir einer der DCC oder Märklin Mobahner besser beantworten. Über technische Prinzipien kann ich dir eher was sagen .

Zitat

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Wenn man eigentlich eine längere Pause zum Messen benötigt, warum geht man dann mit der Motor-PWM-Frequenz nicht runter, damit man tatsächlich in jeder oder jeder zweiten Motor-PWM-Impulspause messen kann?

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Mit der Motor-PWM Frequenz runter zu gehen, ist nur bedingt sinnvoll. In einigen Fällen sollte man sogar lieber von den 40 kHz nach oben gehen. Glockenankermotoren sollte man bspw. unter 20kHz schon garnicht betreiben, weil das die Lebensdauer schwächt. Ein Betrieb mit gutem Wirkungsgrad bei diesen Motoren ist erst ab 60 kHz erziehlbar.
Einfachere Motoren laufen mit niedrigeren Frequenzen deutlich besser, wobei niedriger immer so eine Sache ist.
Ich habe vor etwa 2 Jahren auf einer Tagung einen Vortrag über "Impulsgesteuerte Antriebe" gehalten. Dabei habe ich auch über PWM-gesteuerte Coreless-Drives am beispiel eines Faulhaber (ich glaube 1724 oder so???) DC Motors referiert. Davon gibt oder gab es einmal Mittschnitte auf Youtube. Ich schau mal, ob ich da noch was finde oder irgendwo auftreiben kann. Wenn, dann verlinke ich es gerne hier.
Um deine Frage von oben nämlich korrekt in vollem Umfang zu beantworten bzw. zu klären, muss man einiges beachten, was hier jetzt den Ramen sprengt.
Stephan-Alexander hat da schon ein wenig angedeutet. Auch auf früheren Einträgen in diesem Faden finden sich ein paar Punkte. Leichter zum Verstehen ist es allerdings, wenn man alles entsprechend aufbereitet "serviert" bekommt.

Zitat

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Zitat

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Bei den gängigen Moba-Motoren "braucht" man Messpausen von 200us bis mehrere millisekunden.

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Warum hast du "braucht" geschrieben? Wie ist das zu verstehen?

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Das habe ich so geschrieben, weil man diese Messpause nicht wirklich zwangsläufig braucht und schon garnicht mit einer Länge >= 200us. Auch das ist leider nicht in ein, zwei Sätzen schnell erklärt.


Hallo schaerra,

Zitat

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Eine DC Motor Lastregelung ist ja nicht wirklich einfach aufgebaut und noch weniger einfach zu verstehen.
Ganz bewußt hat ja z.B. die Firma Lenz die Einstellparameter ziemlich eingeschränkt - weil im Eingemachten nicht jedem zunmutbar.

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Ja, leicht ist es nicht gerade, das stimmt schon. Eigentlich will man sich doch mit etwas anderem beim Hobby Moba beschäftigen als Regelugstechnik bei DC-Motoren. Ich bin auch der Meinung, dass man es einem Anwender so leicht wie nur irgend möglich machen sollte, etwas einzustellen. Dabei muss die dahinterliegende Programmierung nunmal aufwändiger und intelligenter sein, was unterm Strich mehr Geld kostet. Ich finde, das "Nicht-ermöglichen" von einigen (komplizierteren) Einstellparametern alleine reicht da nicht aus.


@Stephan-Alexander: Den Dank kann ich nur erwiedern.

[Martin_G]

Guten Abend Stephan,

Leider habe ich auf Youtube nichts mehr gefunden. Ich schau mal was ich noch finde, ggf. lade ich ein paar Unterlagen/Folien hoch.

[StephanLeist]

Hallo Stephan-Alexander,

Zitat

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Zitat

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Bei den gängigen Moba-Motoren "braucht" man Messpausen von 200us bis mehrere millisekunden.

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Warum hast du "braucht" geschrieben? Wie ist das zu verstehen?

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Das dürfte mit der Eigenschaft der Motorspulen zu tun haben, die als RL-Glieder Tiefpässe darstellen, die nur niedrige Frequenzen "durchlassen".

