[Verständnisfrage] Macht es einem Elektromotor etwas aus, wenn man ihn "per Hand" dreht?

Tina schrieb:
> Nein, das macht ihm nichts aus.

Dem Motor macht es nichts aus. Die Spannung steigt zwar mit der 
Drehzahl, aber eine Drehzahl die die Isolierung der Drähte durchschlagen 
lässt würde vorher wohl den Motor wegen Zentrifugalkraft zerlegen.

Aber eventuell macht die generierte Spannung der angeschlossenen 
Elektronik was aus, weil die Ströme ja durchaus erheblich sein können 
und wenn der Motortreiber abgeschaltet ist, sammelt sich die Energie im 
Siebkondensator, dessen Spannung steigt und steigt ggf. über die 
Spannung die die Elektronikbauteile aufhalten.

Also Elektronik abklemmen, dann läuft der Motor ungebremst.

Würde ein Motor dabei kaputt gehen, dann müsste er ja schon bei jedem 
Abschalten des Motors kaputt gehen, denn während er ausdrudelt, hat man 
ja genau dieselbe Situation.

>Huch, trudelt der Motor denn nicht in der Richtung aus, in welcher man
>ihn auch betrieben hat?

Ja und? Was soll denn da anders sein? Er läuft auch da ohne el. Antrieb 
durch seine eigene Trägheit (ob ihn die Trägheit, oder meine Hand 
antreibt, ist doch egal).

> Mit einer Z-Diode könnte man sogar versuchen, die
> Fallgeschwindigkeit des Gewichts zu begrenzen.
... und die Z-Diode zu verdampfen.

> macht es dem Elektromotor denn etwas aus, wenn man ihn per Hand dreht?
Die Lager verschleißen und wenn Du Dir richtig Mühe gibst zerlegt sich 
der Rotor bei einer ordentlichen Überdrehzahl.

Tina schrieb:
> Wäre sowas http://i.imgur.com/jXJlI8qg.jpg denn nicht eine relativ
> einfache Steuerung, die das von dir angesprochene Problem durch die
> Freilaufdiode löst?

Die Freilaufdiode sollte man immer am Störungsverursacher, hier der 
Motor, direkt anschliessen. Eine zusätzliche Diode am Schaltelement 
schadet natürlich auch nicht.

Der Generatoreffekt eines Gleichstrommotors hängt stark vom Wirkungsgrad 
des Motors ab. Der elektromagnetische Kreis sollte eine hohe Güte haben. 
Wenn Du einen Motor mit der Hand drehst, dann sollte die Bewegung durch 
die magnetischen Pole deutlich spürbar sein. Bei Spielzeugmotoren wirst 
Du diesen Effekt kaum spüren.

Tina schrieb:
> Huch, trudelt der Motor denn nicht in der Richtung aus, in welcher man
> ihn auch betrieben hat?

Ja. Es ist sogar so, dass der Strom durch den Motor nach dem Ausschalten 
weiterfließen will und zwar mit gleicher Stärke. Da jetzt aber das 
Schaltelement den Widerstand von durchgeschaltet (quasi 0 Ohm) auf offen 
(sehr hoher Widerstand) ändert, gilt hier auch da ohmsche Gesetz.

  0 Ohm x 1 A =   0 V
  1 Ohm x 1 A =   1 V
 10 Ohm x 1 A =  10 V
100 Ohm x 1 A = 100 V

Spätestens jetzt wäre der Transistor oder MOSFet durchgebrochen.
Der Motor ist durch seine Bewegungsenergie zum Generator geworden. Eine 
Freilaufdiode am Motor schließt den Generatorstrom kurz.

Wenn der Generatoreffekt gut ist, wird der Motor durch die 
Freilaufdiode, den Kurzschlußstrom, sogar mehr oder minder gebremst.
mfg klaus

Tina schrieb:
> Wäre sowas http://i.imgur.com/jXJlI8qg.jpg denn nicht eine relativ
> einfache Steuerung, die das von dir angesprochene Problem durch die
> Freilaufdiode löst?

Im Gegenteil. Die Schaltung hat gar keine Freilaufdiode, sondern leidet 
durch die falsch platzierte Diode besonders darunter, wenn der 
abgeschaltete Motor schnell gedreht wird.

Bitte beachten, dass Motoren heute oft Elektronik statt Bürsten 
verwenden. Das könnte die Situation gegenüber dem klassischen Bild von 
Gleichstrommotoren etwas verändern.

