Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Elektromotor Volt-Drehzahl-Verhältnis


von Friedrich (Gast)


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Warum sagt man, dass die Drehzahl eines Elektromotors von der Spannung 
abhängt? Wenn ich die Spannung erhöhe, dann fließt bei unverändertem 
Widerstand logischerweise mehr Strom bzw. Ampere. Also wo ist der 
direkte Zusammenhang zwischen Volt und Drehzahl?

von Harald W. (wilhelms)


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Friedrich schrieb:

> Warum sagt man, dass die Drehzahl eines Elektromotors von der Spannung
> abhängt? Wenn ich die Spannung erhöhe, dann fließt bei unverändertem
> Widerstand logischerweise mehr Strom bzw. Ampere.

Ein Motor ist aber nun mal kein ohmscher Widerstand.

von m.n. (Gast)


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Von welchem Elektromotor sprichst Du?

von Friedrich (Gast)


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m.n. schrieb:
> Von welchem Elektromotor sprichst Du?

von einen permanenterregten Synchronmotor

von H. H. (Gast)


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Friedrich schrieb:
> m.n. schrieb:
>> Von welchem Elektromotor sprichst Du?
>
> von einen permanenterregten Synchronmotor

Dessen Drehzahl hängt nur von der Frequenz und der Polpaarzahl ab.

von Gerald K. (geku)


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Friedrich schrieb:
> Warum sagt man, dass die Drehzahl eines Elektromotors von der Spannung
> abhängt?
Zwischen Spannung und Drehzahl muss sich ein Gleichgewicht einstellen. 
Der Motor erzeugt durch die Drehbewegung eine Induktionsspannung 
(Generator), die der eingespeisten Spannung entgegen wirkt. Beim idealen 
Motor im Leerlauf fließt bei diesem Gleichgewicht kein Strom mehr. Beim 
realen Motor fließt ein Strom, der die Verluste abdeckt. Auch eine 
Belastung (Drehmoment) erzeugt einen Stromfluß.

Spannung **U** am Motor ist proportional zur  Drehzahl **n**

Strom **I** durch den Motor ist proportional zum Drehmoment **M**

kein Drehmoment, kein Strom

von H. H. (Gast)


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Gerald K. schrieb:
> Spannung **U** am Motor ist proportional zur  Drehzahl **n**

Nicht beim Synchronmotor.

von ich (Gast)


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Friedrich schrieb:
> Warum sagt man, dass die Drehzahl eines Elektromotors von der Spannung
> abhängt? Wenn ich die Spannung erhöhe, dann fließt bei unverändertem
> Widerstand logischerweise mehr Strom bzw. Ampere. Also wo ist der
> direkte Zusammenhang zwischen Volt und Drehzahl?

Das gilt für Gleichstrommotoren. Je höher die Spannung, desto höher die 
mögliche Gegeninduktion bei identischer Last. Die Drehzal ist direkt 
proportional mit der Gegeninduktion verknüpft.

von Nebenschlussmaschine (Gast)


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Da hab ich mal eine Frage.

Ich habe eine Nebenschlussmaschine mit 24V Nennspannung
die bei Nennspannung mit einem Feldsteller auf 1500U/Min
eingestellt wird.

Nun ist es ja so, dass eine höhere Ankerspannung eine
höhere Drehzahl bewirkt und im Gegensatz dazu eine
höhere Feldspannung die Drehzahl mindert.
Idealerweise sollte sich das genau heben.

Leider überwiegt die Wirkung der Spannung auf den Anker,
so dass der Motor mit steigender Spannung doch schneller
dreht.

Warum ist das so? Warum kann man den Motor nicht so bauen,
dass sich das genau hebt? Welche nicht elektronischen
Optionen hätte ich da noch?

Ich habe Versuchshalber mal eine Z-Diode ausgesucht,
die ich in Reihe zur Feldwicklung geschaltet habe.
Damit schaffe ich es tatsächlich, dass der Motor zwischen
20V bis 30V absolut konstant dreht. Aber leider zu Schnell wegen
der Feldschwächung.

von Nebenschlussmaschine (Gast)


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Aufgrund der riesigen Zahl an Antworten,
hier eine Erklärung dazu:

https://consent.youtube.com/ml?continue=https://www.youtube.com/watch?v%3D3YyDp5ZLu4g&gl=DE&hl=de&pc=yt&uxe=23983172&src=1

War mir bis vor kurzem auch neu.

von Gerald K. (geku)


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Nebenschlussmaschine schrieb:
> Nun ist es ja so, dass eine höhere Ankerspannung eine
> höhere Drehzahl bewirkt und im Gegensatz dazu eine
> höhere Feldspannung die Drehzahl mindert.
> Idealerweise sollte sich das genau heben.