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Ich habe mich darüber jetzt hier in diesem Faden und im Internet etwas darüber schlau gemacht. Ich glaube ich verstehe, was du damit meinst.
Also beim Abschalten einer Spule mit Eisenkern, wird durch das Abschalten zunächst einemal eine Induktionsspannung durch den Zusammenbruch des Magnetfeldes im Eisenkern erzeugt, oder? Diese kann um ein vielfaches höher sein als die zuvor am Motor anliegende Spannung. Das heißt für die Generatorspannung, welche der Dekoder messen soll, dass die Spannug der sog. Selbstinduktion erst abgebaut werden muss, bevor man überhaupt eine Generatorspannung messen kann, welche wiederum durch das Vorbeibewegen am Magnetfeld des Stators (Ständers) erzeugt wird. Diese ist dann direkt proportional zur Drehzahl des Rotors. Ist das korrekt?
Dieses Problem gibt es so aber nur bei Motoren mit Eisenkern. Die Glockenankermotoren sind davon nicht betroffen (weil ohne Eisenkern), oder?

Zitat

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Bei den hohen Frequenzen geht dies nicht, siehe oben.
Ältere Dekoder wie der 6090 haben Frequenzen im Bereich von 500 Hz, da ist dies angenähert realisiert. Besonders toll ist diese Regelung nicht (im Vergleich mit der weitgehend parametrisierbaren, modernen Regelungen).

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Okay, verstehe.

@Martin: Du musst dir keine Umstände machen. Du hast mir ja schon geholfen. Etwas mehr Hintergrundwissen genügt mir schon...

Zitat

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Ein Betrieb mit gutem Wirkungsgrad bei diesen Motoren ist erst ab 60 kHz erziehlbar.

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Das hätte ich gerne etwas genauer erklärt. Ich habe in diesem Faden auf den ersten Seiten gelesen, dass genau darüber bereits kontrovers diskutiert wurde.

[StephanLeist]

Hallo an alle Mitleser,

Eine Antwort auf meine Frage

Zitat

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Martin_G hat geschrieben: ↑
Mi 17. Jan 2018, 20:13
Ein Betrieb mit gutem Wirkungsgrad bei diesen Motoren ist erst ab 60 kHz erziehlbar.

Das hätte ich gerne etwas genauer erklärt. Ich habe in diesem Faden auf den ersten Seiten gelesen, dass genau darüber bereits kontrovers diskutiert wurde.

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habe ich jetzt hier bekommen:
viewtopic.php?p=1793404#p1793404 und folgende...

Nachdem ich mit meinen Fragen beim technischen Support einiger Hersteller kläglich gescheitert bin

[CDC-User]

Hallo Freunde und Interessenten,

Ich habe einmal wieder Zeit fürs Forum und stelle freudigerweise fest, dass hier einiges passiert ist.

Ich muss mir jetzt erst einmal alles in Ruhe durchlesen. Stephans Frage scheint ja schon geklärt zu sein.

[Martin_G]

Guten Morgen Hermann,

schön, dass du auch wieder dabei bist.

Ja, wir konnten Stephan schon helfen. Es gibt übrigens einen neuen Thread übers C-Digitalsystem hier: viewtopic.php?f=5&t=156000
Viel spaß beim Lesen...

Mit der Entwicklung der neuen C-Digitalkomponenten bin ich fast fertig und es wird auch schon fleißig getestet. Hier und da gibt es noch kleine Baustellen, z.B. was die Haptik des Handreglers betrifft. Die neuen Decoder sind auch schon mit der Testphase fast fertig, die Software für den Funktionsumfang wird evtl. noch angepasst. Es steht die Integration einer SUSI-Schnittstelle im Raum, dann könnte man, sofern man will und den Platz hat, auch mit Sound fahren.

Leider kommt auch noch die lästige Dokumentation und das schreiben der BAs.

Übrigens, auf deine Youtube-Videos hin, sind einige Mails bei uns/mir von Mobahnern eingegangen, weil sie meinen Decoder haben wollten. Es gab welche die mit MM fahren, aber auch viele die mit DCC unterwegs sind und es wurde durchwegs berichtet, dass man mit ihren Decodern solch Fahreigenschaften nicht bekommt. Darunter waren auch 4 Leute, die hatten schon so gut wie alle Decoder am Markt einmal durch.
Interessant war auch, dass es vorkam, dass es nicht so recht verstanden wurde und nicht "abschreckend" war, dass die C-Digitaldecoder mit ihrem System nicht kompatibel sind. Da kam dann immer die Aussage, Frage: "Ja, schon klar. Was für eine Zentrale/Programmer brauche ich?". Also sinngemäß halt.
Garnicht so leicht die Inkompatibilität aufgrund der anderen Datübertragungstechnologie klar zu machen.

