Perma-Magnet Vor und Rücklauf

[MSon]

Hallo Forum,

in sachen motor hab ich noch nicht so viel erfahrung.
ich würde gerne wissen ob ich einen 40W permanent-magnet motor ca. 100x pro minunte vor und rück laufen lassen kann.
(polung vertauschen).
denke mal das tut dem motor "nicht so gut"... gibt es eine möglichkeit (mit freilaufdioden etc) dies möglich zu machen ?

danke fürs lesen
mson

[Besserwessi]

100 mal in der Minute ist schon relativ oft, geht aber im Prinzip. Da der Motor aber in den etwa 0,3 s bei weitem nicht seine volle Drehzahl erreicht, darf man im nicht die volle Spannung geben, sondern nur deutlich weniger (z.B. 1/3), halt nur so viel, dass man den Nennstrom nicht überschreitet. Wegen die reduzierte Kühlung wegen fehlender Drehzahl muss man ggf. sogar noch unter dem Nennstrom bleiben.

Eine Freilaufdiode im klassischen Sinne braucht man hier nicht - der Treiberschaltung muss mit der Induktionsspannung klar kommen und ggf. Dioden gegen die Versorgungsspannung haben, so wie sonst auch einer H-Brücke.

Wozu sollte das ganze Gut sein ?

[021aet04]

Was willst du machen? Gibt es eventuell andere Möglichkeiten (wie z.B. Solenoid)?

MfG Hannes

[-Mike-]

Das wäre ein Richtungs wechsel alle 0,6sek
Ich weiß nicht was es dir bringen soll die Polung so oft so wechseln.
Beachte auch das der Einschaltstrom höher ist, als der Dauerstrom.

Wenn der Motor sich in 0,6sec z. B. 1cm dreht, dann ist es bei der Umpolung nicht mehr so viel.
Da der Motor bei der Richtung wechsel erst mal den Motor bremst.
Bei der Umpolung legt dann z. B. der Motor nur noch 0,6cm.

[MSon]

danke für die antworten....

100x in der minute ist sicher extrem. aber möglich sollte es noch sein, auch um sicherzustellen das
50x pro minute auf jeden fall sicher laufen.

wegen dem einschaltstrom habe ich auch bedenken, ich fürchte den motor schnell zu schmelzen
wenn ich ihn (sagen wir mal sekündlich) die richtung ändern lasse.

gaaanz wichtig ist noch zu erwähnen, dass der motor mit einer PWM betrieben wird, was den
einsatz einer freilaufdiode wohl zwingend nötig macht.

mir schwebt da eine schaltung mit transistoren vor, die sowohl die polung der stromversorgung
(durch pwm) als auch die polung der diode je nach laufrichtung ändert.

[-Mike-]

Für was brauchst du das überhaupt?

[MSon]

wofür er sein soll möchte ich nicht näher drauf eingehen... möchte nicht das die nächsten 20 posts darum gehen wie mans ganz anderst machen kann.

ich muss einen stepper mit diesem normalen motor ersetzen. grund liegt im preis.

[021aet04]

Ist es möglich etwas anderes zu verwenden. Für schnelle Bewegungen könnte ich Solenoids bzw Schreib/Leseköpfe von Festplatten empfehlen.
http://www.google.at/imgres?q=hdd+lesekopf&um=1&hl=de&client=opera&sa=N&rls=de&channel=suggest&biw=1566&bih=778&tbm=isch&tbnid=C2dVAnzSWr15CM:&imgrefurl=http://gotmilsch.wordpress.com/2009/03/11/schreiblesekopfe-bei-festplatten-wechseln-how-to/&docid=hjliSIPJXyE5mM&imgurl=http://gotmilsch.files.wordpress.com/2009/03/travelstar-offen-beschriftet.jpg%3Fw%3D700&w=600&h=450&ei=W9XbToqkFuPU4QTVwJXUAg&zoom=1&iact=rc&dur=465&sig=114903358245289232385&page=1&tbnh=134&tbnw=179&start=0&ndsp=28&ved=1t:429,r:8,s:0&tx=123&ty=57
oder https://www.distrelec.at/hubmagnete/antriebstechnik-aktoren

Wird eine Drehbewegung oder eine Linearbewegung benötigt. Welche Winkel/Strecke wird benötigt. Wofür es ist musst du nicht bekannt geben, es sollte aber nähere Daten gepostet werden. Müssen spezielle Winkel/Strecken eingehalten werden? Muss geregelt werden oder reicht wenn man es mit PWM steuert,....
Ist es für eine Firma/Universität,... oder ist es nur für private Zwecke?

