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Dienstag, 21. August 2007, 20:26

Windenmotor regeln

Liebe Gemeinde!!

Hat hier jemand Erfahrung mit Drehzahlregelungen für Winden-Motoren? Die Winde haben meine Kollegen schon gebaut, mit einem Anlasser-Motor den ich auf ca. 1-2kW schätze. Ich bin zwar schon seit ca. 25 Jahren Hobby-Löter und habe auch schon echt ´ne Menge an Schaltungen konstruiert und realisiert - aber in diesem Leistungsbereich (und das bei 12V) fehlt mir (fast) jede Erfahrung.

Drei Fragen habe ich ganz konkret:

1. Ich hab´ mal zumindestens 10 Ampere durch einen IRFP 054 geschickt und dabei den Spannungsabfall gemesssen. Beeindruckend - fast keine Verlustleistung!! Kann es sein, dass schon 2-3 Stück davon parallel ausreichen, um einen herkömmlichen Anlasser-Motor zu regeln?? Gehören die Quadratmetergroßen Kühlflächen-Arrays von früher mit hunderten parallelgeschalteten Transistoren damit der Vergangenheit an?? (*hoff...)

2. Die in Sperrrichtung geschaltete "Schutzdiode" am Motor scheint ja spezielll bei PWM-Betrieb nicht ganz unwichtig zu sein. Welche Größenordnung der Spannungs- und Stromfestigkeit sollte dieses Teil denn haben?

3. Ist es eigentlich egal, in welchem Frequenzbereich man das PWM-Signal erzeugt (wenn´s nicht gerade der 2-stellige MHz-Bereich ist)? Oder gibt´s da besonders geeignete Frequenzen?

Vielen Dank - bin auf Eure Erfahrung gespannt!!

Daniel

2

Mittwoch, 22. August 2007, 10:06

wenns nur ums Drehzahlstellen geht, helfen vielleicht kommerzielle Produkte weiter:
http://www.schulze-elektronik-gmbh.com/smar-d.htm
http://www.nessel.info/html/lotse.htm

Für die Auslegung an 2KW an 12V sind mit Strömen um 200A im "Dauerbetrieb" zu rechnen, der Anlaufstrom ist noch deutlich höher. Mit ein paar parallelen FETs ists nicht getan. Da ist auch eine Schaltung mit Beschreibung zu finden, der Autor ist auch im RC-Line (Guenther_Hager)
http://www.aero-hg.de/

3

Mittwoch, 22. August 2007, 21:14

Hallo!

zu 1)
Der IRFP054 hat einen Innenwiderstand von 12mOhm - macht 1,2W bei 10A.
Ohne Kühlung verträgt dieser MOSFET ca. 3W Verlustleistung.

Bei MOSFET ist zu beachten:
Auch wenn Verlustleistung und Innenwiderstand etwas anderes ermöglichen, so ist doch der Dauerstrom bei vielen Typen auf 75A begrenzt.
(IRFP054 theoretisch 90A, begrenzt auf 70A)

Wenn Du bereit bist, etwas Geld auszugeben, erhälst Du MOSFET's mit Werten von max. 5mOhm.

zu 2)
Eine Diode ist immer erforderlich.
Nur bei PWM-Betrieb sind Schottky-Dioden besser, da diese schneller sperren und dadurch keine zusätzlichen Verluste produzieren.

Die Sperrspannung muss mindestens der Betreibsspannung entsprechen, beim Strom bist Du auf der sicheren Seite, wenn Dauerstrom Diode = Dauerstrom Motor.

zu 3)
Bei Schaltfrequenzen über 20kHz ist kein Pfeifen mehr zu hören.
Allerdings kann bei zu hohen Frequenzen die Induktivität des Motors stören.


mfG Thomas

4

Mittwoch, 22. August 2007, 21:32

Vielen Dank für Eure Tipps!

Thomas: Könntest Du mir mit einer Typenbezeichnung von "niederohmigen" MosFET´s weiterhelfen? Muss ncht ganz so auf den Euro achten :-)

Schönen Abend,

Daniel

5

Mittwoch, 22. August 2007, 21:55

Hallo!

Etwas Theorie (und ein paar Typen)
http://www.sprut.de/electronic/switch/nkanal/nkanal.html

Leicht unübersichtlich, aber viele Typen (N und P Kanal)
http://www.nessel-elektronik.de/POWER-FET/power-fet.htm


Ein paar Hersteller
http://www.vishay.com/
http://www.irf.com/


Ein guter MOSFET wäre zB ein SUP75N06-08 (75A 60V 8mOhm)

Für 12V-Anwendungen reicht wahrscheinlich ein SUPxx03-yy.



mfG Thomas

loetigel

RCLine User

Wohnort: D-30926 Seelze

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6

Samstag, 1. September 2007, 10:33

Hallo,

komplettes Schaltbild inkl. Beschreibung
bei G.Hager hier

Gruß Ingo

7

Samstag, 1. September 2007, 11:06

Hi Ingo,

danke für diesen Link! In dieser Schaltung sind ja immerhin stolze 42 (!) Transistoren parallel geschaltet... BUZ11 ist ja nicht die allerletzte Generation, da scheinen die "moderneren" Typen erheblich weniger Widerstand zu haben.
Ich hab´ mir inzwischen zwei SUP75 gekauft (danke an Thomas für den Tipp), und bei 8 mOhm scheint man mit erheblich weniger Hardware auszukommen. Momentan experimentiere ich noch mit einem Scheibenwischermotor, weil´s um die reine Programmierung der Drehzahl-Regelung selber geht (und das wollte ich auf niedrigerem leistungsniveau probieren und justieren). Aber wenn das alles steht, kommt der "dicke" Motor dran. Und dann wird´s spannend...

Daniel