Drehzahlregelung 90VDc-Motor

[bjorn060895]

Hallo zusammen,

 

wie vielleicht einige von euch wissen, baue ich zurzeit an einer Kleindrehmaschine. Da ich jetzt fast alle vorbereitenden Arbeiten durchgeführt habe, soll jetzt zuerst eine Antrieb verbaut werden, bevor ich die letzten Teilen einstellen bzw. anbauen kann. Und gerade das bringt mir einigen Probleme.

 

Von Drehzahl her sollte solche einen Maschine schon einige tausenden Touren laufen. Vor allem wenn mit kleinen Bohrern gearbeitet wird oder dünnsten Zapfen angedreht werden sollen. Eine Drehzahl von bis max. 5000-6000 U/min sollte so ungefähr eingestellt werden können.

Dagegen sollten bei Arbeiten mit einer Planscheibe wegen der Unwucht auch niedrigeren Drehzahlen gewählt werden können. Und das geht mit meinem erdachtetden Antriebsmotor etwas schwieriger.

 

Ich habe vor einiger Zeit eine 90 Volt Gleichstrommotor ersteichert. Das Teil hat eine Nenndrehzahl von ca. 2000 U/min und eine Leistung von ca. 180 W. Also für die Drehmaschine völlig ausreichend. Maximalstomaufnahme ist mit 2-2.2A angegeben.

 

 

Jetzt meine Frage: wisst jemand von euch, ob es möchlich wäre für diese Motor eine Drehzahlregelung zu bauen? Eine einfache Regelplatine ist dabei, aber der regelt nur die Spannung runter. Könnte ich mit einer PWM-Regelung solch eine Motor auch bei niedrigen Drehzahlen noch mit ausreichender Leistung betrieben oder werde ich damit bei kleineren Drehzahlen größen Leistungsverlusten haben?

Hat jemand ein konkretes Idee, wie ich solch einen Regelung für diese Motor aufbauen könnte?

 

Schon vielen Dank und schöne Ostern gewünscht,

Björn

[hoppppla]

Hallo Björn,

 

wieviel Vorwissen hast Du?

Grundsetzlich kann man Gleichstrommotoren sehr gut regeln, nur sind 90V DC jetzt nicht ohne, wenn man da was falsch macht, knallts schon ganz ordentlich.

Ansonsten mal nach Stromregelung mit überlagerter Drehzahlregelung suchen, da müßte sich z.B. im Roboterbereich einiges finden.

 

viele Grüße,

Hermann

[bjorn060895]

Hallo Hermann,

 

danke für das Antwort! Ich werde mal suchen ob ich dazu etwas finden kann.

 

Mit meinen Elektronikkenntnisse bin ich nicht in der Lage, ein komplette Regelung selber zu entwickeln. Schaltpläne lesen und die Wirkung der Komponenten in etwa verstehen ist kein Problem. Mit der Rest könnte meinen Onkel mich wohl weiterhelfen. Er ist berüflich im Elektronikbereich tätig, müsste sich aber auch zuerst mal nach solch einer Regelung umschauen. Platinenherstellung und Bestückung wird auch klappen, prüfen der Schaltung sollte mit Oszilloskop und Multimeter und etwas Hilfe auch gehen.

 

Meine ersten Gedanken waren ein Art Fahrtregler so zu modifiezieren dass er auch einen Motor mit der Spannung von 90V regeln kann. Ich weiß aber nicht genau ob das Prinzip eine Fahrtregler auch im unteren Drehzahlbereich noch genug Kraft übrig lasst.

[hoppppla]

Hallo Björn,

Meine ersten Gedanken waren ein Art Fahrtregler so zu modifiezieren dass er auch einen Motor mit der Spannung von 90V regeln kann. Ich weiß aber nicht genau ob das Prinzip eine Fahrtregler auch im unteren Drehzahlbereich noch genug Kraft übrig lasst.

Das wird nicht funktionieren, da eine Fahrten"regler" leider regelungstechnisch kein Regler sondern ein Steller ist. D.h. ihm fehlt die Rückführung des Ist-Wertes, um Störungen auszuregeln.