MfG Hannes

[MSon]

Hallo Hannes,

das ist eine private bastelei.
Es geht um eine Linearbewegung von 10cm (10 vor, 10 zurück). Das ganze muss schon etwas kräftiger sein als eine Festplatte.
Daher der 40W Motor.
Aus der Drehbewegung des Motors mache ich eine Linearbewegung. Das funktioniert soweit auch sehr gut.
Nun möchte ich aber dass sich das Gestänge nur zwischen 10cm und 5cm (also nicht über Null geht) bewegt.
Bei der Drehbewegung des Motors bleibt ja nur seine Pole nach einer halben Drehung zu tauschen.

Ich frage deshalb speziell nach der Möglichkeit der Realisierung mit Perma-Magnet Motor, da alle Anderen
(mir bekannten) Möglichkeiten(Stepper, Linearmotor) bei weitem die Wirtschaftlichkeit sprengen würden.

Die Geschwindigkeit soll zu jeder Zeit per PWM geregelt werden können.

[021aet04]

Ist es möglich einen normalen DC Motor zu verwenden und die Bewegung so erzeugen wie bei einem Benzinmotor. Du muss nur die Richtung ändern. Du musst den Motor an der "Getriebeseite" montieren. Der Motor dreht einfach. So ist es meiner Meinung nach am Einfachsten.

MfG Hannes

[MSon]

wie du das mit dem benzinmotor meinst versteh ich nicht so ganz....

ich habe es so aufgebaut wie bei einer dampflock. das rad ist der motor und über ein gestänge wird die drehbewegung in eine linearbewegung umgesetzt (der kolben der dampflock).
als motor habe ich einen ähnlichen wie der hier auf ebay: auktionsnummer 200517678680

[Besserwessi]

Mit so einem Rad und dem Gestänge kann man auch rein mechanisch ein durchgehende Drehbewegung in eine lineare Bewegung umsetzen. Das verstellen ist aber ggf. etwas aufwendiger, geht aber auch.

[Thoralf]

hihi, die einfachste Lösung wäre ein Kurbelrad mit Pleuel.
K.A., was er ja eigentlich will.
Übrigens lässt sich der Pleuelhub auch einstellen, falls das ein Kriterium sein sollte.

[MSon]

@ besserwessi
genau! mit dem rad (an meinem motor) und dem gestänge erzeuge ich eine lineare bewegung von 10cm (vor-zurück-vor-usw)

Das Problem:
ich möchte das gestänge nach halbem rückzug stoppen und wieder nach vorn schieben.
für das rad bedeutet dies eine halbe umdrehung und dann in die andere richtung.

meine frage ist nur ob ein motor so einen permanenten polwechsel aushält, bzw
was man machen kann damit er es aushält.

[Besserwessi]

Der Motor wird den häufigen Wechsel schon aushalten - man darf halt nur keinen zu hohen Strom nehmen und entsprechend eher langsam beschleunigt und bremst der Motor. Gut möglich das man nicht mal auf die volle Geschwindigkeit kommt - ensprechend klein wird der Winkel bzw. Hub.

[MSon]

also verwende ich meine stromspeisung incl. freilaufdiode und sorge zusätzlich für eine strombegrenzung ?
wie könnte so eine strombegrenung aussehen ?
ich habe mal die schalte des motors bisher angehängt

[021aet04]

Ich habe es so gemeint wie du es gemacht hast. Warum willst du nicht eine volle Drehbewegung erzeugen? Das ist viel einfacher. Wenn du unbedingt den Motor in beide Richtungen drehen lassen willst wird deine Schaltung nicht funktionieren. Du musst eine H-Brücke einsetzen. Wenn du den Motor nur in eine Richtung drehen lassen willst würde deine Schaltung funktionieren. Ich würde aber gegen GND schalten indem du Motor und Transistor tauschst (du musst aber einen anderen Transistor bzw Fet einbauen).

MfG Hannes

[MSon]

@hannes
kannst du mir die funktion einer h-brücke in diesem zusammenhang mal näher erklären ?
und was hätte es für einen vorteil wenn ich den TIP gegen einen FET austausche ?

[021aet04]

http://www.rn-wissen.de/index.php/Getriebemotoren_Ansteuerung

Ich würde, wenn nur in eine Richtung gedreht werden muss, den Motor gegen GND schalten. So wird nicht invertiert. Wenn am Eingang eine Spannung anliegt (+5V) wird der Transistor/Fet durchgeschaltet und der Motor dreht. Du brauchst dann aber einen NPN Transistor bzw N-Fet. Ansonsten musst du eine H-Brücke verwenden.
Das Bild ist von www.mikrocontroller.net

http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRQ834r14-MPOoiFKD4enDbfxlkVC5kOF-T9vKTo6e31ygcWT8Fcg

[MSon]

würde sich als LL-FET ein IRLZ34N eignen ?

und wenn der motor in beide richtungen drehen soll brauche ich eine H-Brücke, richtig ?

[021aet04]

Du brauchst eine H-Brücke. Ein IRLZ34N würde funktionieren. Für die beiden oberen Transistoren/Fets musst du entweder P-Typen (oder PNP) oder einen Fet Treiber verwenden. Ansonsten wird es nicht funktionieren. Fet Treiber gibt es bei den Herstellern öfters als Sample.