Zwischen den Zeilen konnte man da auch herauslesen, dass der restliche Markt auch garnicht sooo kompatibel untereinander ist, wie von manchen gerne behauptet, sodass man wirklich die Decoder frei wählen kann und auch unabhängig von der Zentrale/System ist. Ich stütze mich da nur auf Erfahrungsberichte anderer Mobahner .
Manche haben das auch ganz direkt berichtet, dass sie sich manches digitale Modelle nicht kaufen, weil dieses auf deren System nicht voll unterstützt wird oder sie keinen "Programmer : " dafür haben.

Anscheinend ist es doch auch so, dass jeder Hersteller sein eigenes Ding macht und dies einige nervt.
Da haben die echt "Glück", dass alle wenigstens die gleiche Datenübertragungstechnologie nutzen.
Nicht zu vergeseen, dass es auch verschiedene Bremsstreckensysteme gibt, die ebenfalls die Kompatibilität einschränken.

[CDC-User]

Hallo Martin,

hmmm..., wo soll ich anfangen, es ist so viel passiert.

Ich habe in Klaus's Faden gelesen, dass die Sache mit der PWM-Frequenz für Glockenankermotoren erneut Thema war, finde ich gut, wie du das gelöst hast. Ich habe damals auch auf die Angaben von Faulhaber und auf deren Datenblätter verwiesen, anscheinend ist man aber nicht gewillt dann auch wirklich nachzulesen, -> das wäre ja mit Arbeit verbunden...
Jetzt hast du dir eben die Arbeit gemacht, das ganze schön aufzubereiten und so für jeden eindeutig nachvollziehbar zu machen.
Auf diesen Post hin hat sich auch keiner der früheren Kritiker mehr gemeldet, wie es scheint. Oder hast du gar PNs zu dem Thema bekommen?
Was Stephan von den verschiedenen techn. Supports zu hören bekam ist wirklich haarsträubend. Auf meine Anmerkung bei ESU, dass deren Decoder für Glockenankermotoren nicht geeignet sind und was ihre Motorsteuerung zur "besten" am Markt machen soll, habe ich bis heute keine Antwort bekommen.

Ich habe auch gesehen, dass sich noch ein C-Digital User hier eingefunden hat.

Zitat

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Mit der Entwicklung der neuen C-Digitalkomponenten bin ich fast fertig und es wird auch schon fleißig getestet. Hier und da gibt es noch kleine Baustellen, z.B. was die Haptik des Handreglers betrifft. Die neuen Decoder sind auch schon mit der Testphase fast fertig, die Software für den Funktionsumfang wird evtl. noch angepasst. Es steht die Integration einer SUSI-Schnittstelle im Raum, dann könnte man, sofern man will und den Platz hat, auch mit Sound fahren.

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Das freut mich, habe darüber jetzt schon ein paar Dinge gelesen. Das ein oder andere würde ich auch gerne einmal Testen.
Vor allem auf deinen neuen Decoder bin ich sehr gespannt.

Zitat

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Übrigens, auf deine Youtube-Videos hin, sind einige Mails bei uns/mir von Mobahnern eingegangen, weil sie meinen Decoder haben wollten.

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Das ist doch ein schönes Feedback, oder? Dann siehst du, dass du mit deiner Philosophie und deiner Arbeit nicht falsch liegst. Es gibt schon ein paar Mitstreiter, die das Thema Fahreigenschaften genauso einstufen wie wir.

Zitat

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Es gab welche die mit MM fahren, aber auch viele die mit DCC unterwegs sind und es wurde durchwegs berichtet, dass man mit ihren Decodern solch Fahreigenschaften nicht bekommt.

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Das glaube ich gerne. Ich habe selbst auch festgestellt, dass es, was die Fahreigenschaften betrifft, nur 2 DCC Decoder gibt, die überhaupt in der "Liga" deines Decoders mitspielen können. Wobei ich persönlich den D&H ab und an vor dem Zimo sehe.

