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Michael Eggert
Guest
Sat Feb 27, 2010 1:23 pm
usenetmuell_at_raimund.in-berlin.de (Raimund Nisius) wrote:
Moin!
Quote:
Eine klassiche Schwingung. Höhere Feldstärke
verursacht lediglich höhere Schwingfrequenz.
Ja, das deckt sich mit der Beobachtung bei höherer Spannung.
Quote:
Dämpfung zwischen rotierendem Feld und Rotator?
Eine Kraft die unabhängig von der Auslenkung wirkt.
Unabhängig von der Auslenkung, aber mit der Geschwindigkeit steigend.
Also jetzt nicht unbedingt bei hoher Nenndrehzahl mehr als bei
niedriger (das wäre ein eher ungewollter Nebeneffekt bei
Wirbelstrombremse mit Permanentmagnet) sondern so, daß die zu schnelle
Scheibe mehr gebremst wird als die zu langsame, sonst dämpft es ja
nicht.
Gruß,
Michael.
Michael Eggert
Guest
Sat Feb 27, 2010 1:58 pm
usenetmuell_at_raimund.in-berlin.de (Raimund Nisius) wrote:
Moin!
Quote:
Aus der Wirbelstrombremse kommt nichts zurück. Die Aluscheibe wird warm.
Und das sehr ineffektiv. Michael will eine Drehung mit 10000Upm = 166Hz
stabilisieren. Er dämpft eine Schwingung von wenigen (z.B. 16) Hz.
Ach, bei minimalem Strom eher 1,6 Hz.
Quote:
Damit verbrät er die 10fache Energie zum Bremsen der gewollten Bewegung
um die ungewollte Schwingung zu dämpfen.
Viel schlimmer. 1:100 in der Frequenz, aber die Schwingungsamplitude
ist ja nochmal weit von einer Umdrehung entfernt. Der Motor macht
einen Rotorumlauf pro 7 Feldumläufe, ich schätze die Schwingung auf
wenige Grad. Da sind wir schnell bei 1:10000.
Eine Regelung des Motorstroms dürfte wohl effektiver sein...
Gruß,
Michael.
Thorsten Ostermann
Guest
Sat Feb 27, 2010 1:59 pm
Hallo Joerg!
Quote:
Wie sieht denn die Regelschleife aus? PID?
Nix Regelung! 3-Phasen-Sinus mit fester Frequenz und fester Spannung,
letztere in Abhängigkeit der Frequenz durch Ausprobieren festgelegt.
Ok, das ist eine Art Regelung oder meinethalben Steuerung. Denn Du hast
ja durch Probieren festgelegt wieviel Spannung bei welcher Frequenz noch
so einigermassen reicht, also proportional.
Im Deutschen unterscheidet man schon zwischen Steuerung (open loop) und
Regelung (closed loop), während das bei Euch ja alles "control" heißt ;)
Im Prinzip ist das hier also U/f-Betrieb bzw. mit einem Schrittmotor
vergleichbar. Wenn die Schwingungsneigung zu groß ist, muss der Strom
bzw. die Spannung runter.
Gruß
Thorsten
--
Wir bewegen Ihre Ideen!
Intelligente Lösungen mit elektrischen Antrieben:
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Joerg
Guest
Sat Feb 27, 2010 6:35 pm
Michael Eggert wrote:
Quote:
Joerg <invalid_at_invalid.invalid> wrote:
Moin!
Die Kopplung schon, aber er hat dann u.U. aufgrund der dabei geringen
Spannung nicht mehr genug in den Mauen.
Reserve ist noch genug da, sonst würde der Motor ja nicht mehr drehen.
Schon, aber eventuell nicht genug wenn Du das Schwungrad per Hand
stoerst, da verliert es eine Menge Energie die der Motor wieder
beisteuern muss, und dann wie bei einer zu schnell kommenden Kupplung
eine zeitlang "reitet".
Quote:
Stromaufnahme steigt unerklaerlich an -> muss eine Belastungsstoerung
sein -> Spannung auf volle Suppe -> einige Sekunden dort halten -
langsam wieder reduzieren.
