Was bedeutet PWM?

Gartenbahn-Forum FAQ:

Was bedeutet PWM?

Die Abkürzung PWM steht für "Pulse width Modulation", zu Deutsch Pulsweitenmodulation. Diese Technik wird häufig angewendet um Motoren anzusteuern. Dabei werden Impulse mit voller Spannung (z.B. 20V), aber variabler Breite auf den Motor gegeben. Dadurch kann der Motor immer die volle Kraft entwickeln, um sich zu drehen und man erhält bessere Langsamfahreigenschaften der Loks. Durch Variation der Breite dieser Impulse kann man nun die Geschwindigkeit der Lokomotive recht feinfühlig auch im unteren Geschwindigkeitsbereich steuern, da ja immer ein Impuls mit voller Höhe der Gleisspannung am Motor anliegt, der aber so schmal ist, dass die Lok langsam fährt. Es wird in der Lok quasi eine Art mechanische Mittelwertbildung durchgeführt.

Die Impulse werden mit einer konstanten Frequenz generiert. Diese kann in unserem Fall je nach Decoder zwischen 70 Hz und etwa 250 Hz liegen. Dadurch dass sich der Motor immer nur schrittweise dreht, ergibt sich ein Brummen, dass bei diesen niedrigen Frequenzen natürlich im hörbaren Bereich liegt. Einzelne Hersteller bieten auch höhere Frequenzen wie z.B. 16 kHz oder neuerdings sogar 32 kHz an. Dadurch wird das Brummen in den nicht hörbaren Bereich verlagert und deshalb werden diese Decoder als Geräuscharmer eingestuft. Ein weiterer Nebeneffekt dieser höheren Frequenz ist auch die kleinere Erwärmung der Motoren, was besonders bei Faulhabermotoren deutlich wird. Diese können sogar Schaden nehmen, wenn sie mit einer zu geringen Frequenz betrieben werden.

Ein weiterer Vorteil dieser Technologie ist, dass die Elektronik nicht die Spannungsdifferenz zwischen Eingangsspannung und der kleineren Motorspannung verheizen muss, sondern nur im Schaltbetrieb läuft. Dies vermindert die Abwärme der Decoder beträchtlich, besonders dann wenn die Lok langsam fährt und viel überflüssige Leistung verheizt werden müsste. Zugleich können die Bauteile kleiner dimensioniert werden, was Kosten und Platz spart. Nebenbei erlaubt die Pulsweitenmodulation eine bequeme Lastregelung einzubauen, indem man während den Impulspausen die Motorspannung misst und anhand dieser dann die Impulsbreite anpassen kann.

Roger Kuster, Räterschen, Schweiz

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© Jürgen Mayer, www.gartenbahn-forum.de
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Was bedeutet PWM?

Die Abkürzung PWM steht für "Pulse width Modulation", zu Deutsch Pulsweitenmodulation. Diese Technik wird häufig angewendet um Motoren anzusteuern. Dabei werden Impulse mit voller Spannung (z.B. 20V), aber variabler Breite auf den Motor gegeben. Dadurch kann der Motor immer die volle Kraft entwickeln, um sich zu drehen und man erhält bessere Langsamfahreigenschaften der Loks. Durch Variation der Breite dieser Impulse kann man nun die Geschwindigkeit der Lokomotive recht feinfühlig auch im unteren Geschwindigkeitsbereich steuern, da ja immer ein Impuls mit voller Höhe der Gleisspannung am Motor anliegt, der aber so schmal ist, dass die Lok langsam fährt. Es wird in der Lok quasi eine Art mechanische Mittelwertbildung durchgeführt. Die Impulse werden mit einer konstanten Frequenz generiert. Diese kann in unserem Fall je nach Decoder zwischen 70 Hz und etwa 250 Hz liegen. Dadurch dass sich der Motor immer nur schrittweise dreht, ergibt sich ein Brummen, dass bei diesen niedrigen Frequenzen natürlich im hörbaren Bereich liegt. Einzelne Hersteller bieten auch höhere Frequenzen wie z.B. 16 kHz oder neuerdings sogar 32 kHz an. Dadurch wird das Brummen in den nicht hörbaren Bereich verlagert und deshalb werden diese Decoder als Geräuscharmer eingestuft. Ein weiterer Nebeneffekt dieser höheren Frequenz ist auch die kleinere Erwärmung der Motoren, was besonders bei Faulhabermotoren deutlich wird. Diese können sogar Schaden nehmen, wenn sie mit einer zu geringen Frequenz betrieben werden. Ein weiterer Vorteil dieser Technologie ist, dass die Elektronik nicht die Spannungsdifferenz zwischen Eingangsspannung und der kleineren Motorspannung verheizen muss, sondern nur im Schaltbetrieb läuft. Dies vermindert die Abwärme der Decoder beträchtlich, besonders dann wenn die Lok langsam fährt und viel überflüssige Leistung verheizt werden müsste. Zugleich können die Bauteile kleiner dimensioniert werden, was Kosten und Platz spart. Nebenbei erlaubt die Pulsweitenmodulation eine bequeme Lastregelung einzubauen, indem man während den Impulspausen die Motorspannung misst und anhand dieser dann die Impulsbreite anpassen kann.

Roger Kuster, Räterschen, Schweiz

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