 

Drehzahlregler für Gleichstrommotoren gibt es natürlich auf fertig zu kaufen, sind aber dann Industrieprodukte und dementsprechend teuer...

 

Falls Du Interesse an einer Eigenentwicklung hast, würd ich Dir aber auf jeden Fall vorschlagen, einen anderen Motor zu suchen.

90V ist einfach ein bisschen viel... Vermutlich wirst Du auch Probleme bekommen, ein passendes Netzteil zu finden.

Such Dir einen Motor dieser Leistungsklasse mit 24V oder 48V Nennspannung, da findest Du auf Ebay ganz viel gebrauchte Industrienetzteile für wenig Geld.

Und zumindest 24V sind noch einigermaßen sinnvoll handhabbar.

 

Wenn ich nicht gerade so wenig Zeit hätte, wäre so eine Steuerung echt ein interessantes Projekt

Aber falls Du konkrete Fragen hast, helfe ich gerne weiter.

 

viele Grüße,

Hermann

[bjorn060895]

Hallo Herman,

 

ich werde mich den nächsten Wochen mal etwas näher mit das Thema Motorsteuerung befassen. Dann habe ich vielleicht schon ein wenig mehr Ahnung von das Prinzip der Steuerungen im Netz. Vielleicht lasst sich dann mit etwas Hilfe von euch und meinem Onkel etwas realisieren.

 

Ich werde jedenfalls zuerst meine vorhandene Motor verbauen, ich brauche ja den Antrieb um die Drehmaschine fertigzustellen (ausschleifen der Hauptspindel, einrichten des Langssupportes usw.) Eine funktionierende Drehzahlsteuerung wird aber jedenfalls ein interessantes Projekt sein und auch für spätere Maschinen ein schönes Zubehör sein. Also, für weitere Tipps stehe ich immer offen. Fragen werde ich gelegentlich hier einstellen.

[Guest User # 7293]

Phasenanschittsteuerung? Geh mal in die Bibliothek an der Uni oder FH. Da gibt es reichlich Fachliteratur darüber. Mit schaltplänen. Dürfe nicht schwer sein. Leider habe ich meine Unterlagen nicht mehr, sonst würde ich dir gerne weiterhelfen.

 

 

diddy

[Schifferlfahrer]

Die funktioniert aber doch nur mit Wechselspannung, hier geht es aber um einen Motor für Gleichstrom. Insofern fällt diese Regelungsmethode eigentlich auch schon aus.

 

Was ich vorschlagen würde: Es müsste sich doch irgendwo ein alter 230V AC Motor auftreiben lassen, Waschmaschine, Bohrmaschine oder ähnliches.

(Warum eigentlich nicht gleich eine alte Bohrmaschine als Antrieb, das wäre doch alles in einem Stück verpackt )

Dieser liese sich dann auf diese Weise recht einfach regeln, irgendjemand hier im Forum hat doch sogar einen kleinen, käuflichen Regler vorgestellt, mit dem sich AC-Motoren steuern lassen.

 

Gerade die sehr niedrigen Drehzahlen (Gewindeschneiden etc.) würde ich auch nicht mit einer elektronischen Regelung realisieren, sondern mit einem Vorschaltgetriebe bzw. einer entsprechenden Übersetzung per Getriebe. Elektronisch fehlt irgendwann halt doch das Drehmoment.

[bjorn060895]

Hallo allen,

 

danke für die Reaktionen. Ich werde mich den nächsten Zeit mal umschauen nach einem anderen Motor. Wenn ich günstig einen Gleichstrommotor bis 48V oder gar einen kleinen 220VAc-Motor finde, würde ich mich nicht lange überlegen.

 

Aber da ich diese 90V-Motoren schon rumliegen habe, sie sehr Leise laufen und auch ausreichend Drehmoment und Leistung haben, war ich mal gespannt ob sich solche Motoren auch einigermaßen gut regeln lassen. Die etwas Fremde Spannung von 90 Volt hatte mich schon einige Probleme besorgt, da 3 der 2 Steuerungplatinen der Motoren irgendwie durch sind. Eine Funktioniert noch und könnte somit vielleicht für eine spätere Regelung als Netzteil dienen. Die verbauten Komponente sind aber nicht Standard, also 1:1 nachbauen geht leider nicht.