Ich habe keine Belastung drauf. Ich kann ihn damit nur sicher zum
Schwingen bringen, wenn er es nicht alleine tut.
Die Belastung ist Deine Hand, oder eben jede andere Stoerung.
Jede andere Störung ist aber nicht so stark, daß "die Stromaufnahme
unerklärlich ansteigt". Wir reden hier von etwa 10% Spitze-Spitze
wenns schwingt.
10% ist eine Menge, das laesst sich messtechnisch erfassen. Das muss
keine aufwendige Messung eines Absolutwertes sein, es reicht wenn die
Schaltung x Prozent Aenderung innerhalb xxx Millisekunden erfasst.
Quote:
Wenn Du
den Motor mit voller Spannung durchlaufen laesst geschieht die
Schwingung doch sicher nicht, oder doch?
Die Frequenz der Schwingung steigt, dadurch sehe ich nicht mehr soviel
davon am Drehspulinstrument. Ich höre sie aber noch.
Dann ist das wohl ein recht schweres Schwungrad. Am Oszilloskop
muesstest Du sie noch sehen koennen, weil hoerbar. Am Ende wirst Du
immer eine Reaktion sehen, mit mehr Mumm zieht der Motor die Situation
schneller wieder ins Lot und wenn man eine Regelung einbaut und sauber
abgleicht sollte sich die Schwingung selbst minimieren lassen. Ganz weg
wird sie bei grosser Schwungmasse nicht gehen.
Quote:
Kann es sein dass Du sie zu schnell reduzierst?
Nein, ganz langsam, über mehrere Sekunden, sonst ruckt das fies in der
ganzen Halterung.
Ok, das ist aber schon ein Indiz dass er an die Grenzen des Aushakens
geht.
Nein, ist nur der Wegfall der Belastung. Ein bissl Luftwiderstand ist
bei hoher Drehzahl schon noch da....
Versuche erstmal ob Du den Motor mit rasantem Hochreissen der Spannung
aus der Schwingerei rausbekommst.
Ich kann mir immernoch nicht vorstellen, warum die Schwingung weniger
werden sollte, wenn ich die Steifigkeit der "Drehfeder" erhöhe.
Dadurch bekomme ich ja auch nicht die Energie vernichtet, die in der
Schwingung nunmal steckt.
Das nicht, aber die Erhoehung der Schwingfrequenz ist ein Indiz dass man
mit "Motorkraft" was machen kann, dass Reserve vorhanden ist.
Synchronmotoren kenne ich nicht gut, aber man kann Motoren ja ueber die
Steuerung bremsen und beschleunigen. Muss man nur sehen wo die kurzen
Energiespitzen beim Bremsen hingehen. In die Versorgung waere am besten,
Widerstand auch wenn diese Stoerungen nicht so haeufig vorkommen dass er
heiss wird.
Wenn ich die Wahl haette wuerde ich zuerst ueber die Steuerung und PID
versuchen das in den Griff zu bekommen bevor brachialere Methoden wie
eine zusaetzlich installierte Bremse zum Einsatz kommen. Wenn natuerlich
die Schwungmasse sehr gross ist kommt irgendwo der Punkt wo der Motor
das einfach nicht schafft egal wie brutal die Steuerung eingreift. So
wie ein schwaechliches 1000kg Auto ohne Daempfer einen 1500kg
Wohnanhaenger nicht mehr so schnell geradezieht wenn sich das Gespann
aufgeschaukelt hat.
--
Gruesse, Joerg
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Joerg
Guest
Sat Feb 27, 2010 6:50 pm
Thorsten Ostermann wrote:
Quote:
Hallo Joerg!
Wie sieht denn die Regelschleife aus? PID?
Nix Regelung! 3-Phasen-Sinus mit fester Frequenz und fester Spannung,
letztere in Abhängigkeit der Frequenz durch Ausprobieren festgelegt.
Ok, das ist eine Art Regelung oder meinethalben Steuerung. Denn Du
hast ja durch Probieren festgelegt wieviel Spannung bei welcher
Frequenz noch so einigermassen reicht, also proportional.
