Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verhalten eines elekt. Motors bei PWM Steuerung


von A. S. (derpate883)


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Hallo zusammen,

ich möchte einen elektrischen 12 V Fensterhebermotor (Permanenterregter 
Motor) mit 24 V via PWM (DC 50%) treiben.

Die folgenden Beiträge habe ich schon gefunden
- http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM
- http://www.mikrocontroller.net/articles/Pulsweitenmodulation

Damit wird schon mal PWM und die Ansteuerung erkärt.
Obwohl es sich hier um ein "Mikrocontroller" Forum handelt, habe ich 
dennoch auf Grund des thematischen Zusammenhangs die Hoffnung, dass mir 
jemand weiterhelfen kann.

Nun zu meiner Frage:

Bevor ich den Motor an meine vorher erstellt Schaltung anschließe, 
möchte ich erst wissen, was mich erwartet bzw. wie sich der Motor 
rechnerisch/theoretisch bei den zwei Zuständen (Vcc=24V und Vcc=0) 
verhält.


Wie verhält sich der Motor bei PWM?
Wie beim Kurzschluss?
Welches Drehmoment bzw. welche Drehzahl ergibt sich dabei?
Dreht sich der Motor weiter, wenn Vcc=0?
Läuft der Motor rund?
Welche Ströme werden fließen?
Was passiert mit dem Magnetfeld?


Kann mir jemand weiterhelfen?

Ich habe mich schon mit der Literatur beschäfigt, leider ohne den 
gewünschten Erfolg. Wenn jemand weiterführende Literatur oder ein 
alternatives Forum empfehlen kann , wäre ich ihm/ihr sehr dankbar.


Gruß und Dank
Andreas

PS: Wenn jemand einen passenderen Topicnamen kennt, kann er es mir gerne 
sagen bzw. den Beitrag verschieben.

: Verschoben durch Admin
von MaWin (Gast)


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A. Schneider schrieb:
> 12 V Fensterhebermotor (Permanenterregter
> Motor) mit 24 V via PWM (DC 50%) treiben.

Wenn es eine Glühlampe wäre, dürfte PWM für halbe Leistung nur 25% der 
Zeit an sein.

Trotzdem sind beim Motor 50% richtig, denn die Induktivität des Motors 
wirkt glättend. Die 24V müssen niedriger sein als die Isolationsspannung 
der Motorwicklung, das passt sicherlich. Legst du 24V an den Motor an, 
steigt der Strom und damit die Kraft und damit die Geschwindigkeit, 
legst du wieder 0V an fällt der Strom und der Motor wird langsamer bis 
er irgendwann stehen bleibt. Die PWM ist schneller, also geht es nur um 
steigenden und fallenden Strom. Bei 50% PWM entstehen am Motor 12V, 
sieht er 24V steigt der Strom mit +12V treibender Spannung, legst du 0V 
an fällt der Strom mit -12V treibender Spannung, also genau 
ausgeglichen. Die Kohlebürsten produzieren dabei etwas mehr 
Bürstenfeuer, altern also schneller, und in den Eisenblechpaketen 
entstehen höhere Wirbelströme, der Motor wird also etwas heisst. Das 
macht nichts aus wenn PWM zur Minderung dient, denn dann hält der Motor 
ja auhc 100% aus, aber bei dir höchstens 50%, also lässt sich aus dem 
Motor nicht dieselbe Leistung ziehen wie bei 12V sondern er wird schon 
bei etwas weniger genau so heiss, sagen wir wie sonst bei 11V. Es gibt 
einen Unterschied im Motorverhalten zwischen 0V/24V PWM und zwischen 
24V/Freilaufiode PWM, ich schrieb hier von 0V/24V weil auch du es 
schreibst.

von A. S. (derpate883)


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Danke für die Antwort.
Deine Annahmen haben mich schon ein bisschen weitergebracht.

Kann noch jemand Literatur zu dem Thema "Verhalten (Strom- und 
Spannungsverläufe) eines Motors bei PWM Ansteuerung" empfehlen?

Das Einzige was ich bisher zu diesem Thema gefunden habe ist folgendes, 
welches allerdings auf Grund von fehlenden Quellenangaben und teils 
nicht nachvollziehbaren Annahmen nicht wirklich zitierfähig und 
schlüssig ist.
http://www.olliw.eu/uploads/pwm-elektromotor-manuscript.pdf

Ich bräuchte eigentlich nur Ähnliches mit seriösen Quellen hinterlegt, 
sodass ich die Ströme und Spannungen berechnen kann.

Gruß und Dank

von U. B. (Gast)


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Zweckmässig wird die PWM-Frequenz zum Betrieb des Motors so hoch 
gewählt, dass der Strom während jeder Periode "nicht zu stark" schwankt, 
also z.B. nicht mehr als 1/10 des Nennstroms.

Massgebend für diese Welligkeit ist die Ankerzeitkonste

τ = Ankerinduktivität/Ankerwiderstand

Das Drehzahl-Drehmoment-Verhalten des Motors ist dasselbe, wie wenn er 
aus einer reinen Gleichspannung gespeist würde:

Ist die Drehzahl kleiner, als es der angelegten Spanunung entspricht, 
gibt es ein bechleunigendes Drehmoment.
Ist sie gleich, wird kein Drehmoment erzeugt (von der Reibung 
abgesehen).
Ist die Drehzahl grösser, wird generatorisch gebremst.

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