PWM of analoge spanning?

[Kdkevind]

Hey

Ik wil een PM motor (DC) aansturen. Ik moet kiezen tussen het aanleggen van een analoge spanning of PWM. Wat zouden jullie kiezen en hoe realiseer je dit zo eenvoudig mogelijk. Ik wil wel de aansturing met een zo goed mogelijk rendement laten verlopen ookal is er bijv. niet zo veel verschil tussen de 2.

Mvg

[Benm]

PWM geeft je een beter rendement - als je het analoog doet vanaf een vaste spanning moet je een deel van het vermogen verstoken een regelaar of iets dergelijks. 

[Kdkevind]

Kun je dan rechtstreeks met een Raspberry Pi (3 B+) een H brug aansturen of hoe moet je dit dan realiseren met PWM?

Bedankt benm.

Mvg

[Michel Uphoff]

Als je die motor bij wisselende belasting toch met een constant, maar instelbaar toerental wilt laten draaien, dan komt PWM met feedback in beeld. Het principe hierbij is, dat een opnemer het toerental van de motor meet en als de motor trager gaat draaien door de hogere belasting de pulsbreedte vergroot wordt en vice versa. Dit is een efficiënte methode.
 
Is de belasting min of meer constant, maar je moet wel het toerental kunnen regelen dan hoeft PWM niet per se efficiënter te zijn, dat hangt af van de voeding die je gaat gebruiken. Als het een geschakelde regelbare voeding is, dan heeft die ook een prima rendement.
 
Moet je echter vermogen van de voeding gaan dissiperen (via een weerstand of anderszins vermogen omzetten in warmte) om het juiste toerental te krijgen, dan is PWM natuurlijk efficiënter.
 
Of het de moeite waard is hangt van de feitelijke situatie af. Als je die goed omschrijft (welke voeding heb je, type motor, voltages, gewenst bereik toerental, aard van de belasting et cetera) is er waarschijnlijk wel een gerichter antwoord te geven.

[Benm]

Even uitgaande van het meest waarschijnlijke scenario waarbij je een vaste voedingsspanning hebt (zeg 12 volt oid) en je vanaf daar de motor in snelheid wilt regelen is PWM het meest efficient. Als je de voedingsspanning kunt varieren, bijvoorbeeld met een variac of instelbare schakelende voeding vanaf het lichtnet, dan heb je daar natuurlijk wel de nodige opties. 
 
Een H brug heb je nodig als je de draairichting wilt kunnen wisselen. In theorie is het een heel simpel ding, maar praktisch is het nog best een lastige. Normaliter zou je zoiets willen uitvoeren met een set van 4 gelijke n-channel mosfets, maar dan heb je wel een spanning nodig die boven de voedingsspanning ligt om de mosfets aan de 'bovenkant' aan te kunnen sturen. Veel vermogen gaat daar verder niet in om, het simpelste boost convertertje maakt het haalbaar. Alternatief zou kunnen zijn te werken met zowel N als P channel fets zoals je met bipolaire transistoren zou doen. 
 
Wat de beste oplossing is hangt echt af van je toepassing - als je daar wat meer over kunt vertellen kunnen we je wellicht beter praktisch advies geven. 
 
Gezien je het blijkbaar met een microcontroller wilt aanpassen is dat in ieder geval geen probleem zolang je 4 outputs beschikbaar hebt voor een H brug, of slechts 1 voor een PWM control in 1 draairichting. 
 
Als je een constante snelheid wilt handhaven dan kan dat natuurlijk met pakweg een hall effect sensor waarvoor je nog 1 extra input nodig hebt. 

[major_problem]

Beste Kevin,

Ik heb voor mijn werk PM motor besturingen ontworpen met zowel een H-Brug als op een eenvoudigere manier.

De allereerste versie die ik gemaakt heb, is met behulp van een wisselschakeling rond de motor gedaan. In de verbinding naar de min heb ik een Solid State Relais (SSR) geplaatst.

Je zou nog de motor kunnen afremmen door de motor kort te sluiten (rode en zwarte draad met elkaar verbinden). Ik heb dat toen gedaan door het SSR uit te zetten en beide relais aan te zetten. Daarmee rem je de motor wanneer je de as wil draaien.

Het SSR kun je kant en klaar kopen maar ook zelf met een MOSFET oid maken.

Je kunt eventueel nog tegenstroom remmen door de relais om te schakelen en dan het SSR zachtjes aan te zetten. Houdt er wel rekening mee dat de maximale tegenstroom niet overschreden wordt, anders demagnetiseer je de permanente magneten.

Hieronder een voorbeeld hoe het zou kunnen. Ik heb zelf een kleine weerstand gebruikt (0,01 Ohm) om de stroom in de motor te bepalen. Stroom = kracht...

De kortsluitstroom meet je daar niet mee, dat zul je moeten begrenzen in de regeling wanneer je tegenstroom remt.

De diode met elko moet je echt op deze manier aansluiten. Anders krijg je enorme spikes over het SSR. Ik heb zelf nog een varistor aangebracht om spikes te voorkomen.

Groeten,

Wim.

[major_problem]

Of zoals hieronder nog eenvoudiger. Maar dan kun je niet kortsluiten.

Je kunt wel tegenstroom remmen maar onder voorwaarden. Het schakelen van het relais moet je doen wanneer in de motor geen stroom loopt. Dus eerst de PWM op "nul", daarna schakelen en vervolgens voorzichtig de pwm opregelen. Hou de stroom in de gaten.

Succes

Wim

[Kdkevind]

Hey

Bedankt iedereen!!! Wim, ik neem uw idee in overweging! Bedankt voor uw hulp, het heeft me echt geholpen!

Nog een prettige avond

Mvg Kevin