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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Motor: Primzipfrage zur funktionsweise


Autor: Tim (Gast)
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Moin,

ich hab mir gerade ein paar Seiten zum Thema Elektromotoren durchgelesen 
und dabei so Sachen erfahren wie:

Drehzahl proportional zur Spannung und
Drehmoment proportional zum Strom

Da frage ich mich jetzt einfach mal:

Ich lege zwei Lasten x und y an meine Motorachse, wobei y > x sein soll.
Der Motor soll sich aber in beiden Faellen mit der gleichen Drehzahl 
drehen. Nun muesste ich also im Falle y den Strom erhoehen, ohne dabei 
aber die Spannung zu eroehen. Wie mache ich das denn? Im Endeffekt ist 
so ein Motor doch nur ne Drahtwicklung mit einem festen Widerstand. 
Gemaess I = U/R muss ich also doch die Spannung erhoehen um mehr Strom 
zu bekommen. Aber so erhoehe ich doch die Drehzahl....

Manchmal hat man einfach so Phasen da werden einem die grundlegensten 
Sachen nicht klar....

Danke im Vorraus, TIM

Autor: The Devil (devil_86)
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Willst du eine höhere Drehzahl, musst die Spannung erhöhen, das ist 
klar. Wird der Motor jetzt mehr belastet (=höheres Drehmoment 
erforderlich), zieht er automatisch mehr Strom, bis er halt abbrennt. 
Mit Strom selber erhöhen is da nicht viel, da kannst ihm nur den Strom 
begrenzen (halbwegs gescheites Labornetzteil), den er ziehen kann......

Autor: Obelix (Gast)
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Mit einer erhöhten Last wird bei gleicher Spannung die Drehzahl 
verringert und der Strom erhöht sich.
Ein Trafo besteht ja auch nur aus ein Draht. Aber je nach Last 
sekundärseitig ändert sich auch der Strom primärseitig.

Autor: Olaf (Gast)
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Hallo Tim,

wenn Du bei dem Motor die Last und damit das gewünschte Drehmoment 
erhöhst, senkst Du auch die Drehzahl (ein Elektromotor hat das höchste 
Drehmoment beider Drehzahl 0). Um auf die gewünschte Drehzahl zu kommen 
brauchst Du einen Regelkreis.

Der einfachste Fall eines Regelkreises besteht aus einem Drehzahlmesser, 
einem Auge, einem Gehirn, einer Hand, einem Poti und dem Motor ;-).

Spaß beiseite: dafür gibt es fertige Drehzahlregler in Hard- oder 
Software.
Die sorgen dafür, daß die Drehzahl lastunabhängig und damit konstant 
bleibt.

Es gibt aber auch noch Drehstrommotoren (die mit den 3 Phasen).
Bei denen ist die Drehzal auf 50Hz * 60s/min / n = Umdrehungen / min 
beschränkt. n ist die Zahl der Spulen im Motor / 3. Erhöst Du bei so 
einem Motor die Last, wird er etwas langsamer Laufen und der Strom 
steigt an. Der Quotient aus Drehzahl zur Leerlaufdrehzal wird Schlupf 
genannt.
Der Schlupf ist meistens eher gering. Solche Motoren werden eingesetzt, 
wo die genaue Drehzahl nicht kritisch und eine Regelung zu teuer ist. 
Die Motoren sind billig und wartungsarm.

Ich hoffe ich habe alles richtig beschrieben und Dir weitergeholfen.

