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Thema: DC-Motor an Wechselstrom-Halbwellen?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    DC-Motor an Wechselstrom-Halbwellen?

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    Hallo!

    Kann man einen DC-Motor an eine Wechselspannungsquelle anschließen und mit zwei entgegengesetzt (parallel) angeschlossenen Transistoren den Motor in verschiedene Drehrichtungen schalten? Eigentlich müsste ja der eine Transistor die obere Halbwelle durchlassen, der andere die untere. Somit müsste, je nachdem welcher Transistor geschaltet ist, die Drehung in die eine oder andere Richtung sein und der Motor quasi mit 50% PWM laufen.
    Eine Freilaufdiode kann man dann natürlich nicht mehr einbauen (es müssten ja zwei sein - entgegengesetzt gepolt, das wäre Unsinn). Stattdessen müsste man sich mit einem Widerstand parallel zur Motorwicklung behelfen, der beim Zusammenbruch des Spulenfeldes den Strom durchlässt. Bei laufendem Motorbetrieb würde über den Widerstand natürlich Energie verloren gehen. Für meine Anwendung wäre das aber nicht tragisch.

    Kann man sowas machen oder bin ich völlig auf dem Holzweg?
    Wie kann man die geeignete Größe des Widerstandes berechnen oder abschätzen? Es ginge um kleine Motoren mit 3-12 V und Lastströme unter 500 mA.
    Sollte man der Motorspannung ggf. noch mit Kondensatoren auf die Sprünge helfen?

    Hintergrund ist, dass ich ca. 30 kleinere Motoren ansteuern und dabei den Aufwand für Halbbrücken und Steuerung möglichst gering halten will. Für den obigen Aufbau bräuchte ich nur 8 Schieberegister und je 30 PNP- und NPN-Transitoren als ULN-ICs (statt 30 Halbbrücken und erheblich mehr Ansteuerungsaufwand).

  2. #2
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Im Bereich konventioneller Lösungen könnte man sich pro Motor einen DC Motortreiber als Vollbrücke vorstellen.

    So eine Brücke als Bauelement mit einem Eingang pro Richtung (Komparatorschwelle bei 1,7V, auch für PWM geeignet), zwei Anschlüssen für den Motor (bis 2A) und zwei für die Versorgung (3,5V bis 17V) wären ideal; einen Eingang vielleicht noch, der optional zum Einstellen der Komparatorschwelle dient.

    Was spricht dagegen? Der Preis? wenn es pro Treiber nicht mehr als 0,30€ sein dürften käme der TLE4202B / STS / B57928 in Frage.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Moppi
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    Das mit dem Wechselstrom irritiert etwas. Wie wird der denn erzeugt? Da braucht es mind. einen Referenzpotential, als Mittel der Gesamtspannung, die zwischen GND und Plus anliegt. Ich könnte mir vorstellen, dass ein PWM-Signal, aus GND und V+ erzeugt wird und der Motor mit einen Anschluss gegen 1/2 V+ gelegt wird. Das mit den Tansistoren, zum Filtern der jeweiligen Halbwelle, würde ich ausprobieren, habe nur keine da (NPN UND PNP). Bei derartiger Drehrichtungsumkehr muss dann auch das PWM-Signal geändert werden.

    MfG
    Geändert von Moppi (21.05.2020 um 07:37 Uhr)

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    @Gnom67

    Zeig doch mal einen Schaltplan. Dann kann man besser darüber diskutieren, was so gehen kann. Muß ja nicht für 30 Motoren sein, einer reicht erstmal.

    MfG Klebwax
    Strom fließt auch durch krumme Drähte !

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Zitat Zitat von Manf Beitrag anzeigen
    Im Bereich konventioneller Lösungen könnte man sich pro Motor einen DC Motortreiber als Vollbrücke vorstellen. ... TLE4202B / STS / B57928 in Frage.
    Der Schaltungsaufwand spricht dagegen. Bevor ich den TLE nehme, würd ich zum guten alten L293 greifen. Für 8 Motoren brauche ich 4 von den Teilen mit je 6 Eingangspins (1A/2A/12EN/3A/4A/34EN). Mindestens 2 Schieberegister für die Ansteuerung der Eingänge.
    Mein Ansatz käme mit zwei Schieberegistern und zwei ULNs aus. Ok, macht keinen riesigen Unterschied, aber es ging mir auch mehr um die Machbarkeit an sich.

    Zitat Zitat von Moppi Beitrag anzeigen
    Das mit dem Wechselstrom irritiert etwas. ...
    Eine der entbehrlichen Antworten - aber Hauptsache mal was gepostet, gell?
    Wechselspannung von einem hundsgewöhnlichen Trafo. Was denn sonst!