 

Die 90V-Gleichspannung scheint in der USA sehr weit verbreitet zu sein. Motoren wie diese sind dort in verschiedenen Geräten verbaut. Vielleicht lasst sich aus dort verwendeten 110VAc mit etwas weniger Aufwand 90VDc realisieren. Davon habe ich aber keine Ahnung.

 

Gerade die sehr niedrigen Drehzahlen (Gewindeschneiden etc.) würde ich auch nicht mit einer elektronischen Regelung realisieren, sondern mit einem Vorschaltgetriebe bzw. einer entsprechenden Übersetzung per Getriebe. Elektronisch fehlt irgendwann halt doch das Drehmoment.

 

Muss ich mal erwähnen dass ich für die neue Drehmaschine nicht solche niedrige Drehzahlen brauche. Gewindeschneideinrichtung ist überhaupt nicht vorhanden. 90% der Arbeiten werden doch das Drehen von kleinster Drehteilen <Ø2-3mm sein. Und die maximale Bohrerdurchmesser würde ich auch nicht schnell größer als Ø3mm wählen. Für solche Arbeiten habe ich die "größe" Drehmaschine.

 

Wofür ich die Drehzahlregelung eigentlich verwenden wollte, sind die Arbeiten auf einer Planscheibe. Wenn ich bzw. Bohrungen auf einer kleine Platte sauber ausdrehen möchte, kann ich das später sehr bequem auf der neue Maschine machen. Aber wegen der Unwucht von exzentrisch gespannten Teilen/ Spannmitteln wäre es Maschinenschönender dass auch etwas niedriger Drehzahlen gewählt werden können. Und auch nicht dass die relativ schweren Planscheibe blitzartig das eingestellte Drehzahl erreicht. So stark ist die Mitnehmer im Arbeitsspindel auch wieder nicht...

 

Schöne Ostertage!

Björn

[purzelonline]

schau mal bei Peter´s CNC Ecke unter UHU ... ein modifizierter Servotreiber wäre sicher eine gute Wahl zumal die Encoder recht präzise sind und - auf der Achse Deine 90-Völters - sicher auch im unteren Bereich die Drehzahl gut halten lassen.

Vielleicht wäre dann ein kleiner ausgedienter PC als "Mensch Maschine Interface" ein willkommener Luxus ...

Idee wäre noch die Achsen gleich mit anzuzeigen, so hättest Du DrehzahlRegler und gleichzeit die Digi-Anzeige ...

 

lg

Rainer

[hoppppla]

Hallo,

Was ich vorschlagen würde: Es müsste sich doch irgendwo ein alter 230V AC Motor auftreiben lassen, Waschmaschine, Bohrmaschine oder ähnliches.

(Warum eigentlich nicht gleich eine alte Bohrmaschine als Antrieb, das wäre doch alles in einem Stück verpackt )

Dieser liese sich dann auf diese Weise recht einfach regeln, irgendjemand hier im Forum hat doch sogar einen kleinen, käuflichen Regler vorgestellt, mit dem sich AC-Motoren steuern lassen.

Hier muß man gut mit der Begrifflichkeit aufpassen!

Technisch gesehen gibt es einen großen Unterschied zwischen "steuern" und "regeln"

Und ein 230V AC Motor läßt sich zwar recht einfach steuern, die Regelung ist allerdings eher aufwendig

mit einer DC-Maschine bist Du sicher besser dran.

Servotreiber ist ein ganz gutes Stichwort, wobei Du für die Drehmaschine vermutlich keine Winkelregelung benötigst, sondern "nur" eine Drehzahlregelung.

 

Worauf Du achten solltest, wenn Du nach einem passenden Motor suchst, ist, das der schon entweder einen Tachogenerator oder einen Resolver o.ä. mitbringt, um Deiner Regelung einen Drehzahl-Istwert zu verfügung zu stellen.

Als Einstieg zum Thema Regelungstechnik wäre z.B. das Roboternetz ganz gut.

 

viele Grüße,

Hermann