Wodurch kommt die höhere Ankerspannung zustande?

Eigentlich sollte der Stator mit seinem Erregerfeld eine Spannung in den 
Rotor induzieren welches die Spannung am Anker kompensiert, sodass der 
Ankerstrom kleiner wird. Dazu muss der Rotor hochdrehen damit diese 
Spannung größer wird und sich ein Gleichgewicht einstellt.

von Nebenschlussmaschine (Gast)


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Gerald K. schrieb:
> Wodurch kommt die höhere Ankerspannung zustande?

Änderung der gleichgerichteten Netzspannung
oder des Ladezustandes der Zentralbatterie.

von H. H. (Gast)


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Beitrag #6724222 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Gerald K. (geku)


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Nebenschlussmaschine schrieb:
> Änderung der gleichgerichteten Netzspannung
> oder des Ladezustandes der Zentralbatterie.

Dann steigt die Spannung am Stator und Rotor im gleichen Ausmaß. Die 
Drehzahl sollte gleich bleiben. Wenn das Kernmaterial des Stator mit 
zunehmender Spannung bzw. Strom in die Sättigung geht, kann das Feld 
nicht mehr der Spannung folgen und damit keine höhere Spannung in den 
Rotor induziert werden und der Rotor muss sich schneller drehen um die 
Spannung am Rotor zu kompensieren.

: Bearbeitet durch User
von Nebenschlussmaschine (Gast)


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Gerald K. schrieb:
> Dann steigt die Spannung am Stator und Rotor im gleichen Ausmaß. Die
> Drehzahl sollte gleich bleiben.

Leider überwiegt die Wirkung der Spannung auf den Anker,
so dass der Motor mit steigender Spannung doch schneller
dreht.

Warum ist das so? Warum kann man den Motor nicht so bauen,
dass sich das genau hebt? Welche nicht elektronischen
Optionen hätte ich da noch?

> Wenn das Kernmaterial des Stator mit
> zunehmender Spannung bzw. Strom in die Sättigung geht kann keine höhere
> Spannung in den Rotor induziert werden und der Rotor muss sich schneller
> drehen um die Spannung am Rotor zu kompensieren.

Dann würde der Feldsteller nicht funktionieren. Tut er aber.
Außerdem bei DEM LUFTSPALT bekommst du den nicht in die Sättigung.

von Gerald K. (geku)


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Nebenschlussmaschine schrieb:
> Außerdem bei DEM LUFTSPALT bekommst du den nicht in die Sättigung.

<<Der Anstieg der Gegen-EMK mit der Erregung, also bei 
Nebenschlussmotoren mit der Versorgungsspannung, bewirkt, dass ihre 
Drehzahl wenig von der Spannung abhängt, solange keine magnetische 
Sättigung eintritt>>

**Quelle** :  https://de.m.wikipedia.org/wiki/Gleichstrommaschine

Hätte der Motor einen zu großen Luftspalt, dann wäre der Wirkungsgrad 
schlecht.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Luftspalt_(Magnetismus)

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Reluktanzkraft

<<Heizungspumpen: Kondensatormotoren (als Spaltrohrmotorpumpen)
Spaltrohr: großer magnetisch wirksamer Luftspalt
Wirkungsgrad nur ca. **30** … **40** %>>

**Quelle** : 
https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://www.ew.tu-darmstadt.de/media/ew/vortrge/triebstraenge/Kurs_E-Maschinen_Triebstraenge.pdf&ved=2ahUKEwia-46lxpHxAhUGuaQKHTNVBvUQFjABegQICBAC&usg=AOvVaw3i8ARIY5PcdmEoJ9C5vFpa

Das erreichbare Drehmoment hängt vom  Luftspalt ab.

**Quelle** : https://energie.ch/drehmomenterzeugung/

: Bearbeitet durch User
von Nebenschlussmaschine (Gast)


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In der Sättigung würde der Feldsteller nicht funktionieren. Tut der 
Feldsteller aber.

