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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM und Motortreiber


Autor: Frank (Gast)
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Ich habe da mal ne grundlegende Frage zur Funktionsweise eines 
Motortreibers der mittels PWM angesteuert werden.

Im Prinzip wandelt der Motortreiber doch das digitale Signal in ein 
analoges Signal um, mit dem dann der Motor angesteuert wird. Richtig?

Je breiter das Tastverhältnis ist, desto schneller dreht der Motor. 
Irgendwie durch größere Fläche des Impulses(Integralrechnung usw..

Doch wie sieht das in analog gewandelte PWM Signal aus? Wie eine 
Sinuskurve?

Autor: Matthias (Gast)
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Im Prinzip.... NEIN

Je breiter...  JA

Doch...       fast

Der Motor wird direkt mit der PWM angesteuert. Da du ja Integralrechnung 
beherrscht, rechne dir mal aus was da der Strom macht, wenn die 
Motoreingangsspannung rechteckförmig zwischen Null und UB schwankt.
Stromspannunggleichung einer Motor(wicklung):
 ul(t)     di(t)
------- = -------
   L        dt

Es stellt sich im Motor eine rampenförmiger Stromverlauf ein. Dieser ist 
fast wagerecht und steht im selben Verhältnis zum Nennstrom wie das 
Tastverhältnis  zur Ansteuerung der PWM hat. (0..100%)
bei geeigneter PWM-Ansteuerung auch -100...+100%

Autor: Frank (Gast)
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Und was macht der Mototreiber dann?

Autor: Matthias (Gast)
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Nun. Es ist wohl kaum Möglich, größere Motoren direkt an einen Ausgang 
eines elktronischen Schaltkreises zu schließen. Der Motortreiber wandelt 
das PWM-Signal (zB 5/0 Volt) in eine dem Motor "passendere" Spannung um. 
zB 24/0Volt. Der Motortreiber ist so gebaut, dass dieser höhere Ströme 
schalten kann, zB 10A. Ein elektronischer Schaltkreis kann an seinen 
Ausgängen nur ca 10..20mA (je nach Typ auch 50mA) liefern. Sonst wird er 
zerstört...

Autor: Frank (Gast)
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Und wie wird dann zwischen Vor- und Rücklauf gewechselt? Durch positive 
und negativen Spannung?

Autor: Matthias (Gast)
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nein. dadurch das die vollbrücke "andersrum" angesteuert wird:
So sieht eine H-Vollbrücke aus:


+UB
---------o--------------------------------O-------
         |    |                     |     |
         T1   ^                     ^     T3
         |    |                     |     |
         o----------Motor-----------------o
         |    |                     |     |
         T2   ^                     ^     T4                   ^ solln 
Dioden
         |    |                     |     |                      sein
---------o--------------------------------O-------
Masse


Rechslauf: T1&T4
Linkslauf: T2&T3
werden diese Transistoren jetzt nicht nur AN/AUS geschalten, damit der 
Motor in die eine oder andere Richtung dreht. Sondern ganz schnell an 
oder ausgeschalten (so1000mal je sek) so wird wie erst beschrieben die 
mittlere Motorspannung/Strom verändert.. SOmit auch Drehzahl/Moment..

Autor: Frank (Gast)
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Das heißt so eine H-Vollbrücke ist im Motortreiber vorhanden....?

Autor: Matthias (Gast)
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das sollte der motortreiber sein. sowas gibt es auch mit drei, statt mit 
zwei strängen (also 6 Transistoren). Das nennt man dann gewöhnlich 
Frequenzumrichter für Drehstromantriebe. Hast bestimmt schon gesehen

Autor: HomerS (Gast)
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Hi,

sinusförmiger Stromverlauf? Warum denn das? Ein Gleichstrommotor wird, 
entgegen seiner Bezeichnung, mit Gleich_spannung_ betrieben.
Deine PWM macht je nach eingestelltem Tastverhältnis einen bestimmten 
Mittelwert (der Gleichspannung). Dies muß jetzt einer Leistungsstufe, an 
der der Motor angeschlossen ist zugeführt werden.

In der Regel sind das sogenannte H-Brücken. Die können sowohl aus 
bipolaren Transitoren, als auch aus FET bestehen. Das aber nur dann, 
wenn Du die Drehrichtung umkehren willst, bzw. wenn aktive- oder 
Nutzbremsung betrieben werden soll. Für eine Drehrichtung brauchst Du 
nur einen Leistungstransitor!

Bisher sind wir nur bei einer Steuerung durch PWM, also so, als wenn 
ein Motor an einer Leistungsendstufe durch variable tEin/T -Zeiten in 
seiner Drehzahl gesteuert wird.

Der Strom der sich daraus ergibt hängt von der Last ab (also auch, ob 
beschleunigt oder gebremst wird). So ein Motor hat eine sog. 
Quellenspannungskennlinie, weil er ja auch als Generator wirkt.

Im stationären Zustand (konst. Drehzahl, kein Lastwechsel), gilt also 
für den Strom tatsächlich i = 1/L * Integral(Ub-Uq) dt, während der 
Einschaltzeit. Bei einem angenommenen Tastverhältnis von 50% wird der 
Strom mit gleicher Steigung abnehmen. Aslo ist der Strom nicht 
sinusförmig. sondern _dreieckförmig!_

isso


guude


ts














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