Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Warum 2x Vierquadrantensteller statt 3x Halbbrücke?


von Phil R. (philipp-)


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Hallo,
ich habe schon ein paarmal bei Schrittmotoren und bei BLDC-Motoren 
gesehen, daß sie von zwei Vierquadrantenstellern (H-Brücken) statt von 
normalen Dreiphasen-Wechselrichtern angetrieben werden. Welche Vorteile 
hat das?

Zwei Vierquadrantensteller können natürlich theoretisch zwei 
Einphasen-Wechselspannungen erzeugen, die in Phasenlage, Spannung und 
Strom völlig unabhängig voneinander sind. Dafür braucht man aber auch 
vier Halbbrücken (zwei H-Brücken) und vier Kabel. Für einen normalen 
Dreiphasen-Wechselrichter braucht man nur drei Halbbrücken und drei 
Kabel. Warum wählt man also manchmal die teurere Variante mit den beiden 
H-Brücken?

Danke

von Floh (Gast)


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Phil R. schrieb:
> ich habe schon ein paarmal bei Schrittmotoren und bei BLDC-Motoren
> gesehen, daß sie von zwei Vierquadrantenstellern (H-Brücken) statt von
> normalen Dreiphasen-Wechselrichtern angetrieben werden. Welche Vorteile
> hat das?

Unterscheide die beiden Motoren.
Schrittmotor mit 2 getrennten Wicklungen -> 2 Voll-Brücken
BLDC mit 3 Strängen -> 3 Halb-Brücken

Ansonsten zeigen, wo du das gesehen hast.

von ich (Gast)


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>Vierquadrantenstellern (H-Brücken)

eine H-Brücke ist nicht unbedingt ein Vierquadrantensteller. Bei 
Schrittmotoren ist mir das jedenfalls noch nicht untergekommen, da sind 
es normalerweise 2 Quadranten.

von Phil R. (philipp-)


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Bei BLDC-Motoren bin ich mir nicht sicher, aber ich habe definitiv schon 
Schrittmotore gesehen, die mit zwei Vollbrücken angetrieben wurden.
Stimmt, die hatten auch zwei unabhängige Wicklungen. Welche Vorteile hat 
das gegenüber den "normalen" drei Wicklungen in Stern oder Dreieck?

Haben BLDC-Motore normalerweise 3-Phasen-Wechselrichter mit drei 
Halbbrücken?

von Phil R. (philipp-)


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ich schrieb:
> eine H-Brücke ist nicht unbedingt ein Vierquadrantensteller.

Ich dachte H-Brücken, Vollbrücken und Vierquadrantensteller wären das 
selbe? Gibt es da einen Unterschied im Aufbau oder ist das nur eine 
Frage der Ansteuerung?

Der Unterschied zwischen Halbbrücken und Vollbrücken ist mir natürlich 
klar!

von Matthias L. (Gast)


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>Ich dachte H-Brücken, Vollbrücken und Vierquadrantensteller wären das
>selbe? Gibt es da einen Unterschied im Aufbau oder ist das nur eine
>Frage der Ansteuerung?

Eine H-Brücke ist auch eine Vollbrücke.

Ob jetzt aus einer H-Brücke ein Vierquadrantensteller wird, entscheidet 
die Ansteuerung. Also ob die Ansteuerung so gewählt ist, dass 
Rückspeisung möglich ist. Sonst arbeitet die H-Brücke nur im 2Q-Betrieb.

von Phil R. (philipp-)


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Matthias Lipinsky schrieb:
> Ob jetzt aus einer H-Brücke ein Vierquadrantensteller wird, entscheidet
> die Ansteuerung. Also ob die Ansteuerung so gewählt ist, dass
> Rückspeisung möglich ist. Sonst arbeitet die H-Brücke nur im 2Q-Betrieb.

Alles klar, vielen Dank!

von Phil R. (philipp-)


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Wenn ich die Frage nochmal stellen darf:

Warum werden Schrittmotore mit zwei unabhängigen Wicklungen statt den 
drei "normalen" Wicklungen (in Stern oder Dreieck) gebaut? Welchen 
Vorteil hat das?

Sind BLDC-Motore normalerweise dreiphasig aufgebaut oder gibt es auch 
welche mit zwei unabhängigen Wicklungen, die dann wie die obigen 
Schrittmotore mit Vollbrücken angesteuert werden?

von Düsendieb (Gast)


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Phil R. schrieb:
> Warum werden Schrittmotore mit zwei unabhängigen Wicklungen statt den
> drei "normalen" Wicklungen (in Stern oder Dreieck) gebaut? Welchen
> Vorteil hat das?

Bei Schrittmotoren geht es um genau definierte Schrittanzahl für einen 
genau zurückgelegten Weg. Z.B CNC Fräse.

Bei BLDC geht es um Drehzahl und Drehmoment und es kommt auf eine 
Umdrehung mehr oder weniger nicht an



> Sind BLDC-Motore normalerweise dreiphasig aufgebaut

Ja

von Icke (Gast)


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Phil R. schrieb:
> Warum werden Schrittmotore mit zwei unabhängigen Wicklungen statt den
> drei "normalen" Wicklungen (in Stern oder Dreieck) gebaut? Welchen
> Vorteil hat das?

Der eigentliche Unterschied wir erst richtig klar, wenn man bei der 
Betrachtung mit berücksichtigt, dass ein Schrittmotor viel Schritte 
binnen einer Umdrehung macht. Das wird durch die Bleche in der Maschine 
erreicht. Vereinfacht geschrieben nimmt man zwei Blechpakete mit x 
ausgeprägten Polen und verdreht die um eine halbe Polteilung. Fertig! 
Dazu brauche ich keine dritte Wicklung.
Wie Düsentrieb schon geschrieb. Bei Schrittmotoren geht es meist um eine 
definierte Schrittzahl bei der es auf Drehwinkel deutlich unter einer 
vollen Umdrehung ankommt. Das geht mit einer Maschine mit den „normalen“ 
Wicklungen nur mit deutlich höherem Aufwand.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Hallo Phil!

> Warum werden Schrittmotore mit zwei unabhängigen Wicklungen statt den
> drei "normalen" Wicklungen (in Stern oder Dreieck) gebaut? Welchen
> Vorteil hat das?

Eigentlich keinen. Das ist historisch gewachsen. Am Anfang hat man 
Schrittmotoren unipolar angesteuert. Da braucht man bei 2 Phasen nur 4 
Transistoren. Später kam dann die bipolare Beschaltung dazu, mit der man 
mehr Drehmoment aus dem Motor holen kann. Oriental Motor und Berger Lahr 
hatten sehr früh schon 5-phasige Motoren. Außer Oriental macht das heute 
niemand mehr. Von Sanyo und Nidec gibt es auch 3-phasige Schrittmotoren. 
Aber da es dafür kaum fertige ICs gibt und die Motoren vergleichsweise 
teuer sind, ist das ein Nieschenprodukt für Anwendungen mit besonderen 
Anforderungen an Geräuschverhalten und Gleichlauf.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Phil R. (philipp-)


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Auf der Wikipedia-Seite von BLDC-Motoren ist gleich als erstes ein Bild 
von einem BLDC-Stator aus einem PC-Lüfter mit angeblich 2 Phasen. Ist 
das ein Einphasen-BLDC-Motor mit zwei Polpaaren?

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