Vergleich eines Elektromotors an verschiedenen Spannungen (DC vs PWM)

RMS

sven schrieb:
> Der
> Mittelwert oder der (T)RMS Wert ?

Das hängt von der PWM-Frequenz und der Induktivität des Motors ab. Du 
hast da ja praktisch einen Abwärtsschaltregler und kannst die da 
gültigen Gleichungen verwenden.

Mittelwert

Da ja jetzt beides als Antwort kam, wie fällt die Begründung aus ?

sven schrieb:
> wie fällt die Begründung aus ?

Was gefällt dir an meiner Begründung nicht?

Sorry, ich meinte die 1-Wort Antworten

Also es ist der Mittelwert.
Und es hängt auch nicht von der PWM Frequenz und der Induktivität des 
Motors zusammen.
Selbst wenn Induktivität und Frequenz so gewählt sind, dass sich ein 
lückender Betrieb einstellt ist es immer noch der Mittelwert der 
Klemmenspannung.

Anbei eine Simulation. Ich habe absichtlich eine kleine Induktivität für 
lückenden Betrieb gewählt.
Und ich habe bei 30V keine 24V eingestellt, sondern 3V. Dann sieht man 
den Unterschied zu RMS besser.

Links der Motor an DC. Er wird mit 3V versorgt und soweit belastet, dass 
er mit 2V = 66% der Leerlaufdrehzahl dreht. Strom ist dann 100mA.

Rechts der Motor an einer Endstufe (nicht synchron). 20kHz. 6% PWM.
Man sieht im weißen Fenster, dass sich bei 6% PWM ebenfalls ein Strom 
von 100mA einstellt. Die Mittlere Spannung beträgt dann 3V. Der 
Effektivwert aber 7.5V.

njocki

Es ist auch ein Trugschluss zu glauben, dass ein RMS Multimeter immer 
"besser" misst als eines, das den Mittelwert anzeigt. Nur weil es mehr 
gekostet hat.

Das ist wie bei Kleinkindern, wenn sie nicht schlafen wollen. Da ist 
Alkohol auch das falsche Mittel. Man muss sie in den Arm nehmen und 
Küssen.

Möchte ich hingegen Flussmittelreste von der Leiterplatte entfernen, 
komm ich mit Alkohol weiter als mit Küssen.

Immer die passende Methode zum Problem wählen!

OK, aber wann weiß ich was ich nehmen soll ?

Ich hatte den Effektivwert vermutet, einfach vom energetischen Ansatz. 
Ich dachte der selbe Effektivwert an der gleichen Senke führt zur 
gleichen Leistung....

sven schrieb:
> Ich hatte den Effektivwert vermutet, einfach vom energetischen Ansatz.
> Ich dachte der selbe Effektivwert an der gleichen Senke führt zur
> gleichen Leistung....

Das stimmt für ohmsche Verbraucher, wo Strom und Spannung schön 
proportional zueinander sind. Aber bei diesem induktiven Verbraucher, wo 
die Induktivität aus der wechselnden Spannung einen mitteleren Strom 
einstellt, stimmt das nicht unbedingt.

njocki schrieb:
> Und es hängt auch nicht von der PWM Frequenz und der Induktivität des
> Motors zusammen.

So allgemein kann das natürlich auch nicht stimmen. Lass einfach mal die 
Induktivität in Gedanken langsam gegen Null gehen, dann muss früher oder 
später der RMS-Wert rauskommen.

Von daher ist die Antwort von hinz korrekt. Wobei bei typischen 
Auslegungen von Motor und PWM-Frequenz tatsächlich häufig die mittlere 
Spannung entscheidend sein wird.

njocki schrieb:
> Es ist auch ein Trugschluss zu glauben, dass ein RMS Multimeter immer
> "besser" misst als eines, das den Mittelwert anzeigt.

mein Messgerät zeigt  mir den mittleren Wert an (wenn ich es auf DC 
stelle). Und es zeigt mir auch den RMS-Wert an (wenn ich es auf AC oder 
AC+DC stelle).

>dann muss früher oder später der RMS-Wert rauskommen.
Quatsch.
RMS nimmt man, wenn Vergleichsgröße quadratisch von Spannung abhängt. 
P=U*U/R

Mittelwert nimmt man, wenn Vergleichgröße linear von Spannung abhängt. 
n=U*kMotor

>Lass einfach mal die Induktivität in Gedanken langsam gegen Null gehen
Dann hab ich ne Heizung, aber keinen Motor mehr. Und ne typische Heizung 
hat Drehzahl n = 0.

>Von daher ist die Antwort von hinz korrekt.
Vielleicht hatte hinz im Hinterkopf, dass bei kleiner Induktivität oder 
Frequenz irgendwann der notwendige PWM Wert, um eine Spannung x 
einzustellen nicht mehr linear von der Ausgangsspannung abhängt. Das 
kommt aber daher, weil der Strom irgendwann lückt.

njocki schrieb:
> Vielleicht hatte hinz im Hinterkopf,

Einen realen Motor, kein halblebiges Spicemodell.

Dann erklär mal die Abhängigkeit von der Induktivität oder der Frequenz!

Extremfall: Frequenz 0.1Hz. 50% Tastverhältnis. Induktivität spielt 
praktisch keine Rolle mehr.
Dann dreht der Motor die Hälfte der Zeit mit n=0 und die andere mit 
n=100%.
Mittlere Drehzahl: 50%, denn wenn ich Räder dran baue wird die Hälfte 
des Weges zurückgelegt.


Mittelwert der Spannung an den Klemmen ist 50%.
RMS Wert der Spannung an den Klemmen ist 70.7%

Du verwendest ja immer noch einen idealen Motor.

Dann erklär DU doch mal, wie am realen Motor ein Zusammenhang zu einem 
Effektivwert entstehen soll!

njocki schrieb:
> Dann erklär DU doch mal, wie am realen Motor ein Zusammenhang zu
> einem
> Effektivwert entstehen soll!

Kupferverluste.

Das ist auch in Ordnung einen idealen Motor zu verwenden, solange man 
sich nicht um Wirkungsgrade von <70% kümmern muss.

Der gemessene true Effektivwert ist nur interessant bei der Strommessung 
um die Verlusteleistungsanteile am Ohmschen Widerstand des Motors zu 
ermitteln und zu vergleichen bei unterschiedlichen Stromverläufen. Ein 
Taktverhältnis von z.B. 50% mit 1A (R=1 Ohm, P_R=0,5W) oder 25% mit 2A 
(R=1 Ohm, P_R=1W) verursachen unterschiedliche Verluste im Ohmschen 
Widerstandsanteil des Motors.

Dieter schrieb:
> Das ist auch in Ordnung einen idealen Motor zu verwenden,

Die sind aber aus Unobtainium.


> solange man
> sich nicht um Wirkungsgrade von <70% kümmern muss.

Biss dass der magische Rauch entweichet...