MfG Hannes

[RoboHolIC]

Vielleicht besser den IRLIZ34N, das ist der vergleichbare Logic Level MOSFET zum vorgenannten Typ (ohne das zweite "I").

[MSon]

laut datenblatt ist der der IRLZ34N auch ein LLC ?! werde das morgen einfach mal austesten ober er seinen dienst tut.

das mit der H-Brücke ist mir soweit nun klar. 4 mosis, 2 N, 2 P.
was ich noch nicht verstanden habe ist wie ich die freilaufdioden da mit reinbastel. kann mir das mal jemand aufzeichnen ?
in meiner jetztigen schaltung mit dem TIP 147 geht ohne freilauf garnix....nicht mal das oszi ist mehr in der lage das ohne
dioden vernünftig darzustellen....

[PICture]

Hallo!



VCC
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T1 ||-> - D1 D2 - <-|| T2
-||-+ ^ _ ^ +-||
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+---+-( M )-+---+
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T3 ||<- ^ D3 D4 ^ ->|| T4
-||-+ | | +-||
| | | |
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GND

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

[Besserwessi]

Die MOSFETs haben schon intern Dioden drin (parasitär, nicht absichtlich), die bei eher niedriger PWM Frequenz auch schon ausreichen. Externe Dioden wirken nur, wenn die eine kleinere Flussspannung haben (z.B. Schottkydioden).

[MSon]

japs... bisher habe ich schottkys gebraucht.
wie würde ich die H-Brücke mit den schottkys beschalten ?
ich nehme mal an, ich lege T1-T4 an einen TTL ausgang (kein PWM).
und die zugeführte Versorgungsspannung von 24V ist bereits gepulst ?

oder kann ich ungepulste 24V anlegen und das pulsen (die pwm funktion)
wird durch die steuerung der Transistoren übernommen ?

[Besserwessi]

Die Brücke bekommt die normalen 24 V und das PWM Signal an die Gates. Für die Low Side (N-MOSFETs nach GND) reicht dabei ggf. ein 5 V CMOS Pegel. Die p-MOSFETs kann man so nicht ansteuern. Da braucht man eine extra Treiberschaltung für ein Signal von etwa 24 V (aus) bzw. 12 V (an). Wenn man das PWM Signal nur an die lowside gibt, darf die Ansteurung der P-MOSFETs auch relativ langsam sein.

[MSon]

muss mir nochmal das funktionsprinzip von mosfets anguggen. weshalb die P 12/24 brauchen leuchtet mir (noch) nicht ein.
könnte man nicht die schaltung mit nur N-MOSFETs bauen wenn man 2 PWM ausgänge zur verfügung hat ?

danke für eure geduld mit einem anfänger der viel vorhat :-D

[PICture]

Es müsste auch eifacher gehen:



VCC
R1 + R2
___ | ___
+-|___|-+---+---+---+---+-|___|-+
| | | | | |
| ||-+ | | +-||----+
| T1 ||-> - D1 D2 - <-|| T2 |
+----||-+ ^ ^ +-|| |
| | | | | ___ |
| R3 +---|-------|---|-|___|-+
| ___ | | | |
+-|___|-|---|-------|---+ R4
| | _ | |
| | / \ | |
+---+-( M )-+---+ R6
| | \_/ | | ___
R5 ||-+ - - +-||-|___|-< vom µC
___T3 ||<- ^ D3 D4 ^ ->|| T4
vom µC >-|___|--||-+ | | +-||
| | | |
+---+---+---+---+
|
===
GND

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

[Besserwessi]

Die "einfache" Schaltung mit Ansteurung der P-MOSFETs vom Ausgang aus ist mit Vorsicht zu genießen, die Schaltung kann leicht schwingen und hat ggf. hohe Umschaltverluste wenn die Widerstände zu groß sind.

[MSon]

schon mal danke für die schaltung... nur den zweck von D1 und D2 versth ich nicht. als freilauf sollte doch D3 und D4 reichen ???
Wie müsste ich die Widerstände R1-R4 bemessen ?
Würde es Sinn machen zwischen jedem Richtungswechsel ein paar ms zu warten um das schwingen zu verhindern ?

[PICture]

Entsprechende Freilafdioden sind nur für bestimmte Drehrichtung nötig. Für bidirektionales Drehen sind leider alle vier Freilaudioden notwendig. Meistens reichen die interne in MOSFET's, wenn sie nicht zu langsam sind.

Die R1-R4 sollten mit Berücksichtigung seinen Verlustleistungen möglichst klein sein, wie Besserwessi erwähnte. Sonst müssen sie sicheres durchschalten der T1 und T2 garantieren, damit sie beim Leiten nicht zu warm werden.

Das warten zwischen Richtungswechseln sinkt Anlaufströme und Spart Energie, ist also immer gut. ;)