Tina schrieb:
> Hier sollte die Diode jetzt korrekt als Freilaufdiode positioniert sein,
> richtig?

Ja.

> Ist der 1 µF Keramikkondensator hier der von euch erwähnte
> Siebkondensator/Glättungskondensator?

Nein, das ist ein viel zu grosser (vom Kapazitätswert her) 
Funkentstörkondenstaor, nimm 47nF, das passt besser.

Der Siebelko der 5V Rail sitzt auf der Arduino-Platine.

Tina schrieb:
> Wie bemisst du die 47 nF statt der 1 µF?

Maximaler Strom. Dier 1uF würde platzen durch den ständigen Umladestrom.
Richtige Motorentstörung verwendet auch noch Drosseln und kontaktiert 
das Metallgehäuse:

1

                 +--47uH--+---+---+

2

                 |        |   |   |

3

                 |        | 47nF  |

4

 ----------------+        |   |   |

5

verdrillte Zuleitung    47nF  +--(M)

6

 ----------------+        |   |   |

7

                 |        | 47nF  |

8

                 |        |   |   |

9

                 +--47uH--+---+---+

> Ich hab noch nicht ganz verstanden, was der
> Glättungskondensator/Siebkondensator macht.

Er wird aufgeladen und die Spannung steigt.

> Aber wenn du sagst, dass er bei einem Arduino schon auf der
> Platine sitzt, dann sollte ihn eine eventuell vom Motor
> (dann als Generator) erzeugte Spannung beim Drehen
> durch das sich abwickelnde Seil gar nicht erreichen,
> weil er hinter dem Transistor sitzt, oder?

Wenn VCC nicht das VCC des Arduino ist, dann nicht,
sonst schon.

Tina schrieb:
> bedeutet größerer Strom bedeutet größere Materialbelastung?

Sicher.

> Ab wann ist sowas notwendig?

Wenn der Motor in Betrieb deine Schaltung oder die Umwelt stört.

> Die Basis des Transistors ist verbunden mit dem Arduino-Pin. Der Motor
> wird betrieben von einer Batterie.

Masse (Minuspol) der Batterie ist hoffentlich verbunden mit Masse (GND) 
des Arduino.

> Dann kommt doch nichts durch den Transistor bis zum Arduino, oder?

Offenbar nicht.

blubbi schrieb:
> sind doch identisch verschaltet was die Freilaufdiode betrifft?!
> Oder habe ich Tomaten auf den Augen...

In beiden Schaltungen ist eine Diode an derselben falschen Stelle und 
wirkt nicht als Freilaufdiode.

Tina schrieb:
> Fehler.png

Jupp, völlig falsch. Jedes Einschalten des Transistor gibt einen 
ordentlichen Kurzschluss auf den entladenen Kondensator, und die Diode 
ist keine Freilaufiode.

Ben B. schrieb:
> Die Lager verschleißen und wenn Du Dir richtig Mühe gibst zerlegt sich
> der Rotor bei einer ordentlichen Überdrehzahl.

Manchmal ist es besser sich mit seiner Meinung zurück zu halten.

Wieso, stimmt doch...!

Jens G. schrieb:
>>Huch, trudelt der Motor denn nicht in der Richtung aus, in welcher man
>>ihn auch betrieben hat?
>
> Ja und? Was soll denn da anders sein? Er läuft auch da ohne el. Antrieb
> durch seine eigene Trägheit (ob ihn die Trägheit, oder meine Hand
> antreibt, ist doch egal).

Allerdings ist bei Tina die Sache anders:

Tina schrieb:
> * Ein Elektromotor wird über eine Batterie betrieben.
>  * Er ist mit einer Trommel verbunden, welche eine Schnur aufwickelt.
>  * Die Schnur wird umgelenkt und befördert eine Last nach oben.
>
> Soweit noch kein Problem. Dann aber:
>
>  * Anschluss zur Batterie wird am Motor getrennt.
>  * Schwerkraft beschleunigt die Last.
>  * Die Schnur wickelt sich wieder ab.
>  * Der Motor wird in entgegengesetzter Richtung gedreht.
                       ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
Dabei kehrt sich die Motorspannung um, und das ist bei der Ansteuerung 
zu berücksichtigen. Die normale Freilaufdiode hilft hier nicht.

Gruß Dietrich