Ich habe zwar damals kein Video zu jedem Decoder gemacht, als ich bei der GFN 151 mit dem Flachläufer von Faulhaber die Langsamfahreigenschaften verglichen habe, aber es gibt auf Youtube ein Video wo einer genau diesen Motor in einer anderen GFN Lok mit einem D&H betreibt. Man muss sich nur die Drehzahl des Ritzels anschauen und man sieht den enormen Unterschied.
Flachläufer mit C-Digitaldecoder vs. Flachläufer mit D&H SD10A

Bei einem ESU sieht das noch viel schlechter aus, va auch was das Geräusch betrifft. -> ganz ekeliges Pfeifen oder zerstörerisches Schlagen

Zitat

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Zwischen den Zeilen konnte man da auch herauslesen, dass der restliche Markt auch garnicht sooo kompatibel untereinander ist, wie von manchen gerne behauptet, sodass man wirklich die Decoder frei wählen kann und auch unabhängig von der Zentrale/System ist. Ich stütze mich da nur auf Erfahrungsberichte anderer Mobahner .
Manche haben das auch ganz direkt berichtet, dass sie sich manches digitale Modelle nicht kaufen, weil dieses auf deren System nicht voll unterstützt wird oder sie keinen "Programmer : " dafür haben.

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Ja, das mit der absoluten Normtreue und der daraus resultierenden Kompatibilität ist ein Ammenmärchen!
Als ich mich mit den aktuellen Digitalsystemen zu beschäftigen begann, hatte ich ja noch nicht wirklich eine Ahnung und man hat mir das so "leicht" erzählen können. Mittlerweile kann ich ganz klar sagen, dass das so, wie es mir hier von einigen Kollegen und auch "Fachhändlern" dargestellt wurde ganz und garnicht stimmt.
DER Hauptgrund für die ach so tolle "Kompatibilität", also dass man Komponenten verschiedener Hersteller mischen kann, liegt eigentlich nur darin begründet, dass alle, mehr oder weniger zufällig, die geleiche Technik zur Datenübertragung nutzen.
Nur dadurch lässt sich die eigentlich vorhandene totale Inkompatibilität "überwinden", weil so ein Multiprotokollbetrieb ermöglichbar ist.

Bei den verschiedenen BUS-Systemen für Rückmelde-, Halte- oder andere Schalt-Module sieht man schnell wie es aussieht, wenn man hier auch einfach mal versucht durch die Bank Komponenten verschiedener Hersteller zu nutzen.
Da kann es selbst dann zu Problemen kommen, auch wenn der gleiche BUS verwendet wird und ein Hersteller da wieder irgendeine winzige Kleinigkeit ein weing anders macht.
Ich habe außerdem festgestellt, dass sich die Hersteller keineswegs immer voll an die NMRA -Norm halten.
Das mit den verschiedenen Programmeren für jeden Hersteller stimmt auch, halte ich aber sogar für das geringste Übel.

Die Digitalisierung von Fahrzeugen mit NEM XXX Schnittstelle gestaltet sich des öfteren auch nicht so einfach wie beschrieben. Je nachdem welcher Decoder eingebaut werden soll, kann es sein, dass man hier und da Anpassungen an der lokinternen Platine vornehmen muss.
Ebenso verhält es sich mit einem Decodertausch bei Loks mit werksseitig verbauten Decodern. (Versuche einmal in einer ESU Lok den Decoder mit einem Fremdprodukt zu tauschen)

Für mich ist mittlerweile absolut klar, dass es überhaupt keinen Sinn macht, im Hinblick auf den heutigen Markt, ein System aufgrund seiner eingeschränkten Kompatibilität/Kompatibilitätsproblemen abzuwerten. Das gilt für ALLE Systme.
Am Ende steht immer eine Einzellösung und die sollte bestmöglich passen.

Ich werde mir das auch noch einmal genau überlegen, Pro-Kontra-Liste, ob ich wirklich ein DCC-System verwenden will. Abgesehen von der flächenmäßigen Verbreitung, also dem großen Markt, beleibt da nämlich nicht mehr viel. Am Enden könnte es auch eine Kostenfrage sein. Wenn ich mir deine neuen C-Digital Komponenten so anschaue, kostet mich das am Ende bei größerer Funktionalität nur etwa die Hälfte. : + viel bessere Motorsteuerung usw.

