Drehrichtungsumkehr eines Gleichstrommotors mit Transistoren
Eine der einfachsten Methoden, die Drehrichtung eines Gleichstrommotors zu ändern, ist Steuerung mit
einem Relais. In dem folgenden Versuch kommen, um die gleiche Aufgabe zu erfüllen, vier Transistoren zum Einsatz.
Bei zwei Transistoren, T1 und T3, handelt es sich um PNP Transistoren. Die Transistoren T3 und T4 stammen aus der
Kiste der NPN Transistoren. Zusammenverschaltet bilden die Transistoren die sogenannte H-Brücke (auch H-Schaltung
oder Vollbrücke genannt). Die Aufgabe der Schaltung ist es, durch entsprechende Ansteuerung die Polarität der
Motorspannung zu ändern. Die Funktionalität veranschaulicht die folgende Abbildung:
H-Brücke mit Transistoren
Damit der Motor in eine Richtung drehen kann, müssen die Transistoren T1 und T4 angesteuert werden.
Für die entgegengesetzte Richtung sind dann die Transistoren T2 und T3 zuständig. Bei der Steuerung der Transistoren
ist Vorsicht geboten. Werden die Transistoren T1 und T3 oder T2 und T4 gleichzeitig angesteuert, kommt es zu einem
Kurzschluss und folglich zur Zerstörung der Transistoren.
Des Weiteren müssen die Transistoren vor induktiven Spannungen geschützt werden. Deswegen kommen in der
Grundausführung der Schaltung noch vier Freilaufdioden D1 bis D4 hinzu. In unserer Schaltung handelt es sich
um die 1N4007 Gleichrichterdioden.
Beide Transistoren, NPN und PNP, müssen so gewählt werden, dass sie problemlos den Strom leiten können, der für
den Motor benötigt wird. Bei Überlastung können sie zerstört werden. Bei Dauerbelastung kann es wegen Temperaturanstiegs
notwendig sein, die Transistoren mit einem Kühlkörper zu versehen.
In dem Beispiel erfolgt die Drehrichtungsumkehr mit einem Schalter. Der 2-Stellenschalter S2 besteht
aus zwei Wechsler-Kontakten. Je nach Stellung des Schalters werden die linke Seite der H-Brücke mit Plus und die
rechte Seite mit Minus der Versorgungsspannung verbunden. Beim Umschalten werden diese Verbindungen gekappt.
Gleichzeitig erfolgt die Verbindung der linken Seite der H-Brücke mit Minus und der rechten Seite mit Plus, also
andersrum. Der Motor dreht dann auch in andere Richtung. Die Leuchtdioden haben lediglich eine Anzeigefunktion. Die
grüne LED signalisiert, dass die Spannung eingeschaltet wurde. Die gelbe Leuchtdiode steht für eine Drehrichtung
des Motors, die blaue für die andere.