    - - - Aktualisiert - - -

    So stell ich mir das vor:
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  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Moppi
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    Zitat Zitat von Gnom67 Beitrag anzeigen
    Eine der entbehrlichen Antworten - aber Hauptsache mal was gepostet, gell?
    Wechselspannung von einem hundsgewöhnlichen Trafo. Was denn sonst!
    Tja, in der Tat ist es manchmal so, dass ich auch was schreibe, wenn ich nicht genau den Kern, mit einer genauen Antwort treffe.
    Oftmals formuliere ich Gedanken, die andere beim Lesen auch haben (das aber nicht schreiben und nicht schreiben würden und
    dann eben gar nichts schreiben), um der Fragestellung auf die Beine zu helfen.
    Klar kann ich sagen: verstehe im Ansatz nicht, warum/wozu? - Schreibe ich nichts.
    Bloß, ich denke, Fragen sind dazu da, dass man sie in einer Diskussion klärt. Dass Du den Sinn der Antworten nicht verstehst,
    gut, tut mir leid. Nervt Dich anscheinend auch gewaltig. Werde mich bei Dir nicht mehr reinhängen. Weil für mich ist das auch
    verschenkte Zeit.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von Gnom67 Beitrag anzeigen
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    Da fehlt fast alles. Wie ist die Versorgung des Digitalteils gelöst bzw. wie ist diese mit der Wechselspannungsquelle verbunden? Wie werden die Transistoren angesteuert? Und wie passt ein ULNxxx da rein?

    MfG Klebwax
    Geändert von Klebwax (21.05.2020 um 10:40 Uhr)
    Strom fließt auch durch krumme Drähte !

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Zitat Zitat von Klebwax Beitrag anzeigen
    Da fehlt fast alles. Wie ist die Versorgung des Digitalteils gelöst bzw. wie ist diese mit der Wechselspannungsquelle verbunden? Wie werden die Transistoren angesteuert? Und wie passt ein ULNxxx da rein?

    MfG Klebwax
    Wenn ich mal auf meine ursprüngliche Frage verweisen darf: Es geht mir darum, ob man den Motor so anschließen kann und wie groß der Widerstand sein müsste. Der NPN-Transistor in der Zeichnung ist ein Kanal des ULN2803, der PNP ist ein Kanal eines UDN 2981 (PNP-Pendant zum ULN2803). Die anderen jeweils sieben Kanäle sind für die weiteren sieben Motoren.
    Der Digitalteil ist hier erst mal uninteressant - es sei denn, du hättest dazu was Konstruktives zu sagen. Aber wenn es dir hilft: Stichwort Brückengleichrichter, Schieberegister, µC.

  9. #9
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    Mit Brückengleichrichter wird das nichts (außer du hast eine galvanisch getrennte Wicklung).

    Statt dem Widerstand würde ich eine Schutzdiode (Supressordiode) mit passender Spannung nehmen. Diese sind im normalen Betrieb hochohmig und bei Überspannung werden diese niederohmig. Die gibt es für verschiedene Spannungen und Leistungen. Ich habe gerade bei einem Projekt (für einen PKW) eine Vishay SMT15T eingeplant (31,4V, 1,5kW, 33A).

    Ich würde aber einen Motortreiber verwenden, die Ansteuerung kannst du trotzdem mit einem Schieberegister machen. Einen L293 würde ich aber nicht verwenden sondern auf einen aktuellen Motortreiber setzen.

    MfG Hannes

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von Gnom67 Beitrag anzeigen
    Wenn ich mal auf meine ursprüngliche Frage verweisen darf: Es geht mir darum, ob man den Motor so anschließen kann und wie groß der Widerstand sein müsste. Der NPN-Transistor in der Zeichnung ist ein Kanal des ULN2803, der PNP ist ein Kanal eines UDN 2981 (PNP-Pendant zum ULN2803). Die anderen jeweils sieben Kanäle sind für die weiteren sieben Motoren.
    Der Digitalteil ist hier erst mal uninteressant - es sei denn, du hättest dazu was Konstruktives zu sagen. Aber wenn es dir hilft: Stichwort Brückengleichrichter, Schieberegister, µC.
    Ok, ich gehe mal davon aus, daß du das Ganze nicht bis zu Ende gedacht hast. Die digitale Ansteuerung ist da wichtig, nicht die Logik aber die Spannungen an den digitalen Ausgängen bezogen auf die jeweils vorhandenen Spannungsverhältnisse in deinem Wechselspannungskreis. Ist sie in der Lage einen richtig gepolten Strom in die Basen der gerade zu steuernden Transistoren zu schicken? Werden deine digitalen Ausgänge durch den Wechselspannungskreis in einen unerlaubten Spannungsbereich gezogen? Wie verhalten sich die in den ULNxx eingebauten Freilaufdioden wenn die Versorgung negativ wird? Und Stichworte nützen nichts. Wo bildet sich das GND Potential, wenn die Wechselspannung vor dem Gleichrichter abgenommen wird? Gibt es da einen Strompfad, der einfach einen Kurzschluss darstellt?

    Also nochmal, zeichne einen brauchbaren Schaltplan. Bevor nicht klar ist, daß deine Schaltung überhaupt funktioniert, ist es müßig, über den Widerstand nachzudenken. Eine Schaltung fängt mit einem Schaltplan an. Ist das konstruktiv genug?

    MfG Klebwax
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