Wenn ich nämlich bei DCC-Decodern bleibe und dann kommt, nur einmal angenommen, ein neues System zur Rückmeldung heraus, so wie seinerzeit RailCom, darf ich auch im Prinzip alle Decoder tauschen, entsprechende Module tauschen und im schlimmsten Fall sogar die Zentrale, wenn es nicht mittels Update o.ä. in den Griff zu bekommen ist.

Die Gefahr, dass man bei techn. Neuerungen (und den dann aufkommenden neuen Wünschen), um den Tausch zahlreicher Komponenten nicht herumkommt ist bei DCC, mfx genauso gegeben wie bei deinem C-Digital.


Ich bin jetzt zwar wieder hier, aber die Zeit für große Tests und Videos werde ich leider trotzdem erst einmal nicht haben. Ich kann mich also momentan nur etwas an der Diskussion beteiligen.

[md95129]

Hi guys,
ich habe euch schon lange nicht mehr mit meinem Querdenken belaestigt. Der Grund ist, dass ich den Zusammenhang zwischen PWM und Gleichstrommotor immer weniger verstehe, je laenger ich darueber nachdenke. Die urspruenglichen Gedanken, als ich meinen Decoder entwickelte, war der, dass PWM praktisch eine Gleichspannung erzeugt, die dem Mittel des Puls/Pausenverhaeltnisses entspricht. Das funktioniert auch ganz gut, solange man auf ein RC-Glied arbeitet. Ist meiner Meinung nach nicht auf Motore anwendbar.

Zunaechst mal ein vereinfachtes Modell des Gleichstrommotors:
1. Ein "Idealer" Gleichstrommotor mit Innenwiderstand "0" braucht keine Regelung, da die Drehzahl streng an die Spannung gekoppelt ist.
2. Bei einem realen Motor geht die Klemmenspannung und damit auch die Drehzahl mit I*R bei Belastung zurueck. Man koennte nun eine Regelung entwickeln, die dies kompensiert. Ich habe das mal probiert mit sehr maessigem Erfolg. Der Innenwiderstand schwankt von Motor zu Motor, haengt von der Stellung des Rotors und der Wicklungstemperatur ab. Das Ganze erwies sich nicht als stabil und war fuer sehr kleine Drehzahlen unbrauchbar.

Mit Motoren und PWM sieht es meiner Meinung ganz anders aus, leider habe ich darueber keine vernuenftige Literatur gefunden:
Alle beten das Maerchen von der gemittelten Spannung nach. Das kann so nicht richtig sein. Nehmen wir an, wir bewegen uns in einem Frequenzbereich, in dem die Induktivitaet des Motors den Strom noch nicht sehr begrenzt, d.h. in jedem Puls wird praktisch der volle Strom erzielt. Der Motor sieht dabei immer die volle Spannung - Generatorspannung. Meiner Meinung nach ist in diesem Fall die Drehzahl nicht mehr vom Puls/Pauseverhaeltnis abhaengig, sondern von der Belastung des Motors. Ohne weitere Regelung wird der Motor dadurch "weich", was fahrdynamisch von Nachteil ist. Wenn wir in Frequenzbereiche kommen, in denen der Strom nicht mehr seine volle Hoehe erreicht, wird es noch komplizierter und weicht noch weiter von dem Modell "gemittelte Gleichspannung" ab. Wie gesagt, ich habe bisher keine Beschreibung dieses Verhaltens gefunden und bin ehrlich gesagt zu faul, dies selber herzuleiten.
Regards

[Martin_G]

Hi Henner,

Mal wieder nett was vom "Querdenker" zu hören.

Zitat

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Ist meiner Meinung nach nicht auf Motore anwendbar.

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Meine ich auch.

Zitat

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1. Ein "Idealer" Gleichstrommotor mit Innenwiderstand "0" braucht keine Regelung, da die Drehzahl streng an die Spannung gekoppelt ist.

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Ja, oder man stellt die max zulässige Spannung fest ein und erhöht über den Strom das Drehmoment. Mit Reibungs- und Lastmomenten stellt sich über das Gleichgewicht (M_mot - M_last = 0) eine konstante Drehzahl ein. Aber wie du auch geschrieben hast, wird der Motor dadurch "weich". Bei Vergrößern des Lastmoments bricht die Drehzahl zusammen und eine Regelung müsste mehr Strom nachschicken, um hier gegenzusteuern.

