Impulsbreitensteuerung

[Jörg G]

Bei der Suche nach Trafo, Steuerung und Co. bin ich über die Impulsbreitensteuerung gestolpert.
Auch in einem anderen Forum wurde die Frage nach der Impulsbreitensteuerung fast zeitgleich aufgeworfen.
Frage:
Was hat es mit dieser Impulsbreitensteuerung auf sich, wie funktioniert sie, welche Vor und Nachteile hat sie und wo kann sie vorzugsweise eingesetzt werden?

[Gast]

Das ganze nennt sich auch PWM (Pulsweitenmodulation), vielleicht kann man es auch "Dimmen" nennen.

Hier ein Anwendungsbeispiel aus dem Bereich RC-Modellbau:

Angenommen, ich habe 5 Volt Versorgungsspannung in meinem 1:87 LKW, möchte aber gaaaaaanz langsam fahren. Ich muss also irgendwie die 5 Volt auf z.B. 1 Volt herunterbekommen, denn sonst rast das Ding weiter wild durch die Gegend.

Der erste Weg, der einem einfällt, ist wahrscheinlich, einen Widerstand in die Motorleitung einzubauen. Das ist unpraktisch, da er die überschüssige Leistung in Wärme umsetzt, und das reduziert die Fahrzeit.

Also wird eine PWM eingesetzt. Das sind Rechteckimpulse, nehmen wir als Beispiel 50 Hz, eine Periode dauert dann 20 ms. Bei gaaaaanz langsamer wird der Motor dann 1 ms eingeschaltet, 19 ms ist er aus. Bei mittlerer Geschwindigkeit wird der Motor 10ms eingeschaltet, dann 10ms aus. Und bei Vollgas ist er konstant 20ms auf ein.

Der Vorteil dieses Verfahrens ist: es können beliebig viele Geschwindigkeitsstufen erzeugt werden, und es fallen kaum Verluste an.

Viele Grüsse
Harry

[Harry]

Das eben war ich, aber irgendwie wurde ich ausgeloggt.

[Jörg G]

Also nichts anderes wie ein ganz normaler Fahrregler, bei dem man nicht wie gewohnt über Wicklungsabgänge bzw. Poti, die Spannung abnimmt, sondern, man nutzt nicht jede Welle.
Schneidet man die (Welle oder Periode) dann einfach weg?

[Gast]

...sondern, man nutzt nicht jede Welle.
Schneidet man die (Welle oder Periode) dann einfach weg?

Welle klingt nach Wechselspannung und Sinus. Da nimmt man etwas ähnliches, das heisst Phasenanschnittsteuerung. Es werden keine Wellen ausgelassen, sondern nur Teile davon abgeschnittten.

Viele Grüsse
Harry

[Jörg G]

Ich dachte auch, das es sich um eine Wechselspannung handelt, weil Du doch von Hz gesprochen hast, ist dem nicht so?

[H0-Holger]

Nein, das ist Gleichstrom (oder von mir aus auch Gleichspannung), der eigentlich nur an- und ausgeschaltet wird, eine Umpolung findet nicht statt. Theoretisch könnte man diesen Effekt auch über einen Momenttaster erreichen, indem man entsprechend lang oder kurz draufdrückt.

Die Idee dabei war wohl ursprünglich, einen Motor extrem langsam drehen zu lassen. Nehmen wir einen Motor mit einen Nennspannung von 12 V: bei 12 V dreht er freudig, aber bei 1 V Spannung passiert praktisch nichts. Um ihn zum Drehen zu überreden gibt ihm die Impulsbreitensteuerung immer 12 V, so daß der Motor anfängt, zu drehen, und schaltet dann wieder ganz ab, so daß der Motor nicht auf die Nenndrehzahl hochdreht. Durch die Masse des Ankers (und der Schwungmasse, wenn vorhanden) entsteht eine nahezu gleichmäßige, langsame Drehbewegung.

[elythomaslumber]

Hier gibts ein paar Schaltungen zum Nachbauen:

http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/CircuitIndex.html#1
(Various Transistor Throttle Circuits)

Gruß

Hartmut

[der jüngere Andreas]

Also nichts anderes wie ein ganz normaler Fahrregler, bei dem man nicht wie gewohnt über Wicklungsabgänge, sprich Poti, die Spannung abnimmt, sondern, man nutzt nicht jede Welle.

Ich darf doch sehr bitten! Poti und Wicklungsabgänge eines Trafos sind Welten!!!

[Jörg G]

Das hast Du jetzt falsch verstanden.
Mit einem Poti kann man die gewünschte Spannung bestimmen, aber auch mit Zwischenabgängen kann man dies erreichen.
Das hab ich falsch geschrieben. Werd ich mal lieber editieren, bevor da auch noch andere drüber stolpern.
Danke für den Hinweis.

@Hartmut
Danke für den Link, ist leider in englisch, aber egal, bei Bedarf kann ich mir das ja übersetzen lassen.

[Uli]

... das heisst Phasenanschnittsteuerung. ...davon abgeschnittten. ...

Hi Harry,

hast Du aber schön "Gemischt" !

Im Prinzip hast Du ja Recht, aber genaugenommen gibt es sowohl eine
Phasenanschnittsteruerung als auch eine Phasenabschnittsteuerung.

Der "klassische" Leistungsregler ist der "Anschnitt", der allerdings bei
vielen Halogenleuchttsystemem zum Brummen führte. Daher sind
heutige "Dimmer" meist Ph.abschnitt.st. .

[Harry]

In Ordnung!

Also wird bei einer Phasenanschnittsteuerung etwas von der Welle angeschnitten

Viele Grüsse
Harry