Gerald K. schrieb:
> ihre
> Drehzahl wenig von der Spannung abhängt

Das hatte ich ja auch schon beschrieben.

Leider überwiegt die Wirkung der Spannung auf den Anker,
so dass der Motor mit steigender Spannung doch schneller
dreht.

Warum ist das so? Warum kann man den Motor nicht so bauen,
dass sich das genau hebt? Welche nicht elektronischen
Optionen hätte ich da noch?

von H. H. (Gast)


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Nebenschlussmaschine schrieb:
> In der Sättigung würde der Feldsteller nicht funktionieren. Tut der
> Feldsteller aber.

Dann ist eben noch keine vollständige Sättigung da. Und selbst dann 
würde er noch funktioieren, wengleich viel schwächer.

von MaWin (Gast)


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Warum gibt es hier jetzt einen Friedrich mit einer Frage und eine 
Nebenschlussmaschine mit einer ganz anderen Frage ? Ist 
Nebenschlussmaschine zu doof einen eigenen Thread aufzumachen ? Sind 
beides Gastnamen desselbe Fragenden der nun 'seinen' thread für weitere 
Fragen nutzt ? Ist Friedrich tot, eventuell gemeuchelt von 
Nebenschlussmaschine ?

von Gerald K. (geku)


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Nebenschlussmaschine schrieb:
> Leider überwiegt die Wirkung der Spannung auf den Anker,
> so dass der Motor mit steigender Spannung doch schneller
> dreht.

Die Spannung am Anker überwiegt, weil die Kompensation durch die 
induzierte Spannung kleiner wird. Daher muss sich der Anker schneller 
drehen damit die resultierend Spannung und dadurch der Strom am Anker 
kleiner wird.

Siehe : https://de.m.wikipedia.org/wiki/Gleichstrommaschine

von Nebenschlussmaschine (Gast)


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Also ihr glaubt jetzt echt, das liegt daran, dass die Feldspule
in der Sättigung ist?

von Nebenschlussmaschine (Gast)


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MaWin schrieb:
> Ist
> Nebenschlussmaschine zu doof einen eigenen Thread aufzumachen ?

Beitrag "Nebenschlussmaschine Volt-Drehzahl-Verhältnis"

Dann warte ich dort mach auf deine Fachkundige Antwort.

von Gerald K. (geku)


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Nebenschlussmaschine schrieb:
> Also ihr glaubt jetzt echt, das liegt daran, dass die Feldspule
> in der Sättigung ist?

Wie sieht die Kurve (Abhängigkeit) von Spannung und Leerlaufdrehzahl 
aus?

von Elektrofan (Gast)


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> Wie sieht die Kurve (Abhängigkeit) von Spannung und
> Leerlaufdrehzahl aus?

Idealerweise eine Gerade durch den Ursprung des Diagramms.
Zu diesem Ideal kommt z.B. die Reibung des Lagers hinzu.
---

Jede fremd- bzw. permanenterregte Gleichstrommaschine hat eben EINE
charakterisierende Motorkonstante.

Mit der Dimension

Drehmoment(abzüglich Reibung)/Ankerstrom   bzw.
ideelle Leerlaufdehzahl pro Spannung

- was ein und dieselbe dasselbe ist!-

von H. H. (Gast)


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Nebenschlussmaschine schrieb:
> Also ihr glaubt jetzt echt, das liegt daran, dass die Feldspule
> in der Sättigung ist?

Wer Wissen hat muss nicht glauben.

von Nebenschlussmaschine (Gast)


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Dann weißt du jetzt hoffentlich, dass die Feldspule
nicht gesättigt ist.

von H. H. (Gast)


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Nebenschlussmaschine schrieb:
> Dann weißt du jetzt hoffentlich, dass die Feldspule
> nicht gesättigt ist.

Ich weiß, dass du kein Wissen hast, nur glauben kannst.

von Nebenschlussmaschine (Gast)


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Was ist denn das für ein Esoteriker?

von Gerald K. (geku)


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Glauben ist keine wissenschaftiche Aussage. In der Wissenschaft spricht 
man von einer Vermutung. Und solange nicht gemessen wird, bleibt es eine 
Vermutung, zumal die Angaben sehr mager sind.

Also Spannung varieren und Drehzahl messen. Erst dann.macht eine weitere 
Diskussion einen Sinn.