Zitat

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2. Bei einem realen Motor geht die Klemmenspannung und damit auch die Drehzahl mit I*R bei Belastung zurueck. Man koennte nun eine Regelung entwickeln, die dies kompensiert.

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So etwas bietet Faulhaber bei der Regelung ohne Sensor an, jedoch nur ab einer gewissen Drehzahl und es müssen phys. Motorparameter in den Regelalgorithmus eingetragen werden.
Für niedrige Drehzahlen gibt es (bei sensorloser Regelung) die Methode die Gegen-EMK in der PWM-Pause auszuwerten und auch hier wird die spez. Drehzahlkonstante des Motors in die Regelung "eingetragen".

Zitat

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Ich habe das mal probiert mit sehr maessigem Erfolg. Der Innenwiderstand schwankt von Motor zu Motor, haengt von der Stellung des Rotors und der Wicklungstemperatur ab. Das Ganze erwies sich nicht als stabil und war fuer sehr kleine Drehzahlen unbrauchbar.

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Ja, für sehr kleine Drehzahlen unbrauchbar! Macht Faulhaber auch so.

Zitat

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Alle beten das Maerchen von der gemittelten Spannung nach.

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Diese Betrachtung findet sich oft. In der Systemtheorie lässt sich das System "Gleichstrommotor" richtig beschreiben auch Frequenzabhängig etc. allerdings führt man dann eine Laplace-Trafo durch und betrachtet dann das System, welches einem PT1 (VZ1)Glied enstpricht entsprchend. Durch einen PI-Regler ergibt sich dann ein VZ2 Verhalten, was zur Instabilität neigt.
Ich habe so ein Regelungssystem schon mehrmals berechnen dürfen...

Zitat

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in jedem Puls wird praktisch der volle Strom erzielt. Der Motor sieht dabei immer die volle Spannung - Generatorspannung. Meiner Meinung nach ist in diesem Fall die Drehzahl nicht mehr vom Puls/Pauseverhaeltnis abhaengig, sondern von der Belastung des Motors. Ohne weitere Regelung wird der Motor dadurch "weich", was fahrdynamisch von Nachteil ist.

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Ja, absolut, siehe oben.

Zitat

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Wenn wir in Frequenzbereiche kommen, in denen der Strom nicht mehr seine volle Hoehe erreicht, wird es noch komplizierter und weicht noch weiter von dem Modell "gemittelte Gleichspannung" ab.

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Stimmt, ich würde das nur mit Mitteln der Systemtheorie betrachten und dann gleich als Ganzes mit PI/PID Regler.

Das könnte dich vielleicht interessieren:Link

P.S.: Scheint garnicht so viel quer gedacht worden zu sein.

[Martin_G]

Morgen Hermann,

Zitat

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Ich habe in Klaus's Faden gelesen, dass die Sache mit der PWM-Frequenz für Glockenankermotoren erneut Thema war, finde ich gut, wie du das gelöst hast. Ich habe damals auch auf die Angaben von Faulhaber und auf deren Datenblätter verwiesen, anscheinend ist man aber nicht gewillt dann auch wirklich nachzulesen, -> das wäre ja mit Arbeit verbunden...

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Den Eindruck habe ich auch. Ich bin ja selbst auch manchmal zu faul Sachen zu lesen ops: Blöd ist nur, wenn man dann sein Halbwissen verbreitet.
Über das Thema wurde hier schon viel herumspekuliert und argumentiert, obwohl die Sache technisch, physikalisch eindeutig ist. Da gibt es kein "vielleicht" und "aber" oder "eigentlich geht es auch anders..."

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Oder hast du gar PNs zu dem Thema bekommen?

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Um ehrlich zu sein, ja habe ich. Die waren aber alle zustimmender Natur.

Zitat

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Was Stephan von den verschiedenen techn. Supports zu hören bekam ist wirklich haarsträubend. Auf meine Anmerkung bei ESU, dass deren Decoder für Glockenankermotoren nicht geeignet sind und was ihre Motorsteuerung zur "besten" am Markt machen soll, habe ich bis heute keine Antwort bekommen.

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Naja, ich denke, was soll man da auch sagen? "Ja, stimmt, dass dient nur der Werbung" ??? flaster:
Aber wie mit der konkreten Frage von Stephan umgegangen wurde ist schon echt schwach. Da würde ich mir mehr von einem techn. Support erwarten.