Im Deutschen unterscheidet man schon zwischen Steuerung (open loop) und
Regelung (closed loop), während das bei Euch ja alles "control" heißt ;)
Im Prinzip ist das hier also U/f-Betrieb bzw. mit einem Schrittmotor
vergleichbar. Wenn die Schwingungsneigung zu groß ist, muss der Strom
bzw. die Spannung runter.
Oder man muesste eine richtige Regelung einbauen. Oder sehen ob es einen
Chip gibt wo das alles bequem programmierbar ist wie den Beispielen von
IRF. Wobei ich aber mit denen noch nicht gearbeitet habe und daher nicht
weiss wie flexibel sie wirklich sind:
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irmck312.pdf
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irmck371.pdf
--
Gruesse, Joerg
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Michael Rübig
Guest
Sat Feb 27, 2010 6:58 pm
Hallo,
Quote:
Moin!
Zum Betrieb eines kleinen 3-Phasen-Synchronmotors habe ich einen
Sinuswelchselrichter mit gefilterter PWM-Endstufe gebaut. Nachdem ich
den Motor auf die gewünschte Drehzahl beschleunigt habe, reduziere ich
die Ausgangsspannung auf den Wert, bei dem die gesamte Schaltung den
geringsten Eingangsstrom zieht (empirisch ermittelt, linear zur
Solldrehzahl). Der Motor läuft dann also mit dem Phasenversatz, bei
dem er am effizientesten ist.
Nun treibt der Motor aber im wesentlichen nur eine Schwungmasse an,
läuft also praktisch im Leerlauf. Wenn ich den Motor kurz mit dem
Finger bremse (nur so weit, daß er noch synchron bleibt) und wieder
loslasse, dann pendelt der Rotor lange Zeit relativ zum Feld vor und
zurück. Das hört man, das sieht man an der Stromaufnahme, und das
stört die Anwendung beträchtlich. Ich gehe davon aus, daß das am
ungünstigen Verhältnis der hohen Masse zur geringen Reibung /
Wirkleistung liegt. Das Anbringen eines zusätzlichen Lüfterrades, um
mechanisch noch Wirkleistung abzunehmen, hat - gerade bei kleinen
Drehzahlen - praktisch nichts gebracht.
Gibt es Möglichkeiten, das elektronisch in den Griff zu bekommen?
Winkelsensoren am Motor habe ich keine. Ich messe allerdings den Strom
mit, den die Endstufe zieht (bisher nur zur automatischen Abschaltung,
wenn der Motor die Synchronität verliert). Würde sich der Versuch
lohnen, den Strom zu regeln anstatt die Spannung konstant zu halten?
Hab zwar keine Erfahrung mit Synchronmotoren, würde aber mal einen
Widerstand vorschalten und die Spannung wieder hochnehmen.
Vielleicht dämpft das ja.
Michael
Volker Bosch
Guest
Sat Feb 27, 2010 9:57 pm
Hallo Michael,
Michael Eggert <m.eggert.nul_at_web.de> wrote:
[...]
Quote:
Der Motor läuft dann also mit dem Phasenversatz, bei
dem er am effizientesten ist.
Das bezweifle ich. Die Maschine müsste dann mit einem Polradwinkel von
nahezu 90° laufen, was aber nur mit einer Rotorlageerfassung (sensorlos
oder mit Lagegeber) machbar ist. Wenn Du eine Synchronmaschine mit diesem
Polradwinkel betreibst, kippt sie bei einem Lastsprung.
Quote:
[...] . Wenn ich den Motor kurz mit dem
Finger bremse (nur so weit, daß er noch synchron bleibt) und wieder
loslasse, dann pendelt der Rotor lange Zeit relativ zum Feld vor und
zurück.
Tja, das alte Problem der Synchronmaschine. In der guten alten Zeit hat man
die Synchronmaschinen aus diesem Grund mit einem Dämpferkäfig ausgerüstet,
also praktisch in die Polschuhe der Magnete Kurzschlussstäbe wie bei einer
Asynchronmaschine eingesetzt. Vielleicht könntest Du den Rotor Deiner
Maschine entsprechend umbauen? Kupferstäbe zwischen den Magneten
durchstecken und auf beiden Stirnseiten mit jeweils einem Kupferring
verlöten.
