Was sind Vorteile der Drehzahlregelung bei einem Gleichstrommotor mit einer Pulsweitenmodulation?
Ich habe zur Regelung eines kleinen GSM eine PWM zur verfügung gestellt bekommen. Aber was sind Vorteile dieser Variante? Warum nicht ein Potentiometer nehmen? Gäbe es noch sinnvollere Optionen?
Ich muss die Vorteile dokumentieren, d.h. die PWM ist schon verbaut und funktioniert auch :-).
6 Antworten
Wenn ein Motor an einer Gleichspannungsquelle langsamer betrieben werden soll, als er bei direkter Anschaltung laufen würde, so müsste bei Verzicht auf PWM ein Transistor oder ein Ähnliches Bauteil die Spannung entsprechend reduzieren. Fließt durch den Motor auch ein entsprechend großer Strom, so muss auch durch das reduzierende Bauteil ein entsprechender Strom fließen, beides zusammen ist Verlustleistung, die in Wärme am Transistor umgewandelt wird. Die Spannungsquelle wird um diese Leistung mehr belastet, ist dies ein Akkumulator, so ist er eher leer als die Leistungsaufnahme des Motors vermuten ließe.
Durch die Verwendung von PWM wird dies vermieden. Der Transistor schaltet entweder ganz durch oder gar nicht, im Idealfall würde das keinerlei Verlust am Stransistor bedeuten, aber perfekt sind die Bauteile halt nicht.
Nachteil dieser Technik ist, dass durch die hohen Frequenzen der PWM Anforderungen an die maximale Kabellänge und ggf. an zusätzliche Kondensatoren (Hochfrequenzfest) gelegt werden.
dass durch die hohen Frequenzen der PWM
Und geschirmte Kabel werden vorgeschrieben!
Wenn man langsam die Spannung erhöht dann tut sich bei einem Motor schon im Leerlauf nichts. Erst über einen gewissen Schwellspannung läuft er dan abber sofort etwas schneller (im Leerlauf). Unter Last schaut das noch viel schlimmer aus.
Zb bei der Modelleisenbahn mit Trafo: Zuerst wird die Beleuchtung immer heller bis endlich der Zug ins rollen beginnt. Ganz langsam fahren geht nicht. Mit PWM bekommt der Motor immer volle Spannung und er hat auch sofort viel Kraft. Kaum kommt der erste Impuls schon startet die Lok und bewegt sich ganz langsam obwohl die Lampen (wenn sie wie früher üblich parallel zum Motor sind) erst später dunkel glühen.
ganz einfach gesagt: Energieeinsparung. Ein Antrieb mit linearem Längsregler würde bei kleinen Drehzahlen und großem Drehmoment einen Großteil der eingespeisten Energie in Wärme umsetzten.
Der Motor braucht einen Hohen Strom zum anlaufen, den bekommt er nicht bei einem Poti. Er läuft also erst gar nicht an.
Ebenfalls ist das Poti eben ein Vorwiderstand, mit dem Sinn einen Teil der Leistung zu verheizen, also wird er entsprechend warm und die Schaltung wird ineffektiv. Bei PWM mit einer Vollbrücke kann man sogar das back EMF wieder zum laden der Spannungsquelle benutzen!
Elektronische Regelungen müssen eh PWM verwenden.
Edgar
http://de.wikipedia.org/wiki/Pulsweitenmodulation
"So wird zum Beispiel zur Steuerung von Servos (Übertragung des Sollwertes) ein analoger Wert von einem Drehpotentiometer moduliert und im Servo wieder demoduliert. Allgemein wird dies angewendet, wenn sowohl Vorteile von analogen Signalen (hohe Auflösung, einfache, robuste und störungssicherere Technik) als auch Vorteile von digitalen Signalen (Konstanz, einfache, effiziente Verstärkung) nötig sind"
Diese Pulsweitenmodulation hat nichts mit der Frage zu tun. Hier wird die PWM zur Übertragung von Information herangezogen, wie es z.B. bei herkömmlichen Modell-Fernsteuerungen der Fall ist.
In der Frage geht es aber um die PWM, wie sie in einem Motorregler zur Geschwindigkeitsregelung von Motoren genutzt wird.