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Das glaube ich gerne. Ich habe selbst auch festgestellt, dass es, was die Fahreigenschaften betrifft, nur 2 DCC Decoder gibt, die überhaupt in der "Liga" deines Decoders mitspielen können. Wobei ich persönlich den D&H ab und an vor dem Zimo sehe.

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Was ich so gehört habe, soll es noch einen sehr guten Decoder geben, den mld3 von Märklin, von meiner Seite aber alles nur hören sagen. Der soll auch ein autom. Einmessverfahren haben, was deutlich besser als das von ESU ist. flaster:

Zitat

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Man muss sich nur die Drehzahl des Ritzels anschauen und man sieht den enormen Unterschied.
Flachläufer mit C-Digitaldecoder vs. Flachläufer mit D&H SD10A

Bei einem ESU sieht das noch viel schlechter aus, va auch was das Geräusch betrifft. -> ganz ekeliges Pfeifen oder zerstörerisches Schlagen

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Ich glaube zu wissen woher dieser mehr oder weniger deutliche Unterschied zu meiner Regelung kommt.
Alle mir bekannten anderen Decoder, auch der D&H, bewerten immer irgendwie direkt die Gegen-EMK des Motors. Gut beim D&H wird die mittels einem Comparator mit einer vom DAC erzeugten Spannung verglichen und bei den anderen geht die Gegen-EMK direkt per ADC in den Controller zur Soll-Ist-Delta-Erfassung.


Was die Inkompatibilitätsprobleme angeht:
Ich kann das für DCC etc. nicht wirklich beurteilen. Aber es ist nicht leicht, immer voll abwärts kompatibel zu sein und gleichzeitig inovativ. Irgendwo werden wohl immer Abstriche zu machen sein. Das gilt, glaube ich, für alle "Systeme".

Ich glaube auch, dass das was immer als nicht kompatibel im Vergleich zu DCC beschrieben wird, ist nicht die absolute Austauschbarkeit aller möglichen Produkte, sondern dass es prinzipiell möglich ist. Und es gibt halt viel mehr Auswahl und eine deutlich größere Preisspanne bei bestimmten Produkten. So bekommt man bei DCC z.B. Decoder angefangen von 12€ bis an die 40 oder so.
Für mein System würde es bspw. gar keinen Sinn machen DCC-Kompatibel zu sein und RailCom, oder RailCom+ etc. zu unterstützen. Ich könnte natürlich jeder Zeit das DCC-Protokoll übertragen und die Decoder mit den genormnten CVs programmieren usw., eine größere Kompatibilität ergibt sich dadurch halt überhaupt nicht.
Aber gut, das hatten wir ja bereits.

[CDC-User]

Hallo Henner,

Also ich für meinen Teil, fühle mich von deiner Denkweise nicht belästigt.
Auf konstruktiver, sachlicher Ebene können doch gerade die nicht an Konventionen gebundenen Gendanke das Salz in der Suppe sein. Das belebt doch eine Diskussion.

Martin hat ja schon einiges geschrieben und ich werde nur noch etwas ergänzen...

Zitat

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Mit Motoren und PWM sieht es meiner Meinung ganz anders aus, leider habe ich darueber keine vernuenftige Literatur gefunden:
Alle beten das Maerchen von der gemittelten Spannung nach.

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Also man kann bei PWM-Betrieb nicht generell davon ausgehen, dass der Motor so läuft, als würde die sich aus der PWM ergebende, gemittelte Gleichspannung anliegen. Das ist Fakt. Warum das so ist, - das hat mehrere Gründe, die ich hier jetzt nicht alle explizit erläutern will.
Martin hat schon angedeutet, dass man sich z.B. einfach die Antwort des Motors auf ein σ(t) "sigma(t)", ein Sprungsignal, ansehen kann. Ein DC-Motor weist so PT1/VZ1 -Verhalten auf.
Üblicherweise macht man das alles im Spektralbereich (also mittels Laplace-Trafo).

Das σ(t) Signal am Eingang der Funktion kann man nun leicht auf einen einzelnen PWM-Impuls anpassen.
Aus 1/f_PWM = t_PWM (Zeitfenster der PWM) und DutyCycle % * t_PWM = t_tast (Ein-Zeit der PWM) folgt für einen äquivalenten Eingangsimpuls als Eingangssignal x(t):

x(t)= {σ(t) - σ(t - t_tast)} + {σ(t - t_PWM) - σ(t_PWM - t_tast)} + .....