Quote:
Gibt es Möglichkeiten, das elektronisch in den Griff zu bekommen?
Winkelsensoren am Motor habe ich keine. Ich messe allerdings den Strom
mit, den die Endstufe zieht (bisher nur zur automatischen Abschaltung,
wenn der Motor die Synchronität verliert). Würde sich der Versuch
lohnen, den Strom zu regeln anstatt die Spannung konstant zu halten?
Prinzipiell schon, aber Du müsstest den Strom in Betrag und Phase erfassen
können. Im Prinzip müsste Deine Regelung das Zeigerdiagramm der
Synchronmaschine kennen und die Spannung passend stellen (ebenfalls in
Betrag un Phase). Über die Spannung an der Maschine kannst Du beeinflussen,
ob die Maschine induktive oder kapazitive Blindleistung abgibt. Übererregt
verhält sie sich kapazitiv, untererregt induktiv. Die Begriffe leiten sich
von der elektrisch erregten Synchronmaschine ab (Übererregt == Erregung zu
groß, bzw. Klemmenspannung zu gering). Ohne es jetzt genauer durchdacht zu
haben, aber sobald sich Deine Maschine induktiv verhält, muss die angelegte
Spannung vermindert werden, wenn sie kapazitiv wird, erhöht. Guck Dir mal
das Zeigerdiagramm der Vollpolmaschine an.
Es gibt auch ein sensorloses Verfahren, das keine unbestromten Zustände
beöntigt. Wenn Deine Maschine keine Einzelzahnwicklung besitzt und im Stern
geschaltet ist, kannst Du die 3. Harmonische der Polradspannung erfassen.
Diese ist starr an den Rotor gekoppelt und kann vom Umrichter nicht
beeinflusst werden.
Bei Interesse kann ich Dir weitere Unterlagen zukommen lassen.
--
****----*-------*-------*-------*-------*-------*-------*-------*----****
*\ Viele -- Volker Bosch \***
**\ Gruesse aus -- E-Mail: vsbosch_at_t-online.de \**
***\ Stuttgart --
http://www.s-line.de/homepages/bosch \*
Thomas Kindler
Guest
Sat Feb 27, 2010 10:37 pm
Hallo!
Michael Eggert wrote:
Quote:
[Synchronmotor mit const. f/U, Schwingneigung]
Guck' dir mal diese Dinger hier an:
http://en.nanotec.com/steppermotors_accessoires_damper.html
Die Scheibe rechts wird per Madenschrauben an der Welle befestigt, das
linke Teil ist ein Ringmagnet, der draufgeklipst wird.
Bei konstanter Drehzahl wirkt das ganze als zusätzliche Schwungmasse,
bei Drehzahlschwankungen rutscht die magnetische Kupplung durch und bremst.
Ist wohl eigentlich für Schrittmotoren, aber du hast ja ein ähnliches
Resonanzproblem.
--
Thomas Kindler <mail+news_at_t-kindler.de>
Joerg
Guest
Sat Feb 27, 2010 11:06 pm
Michael Eggert wrote:
Quote:
Moin!
Zum Betrieb eines kleinen 3-Phasen-Synchronmotors habe ich einen
Sinuswelchselrichter mit gefilterter PWM-Endstufe gebaut. Nachdem ich
den Motor auf die gewünschte Drehzahl beschleunigt habe, reduziere ich
die Ausgangsspannung auf den Wert, bei dem die gesamte Schaltung den
geringsten Eingangsstrom zieht (empirisch ermittelt, linear zur
Solldrehzahl). Der Motor läuft dann also mit dem Phasenversatz, bei
dem er am effizientesten ist.