Gruß

Olaf

Autor: gast (Gast)
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Die Spannung die proportional zur Drehzahl ist, ist die innere Spannung. 
Das einfachste Ersatzschaltbild des Ankers einer Gleichstrommaschine ist 
eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (Kupferwiderstand der Wicklung 
und Widerstand der Kohlen) und einer Gleichspannungsquelle (stellt die 
Spannung dar, die durch Drehung des Ankers im Magnetfeld erzeugt wird). 
Steht der Anker ist die innere Spannung = 0, der Strom wird nur durch 
den Widerstand begrenzt. D.h. maximaler Strom und maximales Drehmoment. 
Dreht der Motor mit Leerlaufdrehzahl, ist die innere Spannung so groß 
die die Spannung an den Klemmen des Motors, d.h. an dem Widerstand liegt 
keine Spannung an, es fleißt kein Strom. Maximale Drehzahl, Drehmoment = 
0. Zwischen diesen Punkten leigt eine gerade.
Wenn also die Last an der Welle größer wird sinkt die innere Spannung 
und die Spannung an dem Widerstand steigt. Daruch fleißt ein größerer 
Strom -> Geringere Drehzahl (~innere Spannung) und größeres Drehmoment 
(~Strom durch den Anker)
Ich hoffe ich konnte helfen.

Autor: The Devil (devil_86)
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Olaf wrote:

> Es gibt aber auch noch Drehstrommotoren (die mit den 3 Phasen).
> Bei denen ist die Drehzal auf 50Hz * 60s/min / n = Umdrehungen / min
> beschränkt. n ist die Zahl der Spulen im Motor / 3....

Jetzt wo du hier so schreibst [s/min], fällt mir auf die gachn gar net 
ein, wie das in den lehrbüchern steht. [s/min] hört sich so komisch gut 
an.....

Autor: Daniel (Gast)
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>Gemaess I = U/R muss ich also doch die Spannung erhoehen um mehr Strom
>zu bekommen.

Da man beim motor alles andere als eine ohmsche last hat, ist diese 
betrachtung total falsch... (der Motor ist ne induktivität, rechne mit 
dem bilndwiderstand, zumindest wenn du mal ne gewisse drehzahl erreicht 
hast, kanste den ohmschen anteil am widerstand ignorrieren...

Das sich die Drehzahl propotional der spannung, und das Moment 
propotional des Strom erhöht, ist grundsätzlich richtig, kann aber nicht 
so star behauptet werden, dies variiert start je nach motorentyp, 
beschaltung, etc...

schau doch einfach mal ein paar motorkennlinien an, dann wirst du das 
gut sehen...

Autor: Schoasch (Gast)
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Hi

>>(ein Elektromotor hat das höchste Drehmoment beider Drehzahl 0)

Diese Aussage ist nur bedingt richtig. Es hängt von der Art des Motors 
ab. Für einen Gleichstrommotor ist die Aussage richtig. Für Drehstrom 
oder Wechselstrommotor gilt die aussage nicht. Am einfachsten sieht man 
das bei einem rasenmäher. Stellt man ihn ins Gras, kann er nicht 
andrehen. Hebt man ihn aus dem Gras hoch,lässt in anlaufen und setzt in 
dan wieder ins Gras, so läuft er weiter.
Am ehesten sieht man das aus den Kennlinien des jeweiligen Motors.

>>Da man beim motor alles andere als eine ohmsche last hat, ist diese
>>betrachtung total falsch.
U=R*I gilt ja eigentlich immer... philosophisch bin
Naja, scherz bei seite. Da hängt es auch wieder davon ab, welcher 
Motortyp es ist. Ein Gleichstrommotor besteht im Grunde aus einem 
Widerstand und einer Spannungsquelle(prinzip-Schaltung). Ausserdem ist 
ja bei gleichstrom:
Somit gibt es keine Blindwiderstände. Im Anker selbst sieht es etwas 
anderst aus. Aber das ganz ist in der Spannungsquelle verpackt und um 
das muss man sich keine sorgen machen.

Also.. jetzt sollten wir mal klären, um welchen Motortypen es sich 
handelt.

mfg Schoasch

Autor: Tim (Gast)
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Ich danke euch fuer eure hilfe. Werde mit wohl mal ein Buch zu dem Thema 
aus der Bibliothek holen..

TIM

Autor: jack (Gast)
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Muß ja nicht gleich ein ganzes Buch sein.
Für den Anfang sollte das genügen:

http://www.ferromel.de/bahn12.htm

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