Wobei der Ausdruck in den geschweiften Klammern dem Zeitfenster eines PWM-Elements mit entsprechender Ein-Phase eintspricht.

Man bekommt eine Antwort des Systems y(t). Dann wird es interessant, weil man sich jetzt ansieht, wie sich der Motor in bestimmten Arbeitspunkten verhält (Lineariesierung im AP), habe ich hier ein paar Seiten früher schon einmal geschrieben, als wir dann ewig mit tau_m herumgestritten hatten.
Wenn ich hier von AP spreche meine ich immer einen stationären AP, also ein AP in dem die Drehzahl des Motors konstant ist, was nur geht, wenn der AP auf der n-M-Kennlinie des Motors liegt. -> Dies beantwortet bspw. die Frage, ob ein best. Motor einen Lüfter mit konst. Drehzahl in einem best. AP betreiben kann.

Man nimmt also eben nicht die e-Funktion mit dem tau_m, sondern versucht in einem konkreten AP zu linearisieren.
Warum man das so macht, ist der Komplexität der Sache geschuldet und es erleichtert einem die Lösbarkeit der GLen.
Wie früher erwähnt ist in einem konkreten AP interessant, wie sich z.B. der Motorstrom vom AP aus etwas rechts und links davon ändert, also wie die Steigung der Linearisierung im AP ist.
Da der Motorstrom direkt proportional zum Drehmoment ist und gilt:
M = F * r und für die Leistung/Energie P = F * v (mit: v=2pi*r*n/Sek und M=F*r) => P = M * ω

Kann man sehen in welchem AP sich die Drehzahl zu Drehmoment wie ändert und damit die Energiewandlung des Motors.
Eine Aneinanderreihung aller möglichen APe von t = 0 bis t = 5 * tau_m ergibt dann das komplette Beschleunigungsverhalten.
Für einen PI-Regler ist "normalerweise" das System erst jetzt zu regeln, weil man in der Regelungstechnik eine Betrachtung in so einem Fall immer vom bereits eingeschwungenen Zustand des Systems macht.
Wir haben hier bei der Moba aber eine andere Situation, wo die Regelung in den Beschleunigungsphasen des Motors auch bereits funktionieren soll, da wir nicht eine begrenzte Zahl von APen wollen, sondern den Motor in jedem möglichen Betriebszustand regeln wollen. So zumindest der Anspruch!
Ob das in der Parix so funktioniert, wage ich stark zu bezweifeln. Ebenso bezweifle ich, dass die Decoder-Entwickler bei den Herstellern eine Regelung für DC-Motoren wirklich entwickelt haben. Ich habe mehr den Eindruck als wurde eine Regelung gebastelt. Ansonsten erklärt sich mir manchens Verhalten, welches ich durch Sprung-Signale bei der Rückführgröße am Regelungseingang am Ausgang des Systems bekommen habe nicht!
Da hat wohl jemand beim Basteln der Regelung / des Systems die Stabilitätskriterien nicht geprüft.

Hier evtl. einmal interessant zu lesen... https://www.mikrocontroller.net/topic/342461

Zitat

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Alle beten das Maerchen von der gemittelten Spannung nach. Das kann so nicht richtig sein.

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Ist es auch nicht. Siehe die Grafik von Faulhaber, die Martin schon einmal gepostet hatte. Hier sieht man, dass man sich mit höherer PWM-Frequ. dem Motorverhalten vom Gleichstromfall mehr und mehr annähern kann.
Wie das ganze mit dem Strom, Drehmoment, Energieumsatz und letzten Endes auch mit dem Wirkungsgrad zusammenhängt habe ich oben ein klein wenig erklärt...

Zitat

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2. Bei einem realen Motor geht die Klemmenspannung und damit auch die Drehzahl mit I*R bei Belastung zurueck.

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Faulhaber nutzt z.T. auch die IxR-Kompensation:

Ich bin so frei und nutzte jetzt einfach mal Martins Faulhaber Uploads, ich denke es ist ok.

Die IxR-Kompensation wird nur bei höheren Drehzahlen benutzt, weil diese bei niedrigen Drehzahlen nicht funktioniert. Hast du also richtig festgestellt.