Nun treibt der Motor aber im wesentlichen nur eine Schwungmasse an,
läuft also praktisch im Leerlauf. Wenn ich den Motor kurz mit dem
Finger bremse (nur so weit, daß er noch synchron bleibt) und wieder
loslasse, dann pendelt der Rotor lange Zeit relativ zum Feld vor und
zurück. Das hört man, das sieht man an der Stromaufnahme, und das
stört die Anwendung beträchtlich. Ich gehe davon aus, daß das am
ungünstigen Verhältnis der hohen Masse zur geringen Reibung /
Wirkleistung liegt. Das Anbringen eines zusätzlichen Lüfterrades, um
mechanisch noch Wirkleistung abzunehmen, hat - gerade bei kleinen
Drehzahlen - praktisch nichts gebracht.
Gibt es Möglichkeiten, das elektronisch in den Griff zu bekommen?
Winkelsensoren am Motor habe ich keine. Ich messe allerdings den Strom
mit, den die Endstufe zieht (bisher nur zur automatischen Abschaltung,
wenn der Motor die Synchronität verliert). Würde sich der Versuch
lohnen, den Strom zu regeln anstatt die Spannung konstant zu halten?
Auch wenn ich Dich vielleicht nicht ueberzeugen kann PID zu probieren,
ich habe eine Notiz gefunden, doch mangels Uni-Zugang komme ich nicht an
diesen Artikel:
Kelemen et. al: "Linear robust control of a synchronous motor -
experimental comparison with non-linear control", Int'l Journal of
Control, Mai 2000. M.W. haben die PID mit anderen Verfahren bei
Lastwechseln verglichen.
Zwar mit Tacho-Input aber vielleicht hilfreich als Lektuere, selbst hier
wird PID verwendet:
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc8010.pdf
Ganz trivial ist die Einstellung allerdings nicht, Beispiel aus der
Kraftwerksbranche:
http://www.icrepq.com/PONENCIAS/4.208.BO.pdf
--
Gruesse, Joerg
http://www.analogconsultants.com/
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Arne
Guest
Sat Feb 27, 2010 11:06 pm
Quote:
Btw. kennt jemand das INFORM verfahren des Prof Schrödl von der TU Wien und hat Meinungen, besser
noch Erfahrungen damit?
Gruß
Arne
Michael Eggert
Guest
Sat Feb 27, 2010 11:15 pm
Thorsten Ostermann <News_at_Ostermann-net.de> wrote:
Moin!
Quote:
Im Prinzip ist das hier also U/f-Betrieb bzw. mit einem Schrittmotor
vergleichbar. Wenn die Schwingungsneigung zu groß ist, muss der Strom
bzw. die Spannung runter.
Strom oder Spannung? :-)
Gruß,
Michael.
Michael Eggert
Guest
Sat Feb 27, 2010 11:17 pm
Michael Rübig <michaely_at_bigfoot.de> wrote:
Moin!
Quote:
Hab zwar keine Erfahrung mit Synchronmotoren, würde aber mal einen
Widerstand vorschalten und die Spannung wieder hochnehmen.
Vielleicht dämpft das ja.
Das hatte ich als erstes versucht (motorseitig) - hat nicht geklappt.
Jedenfalls nicht mit so kleinen Widerständen, daß ich den Motor noch
in akzeptabler Zeit beschleunigen konnte.
Gruß,
Michael.
Michael Rübig
Guest
Sat Feb 27, 2010 11:29 pm
Am 27.02.2010 23:17, schrieb Michael Eggert:
Quote:
Michael Rübig<michaely_at_bigfoot.de> wrote:
Moin!
Hab zwar keine Erfahrung mit Synchronmotoren, würde aber mal einen
Widerstand vorschalten und die Spannung wieder hochnehmen.
Vielleicht dämpft das ja.
Das hatte ich als erstes versucht (motorseitig) - hat nicht geklappt.
Jedenfalls nicht mit so kleinen Widerständen, daß ich den Motor noch
in akzeptabler Zeit beschleunigen konnte.
Widerstand für die Anlaufzeit überbrücken.
Wenn Du bei Nenndrehzahl eh kaum Leistung brauchst, kannst Du ja nen
relativ großen Widerstand nehmen.
Michael
Bernd Mayer
Guest
Sat Feb 27, 2010 11:48 pm
Am 27.02.2010 23:17, schrieb Michael Eggert:
Quote:
Michael Rübig <michaely_at_bigfoot.de> wrote:
Moin!