: Bearbeitet durch User
von Nebenschlussmaschine (Gast)


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Wer sich mit Nebenschlussmotore auskennt, kann meine Grundlagen-
Frage dazu beantworten. Die Nebenschlussmaschinen verhalten
sich alle so wie beschrieben.

Es ist kein Beinbruch wenn man die Antwort nicht kennt.
Nur nice to know. Also zickt nicht rum, man kann nicht alles wissen.

von H. H. (Gast)


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Nebenschlussmaschine schrieb:
> Wer sich mit Nebenschlussmotore auskennt, kann meine Grundlagen-
> Frage dazu beantworten.

Done.

von Gerald K. (geku)


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Nebenschlussmaschine schrieb:
> Es ist kein Beinbruch wenn man die Antwort nicht kennt.
> Nur nice to know. Also zickt nicht rum, man kann nicht alles wissen.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Gleichstrommaschine

Verstehen kann man niemanden abnehmen.

Ende.

: Bearbeitet durch User
von Nebenschlussmaschine (Gast)


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Dann zeig doch mal bitte die Textstelle dort, die meine Frage 
beantwortet.

von Rainer V. (a_zip)


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Gerald K. schrieb:
> Verstehen kann man niemanden abnehmen.

Und Fragen sind natürlich immer erlaubt. Aber elektrische Maschinen sind 
nun mal seit etlichen Jahrzehnten bis in den hintersten Winkel 
durchschaut. und so kann die Antwort auf...

Nebenschlussmaschine schrieb:
> Welche nicht elektronischen
> Optionen hätte ich da noch?

...nur lauten, keine...und auch keine elektronischen...
Der Lehrstuhl für elektrische Maschinen war zu meiner Zeit an unserer 
Uni führend in Technik und Forschung und ich habe für mich nach den 
Pflichtveranstaltungen dennoch entschieden, das will i c h nicht näher 
kennenlernen. Jemand mit "speziellen" Fragen muß halt in den sauren 
Apfel beissen und etwas studieren! Da muß mehr kommen, als nur die Frage 
nach der Ankerspannungserhöhung...
Gruß Rainer

von Nebenschlussmaschine (Gast)


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Rainer V. schrieb:
> Da muß mehr kommen, als nur die Frage
> nach der Ankerspannungserhöhung...

Kommt ja.

Nun ist es ja so, dass eine höhere Ankerspannung eine
höhere Drehzahl bewirkt und im Gegensatz dazu eine
höhere Feldspannung die Drehzahl mindert.
Idealerweise sollte sich das genau heben.

Leider überwiegt die Wirkung der Spannung auf den Anker,
so dass der Motor mit steigender Spannung doch schneller
dreht.

Warum ist das so?

von Werner H. (werner45)


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...weil das bei Kleinmotoren toleriert wird.
Bei Großmotoren (100 - 8000 kW) gibt es noch Wendepole und 
Kompensationswicklungen, die passen bei kleinen aber mechanisch nicht 
rein.

Kaufe Dir ein richtigers Fachbuch über Elektromaschinen, da stehen die 
Einzelheiten aufgedröselt drin.

Hier im Forum wirst Du auch bei mehrfach wiederholter Frage keine 
Antwort bekommen, weil hier keine Motorenentwickler mitlesen.

von Rainer V. (a_zip)


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Werner H. schrieb:
> weil hier keine Motorenentwickler mitlesen

...und wenn, die würden sicher lachen...

von Hermann S. (diphtong)


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Die Motorwicklung induziert, wenn sich der Rotor dreht auch eine 
Spannung, back-emf genannt:
https://en.wikipedia.org/wiki/Counter-electromotive_force

Die Drehzahlgrenze ist dann erreicht, wenn die selbst induzierte 
Spannung so hoch ist, wie die Spannung, die Du anlegst. Verlust mal 
vernachlässigt.

Erhöhst Du die Spannung, kann der Motor weiter hochdrehen, bis wieder 
die back-emf so groß wie Deine Eingangsspannung ist.

Gruß

von Hermann S. (diphtong)


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von Nebenschlussmaschine (Gast)


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Hermann S. schrieb:
> Erhöhst Du die Spannung,

Und jetzt der Einfluß der Feldwicklung ...

Werner H. schrieb:
> ...weil das bei Kleinmotoren toleriert wird.

Nö, ist eine Ruf und Signalmaschine (Telefon).
Beitrag "Re: [S] RSM Ruf und Signalmschine"

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