DC Motor Bremswirkung durch Kurzschluss im Stillstand berechnen

[MM (Gast)]

Hallo,

ich habe ein mathematisches Problem:

Wenn ich einen DC-Getriebemotor habe, der im Stillstand eine gewisse 
Bremswirkung haben soll, kann ich das über einen Kurzschluss erreichen?
Ein kurzgeschlossener DC-Motor bremst ja durch Selbstinduktion. Aber 
kann ich auch völligen Stillstand halten (bis zu einem gewissen 
Lastmoment)?

Theoretisch müsste man dafür doch eine Gleichung (DGL?) aufstellen 
können, bei welcher Last sich welche Drehzahl einstellt, oder?
Und wenn man dann noch den Getriebewirkungsgrad und andere 
Reibungsfaktoren berücksichtigt, dürfte sich bis zu einem gewissen 
Lastmoment nix mehr bewegen.
Oder seh ich das falsch?

Danke für eure Hilfe.

[Falk B. (falk)]

@  MM (Gast)

>Wenn ich einen DC-Getriebemotor habe, der im Stillstand eine gewisse
>Bremswirkung haben soll, kann ich das über einen Kurzschluss erreichen?

Ja.

>Ein kurzgeschlossener DC-Motor bremst ja durch Selbstinduktion. Aber
>kann ich auch völligen Stillstand halten (bis zu einem gewissen
>Lastmoment)?

Wenn das Lastmoment klein genug ist.

>Reibungsfaktoren berücksichtigt, dürfte sich bis zu einem gewissen
>Lastmoment nix mehr bewegen.

Ja.

MFG
Falk

[j. c. (jesuschristus)]

Am besten bremst er doch aber, wenn er eine gewisse Last bedienen muss, 
oder? Bei Kurzschluss hat er ja nur den Windungswiderstand als Last, 
oder?
Der Kurzschluss selbst wird den Motor nicht stillstehen lassen. Wohl 
aber der Einfluss des Magnetfelds, der nicht homogen ist und diese 
Stufen hat.

[Falk B. (falk)]

@  j. c. (jesuschristus)

>Am besten bremst er doch aber, wenn er eine gewisse Last bedienen muss,
>oder?

Nö.

> Bei Kurzschluss hat er ja nur den Windungswiderstand als Last,
>oder?

Eben, das ist die maximale Last = minimaler Widerstand.

>Der Kurzschluss selbst wird den Motor nicht stillstehen lassen.

Doch. Dreh mal einen kleinen Motor von Hand mit offenen und 
kurzgeschlossenen Klemmen.

MfG
Falk

[Joe G. (feinmechaniker)]

MM schrieb:
> Wenn ich einen DC-Getriebemotor habe, der im Stillstand eine gewisse
> Bremswirkung haben soll, kann ich das über einen Kurzschluss erreichen?
> Ein kurzgeschlossener DC-Motor bremst ja durch Selbstinduktion.

Da möchte ich widersprechen. Die induzierte Spannung ist proportional zu 
Drehzahl. Bewege ich also die Motorachse quasistatisch (sehr sehr 
langsam) wird keine Spannung induziert und damit fließt auch bei 
Kurzschluss kein Strom. Da das Moment proportional zum Ankerstrom ist, 
gibt es somit auch kein Bremsmoment. Wie du erkennst, ist es also ein 
dynamischer Vorgang der durch die Drehzahl bestimmt wird.

[MM (Gast)]

Hallo Joe G.,

genau das habe ich auch vermutet.
Ich denke mal, dass sich ein stationärer Zustand einstellt.
Und genau dafür suche ich eine Beschreibung, eine DGL oder sonst was, 
womit man die sich einstellende Drehzahl berechnen kann.

Gruß, Martin.

[Joe G. (feinmechaniker)]

MM schrieb:
> Und genau dafür suche ich eine Beschreibung, eine DGL oder sonst was,
> womit man die sich einstellende Drehzahl berechnen kann.

Das geht relativ einfach über eine Vierpolbeschreibung. Natürlich kann 
man auch die Dgl. aufschreiben. Beschreib mal genau dein Problem, gerne 
auch über PM.

Gruß Joe

[Falk B. (falk)]

@Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite

>Da möchte ich widersprechen. Die induzierte Spannung ist proportional zu
>Drehzahl. Bewege ich also die Motorachse quasistatisch (sehr sehr
>langsam) wird keine Spannung induziert und damit fließt auch bei
>Kurzschluss kein Strom.

Theoretisch ja, praktisch nein. Denn jedes Getriebe, gerade wenn es die 
Drehzahl zum Ausgang reduziert, hat eine innere Reibung. Und da ist es 
durchaus so, dass unterhalb eines bestimmten Drehmoment sich NICHTS 
bewegt. Und dieser Effekt wird durch den kurzgeschlossenen Motor noch 
erhöher. Aber es ist sicher richtig, dass ein normaler Gleichstrommotor 
nicht es Halte moment wie beispielsweise ein bestromter Schrittmotor 
hat.

MFG
Falk

[Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)]

Einen GS_Motor statisch auf Drezahl Null zu halten ist auch möglich, 
indem man ihn mit niedrieger Wechselspannung hochfrequent bestromt.

Dadurch läßt sich das Haltemoment gegenüber dem Kurzschluss auch im 
Stillstand aufrecht erhalten.

Wie der Feinmechaniker schon schrieb ist das Moment der 
"Kurzschlussbremse" ja drehzahlabhängig. Das Gleichgewicht (Konstante 
Drehzahl) ist folglich das Gleichgewicht der Drehmomente, woraus folgt, 
dass bei konstantem Moment sich eine konsante Drezahl > 0 einstellt, 
sobald das mechanische Bremsmoment des Getriebes überwunden ist.

MfG

[Joe G. (feinmechaniker)]

> Und da ist es
> durchaus so, dass unterhalb eines bestimmten Drehmoment sich NICHTS
> bewegt.

Ja, Haftreibung

> Und dieser Effekt wird durch den kurzgeschlossenen Motor noch
> erhöher.

Nein. Steht der Motor (Haftreibung) dreht sich auch nichts. damit gibt 
es keine induzierte Spannung. Dreht sich der Motor (Haftreibung 
überwunden) ist das Bremsmoment eine Funktion des am Eingang 
kurzgeschlossenen und am Ausgang belasteten Vierpos Gleichstrommotor.

[Alexander S. (esko)]

Falk Brunner schrieb:
> Denn jedes Getriebe ... hat eine innere Reibung. Und da ist es
> durchaus so, dass unterhalb eines bestimmten Drehmoment sich NICHTS
> bewegt.

Das ist klar und stimmt auch.

> Und dieser Effekt wird durch den kurzgeschlossenen Motor noch
> erhöht.

Eben nicht, denn solange der Motor stillsteht entwickelt er kein Moment. 
Erst wenn er sich bewegt, bremst er.