Hab zwar keine Erfahrung mit Synchronmotoren, würde aber mal einen
Widerstand vorschalten und die Spannung wieder hochnehmen.
Vielleicht dämpft das ja.
Das hatte ich als erstes versucht (motorseitig) - hat nicht geklappt.
Jedenfalls nicht mit so kleinen Widerständen, daß ich den Motor noch
in akzeptabler Zeit beschleunigen konnte.
Hallo,
zum Test der Dämpfung kann man den Widerstand auch mal kurzzeitig
parallelschalten. Falls das was bewirkt, dann kann man dem Widerstand
noch einen Kondensator in Reihe schalten damit sich die
DC-Verlustleistung verrringert.
Bernd Mayer
Michael Eggert
Guest
Sat Feb 27, 2010 11:55 pm
vsbosch_at_t-online.de (Volker Bosch) wrote:
Moin!
Quote:
Der Motor läuft dann also mit dem Phasenversatz, bei
dem er am effizientesten ist.
Das bezweifle ich. Die Maschine müsste dann mit einem Polradwinkel von
nahezu 90° laufen, was aber nur mit einer Rotorlageerfassung (sensorlos
oder mit Lagegeber) machbar ist. Wenn Du eine Synchronmaschine mit diesem
Polradwinkel betreibst, kippt sie bei einem Lastsprung.
Hm... Lastsprünge habe ich ja nicht. Ich sehe nur den Strom, der in
die Endstufe reingeht, und der zeigt eben bei einer bestimmten
Spannung ein Minimum. Und die Endstufe ist reichlich niederohmig genug
(6x IRF1010N, je nach Drehzahl 0,5-2A Eingangsstrom, 24V Versorgung).
Quote:
Tja, das alte Problem der Synchronmaschine.
Schön zu sehen, daß ich nicht alleine damit bin. :-)
Andererseits dumm, daß mir das vorher nicht klar war. Da denkt man,
möglichst konstante Drehzahl -> nimm halt nen Synchronmotor, der dreht
entweder genau richtig oder gar nicht, brauchst Dir über Regelung
keine Gedanken machen.

)
Quote:
In der guten alten Zeit hat man
die Synchronmaschinen aus diesem Grund mit einem Dämpferkäfig ausgerüstet,
also praktisch in die Polschuhe der Magnete Kurzschlussstäbe wie bei einer
Asynchronmaschine eingesetzt. Vielleicht könntest Du den Rotor Deiner
Maschine entsprechend umbauen? Kupferstäbe zwischen den Magneten
durchstecken und auf beiden Stirnseiten mit jeweils einem Kupferring
verlöten.
Oha. Nein, da könnte ich mir wohl besser nen neuen Motor bauen lassen.
Die Magnete sitzen von innen in der Außenläuferglocke, mit Epoxi
verklebt und die Zwischenräume verfüllt, und an den Stirnseiten ist
ebensowenig Platz:
http://www.torcman.de/motoren/manuals/anl_eco_200d_scr.pdf
Was ich maximal machen könnte, wäre vielleicht einen Hülse aus 0,1mm
Kupferfolie in die Glocke zu legen. Könnte das auch schon was bringen?
Quote:
Würde sich der Versuch
lohnen, den Strom zu regeln anstatt die Spannung konstant zu halten?
Prinzipiell schon, aber Du müsstest den Strom in Betrag und Phase erfassen
können.
Hm nein, wie gesagt sehe ich nur den Strom, der in die Endstufe geht.
Da ich an dem aber deutlich das Pendeln sehe, müsste ich doch
umgekehrt auch irgendwas draus machen können.
Quote:
Es gibt auch ein sensorloses Verfahren, das keine unbestromten Zustände
beöntigt. Wenn Deine Maschine keine Einzelzahnwicklung besitzt und im Stern
geschaltet ist, kannst Du die 3. Harmonische der Polradspannung erfassen.
Wird wohl wie in der Anleitung Dreieck sein, jedenfalls ist mir noch
kein Sternpunkt aufgefallen (und Platz zum Verstecken ist da keiner).
Gruß,
Michael.
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