Erklärung für Motoranlaufstrom

[Stefan Graf (Gast)]

Hallo,

ich habe ein kleines Physik oder Elektronikproblem.

Ich habe mich gefragt, ob man das Ansprechverhalten eines Motors
einfach bestimmen kann. Ich habe folgendes Problem.

Ich habe einen Motor, der nur ein Drehmoment liefern soll, sich also
nicht wirklich dreht. Die Frage ist nun, wenn ich den Motor bestrome,
wie lange dauert es bis das Drehmoment an der Achse wirksam wird.

Ich habe ein vollständiges Datenblatt des Motors, nur leider keine
Ahnung, welche Größen ich miteinander multiplizieren muss um soetwas
herauszubekommen. Ich geh davon aus, dass es eine Art Sprungantwort des
Motors gibt und sich aus ihrem Verlauf eine Anlaufzeit bestimmen lässt,
bis zu der ein gewisser Teil des maximalen Moments erreicht wird.

Kann mir jemand weiterhelfen?

[wirehead (Gast)]

Was für ein Motor ist es dann? Da gibt es ja eine nicht zu kleine
auswahl :-)
Aber um es mal auf einen gleichstrommotor zu beziehen, die kraft wird
sich so schnell aufbauen wie der Strom also das magnetfeld, denn das
feld erzeugt diese kraft. Diese Ansteigzeit wird in großen Maße von der
inducktivität der wicklung bestimmt. Wenn der Rotor/Anker jedoch eine
Bewegung macht und sei sie noch so klein kommt noch die trägheit ins
spiel. Ich weis ja nicht in welchen dimensionen du dir das vorstellst
;-)

Gruß
Torsten

[etsmart (Gast)]

Am einfachsten lässt sich das bei einer Gleichstrommaschine fremderregt
bestimmen.
hast du Ahnung von Regelungstechnik ??

Laplace lässt grüßen
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w = ((Ua *Cphi-Ml(Ra+s*La))/(J*La*(s^2+s*Ra/La+(Cphi)^2/(J*La)))
w - Kreisfrequenz ( 2*pi*f )
Ua - Ankerspannung
Cphi - Maschinenkonstante
Ml - Lastmoment
Ra - Ankerwiderstand
La - Ankerinduktivität

Aus dem Nenner lässt sich nun schließen, das eine GM in der Lage ist zu
schwingen. das tritt aber nur bei "leichten" Motoren auf. D.h es ist
nicht viel Masse vorhanden.
1/Te = Ra/La
1/(Te+Tn) = (Cphi)^2/(J*La)

Unter Vernachlässigung von Te(bei Großantrieben) gilt deshalb:
bei La = 0; Te = 0
w = (Ua  Cphi - Ml  Ra) / (s  J  Ra + Cphi)
keine Schwingung mehr möglich.

Die Betrachtung für den Stromverlauf lass ich jetzt lieber, sonst mag
mich keiner mehr.
 --> Ml ist das Lastmoment.

[Stefan Graf (Gast)]

Vielen Dank für die Antworten, allerdings hatte ich noch meine
Schwierigkeiten damit auf ein richtiges Ergebnis zu kommen.

Also es handelt sich um einen Gleichstrommotor.

Ein Kollege hat das ganze relativ einfach berechnet und ich wollte nun
eigentlich wissen, ob man es überhaupt so einfach ausdrücken kann.

Er ging wie wirehead davon aus, dass das Drehmoment direkt proportional
zum Strom ist. Deshalb hat er sich einfach eine Zeitkonstante tau
berechnet und diese dann in einem exponentiellen Stromanstieg
verrechnet. Seine Argumentation war folgendermassen.

tau=L/R  bei den Motorverhältnissen 133 µs

Die Schlussfolgerung daraus war, dass nach 133 µs der Motor 63% seines
maximalen Stroms aufgebaut hat. Da die 63% des maximalen Stroms schon
über der gesuchten Stromstärke liegt, waren die 133µs eine obere
zeitliche Grenze.

Ist die Argumentation so richtig?

Vielen Dank für eure Antworten

[Profi (Gast)]

Bei absolut stehendem Rotor steigt der Strom wie in einer Spule an, da
die Induktivität (messen!) sehr klein ist, geht das auch ziemlich
schnell.
Die Magnetkraft ist tatsächlich proportional zum Strom und steig
genauso schnell an. Falls sich was bewegt, wird ein Teil dieser Kraft
für die Beschleunigung verwendet. Außerdem gibt es bei Drehung eine
Gegen-EMK und der Strom sinkt dadurch.

Ich kenne das als Test für Auto-Anlasser. Größten Gang rein, voll auf
die Bremse, und während des Anlasser-Betätigens den Strom z.B. mit
einem Zangen-Amperemeter messen. So kann man Rückschlüsse auf
Batterie-, Klemmen-, Kabel-, Kohlen-Zustand ziehen.