Hallo zusammen, ich möchte in einem Experiment den Übergangswiderstand von Kohlebürste und Kollektor an einem Universalmotor messen, um z.B. den Anpressdruck oder das Abheben der Kohlen zu erkennnen. Dazu soll der Motor extern angetrieben werden (also nicht mit Strom versorgt) und zwischen Kohlebürste-Rotorwicklung-Kohlebürste der Widerstand gemessen werden. Das Messsignal soll in ein (analoges) Spannungssignal gewandelt werden. Erste Idee ist, einen bekannten Widerstand in Reihe schalten und eine konstante Stromquelle nutzen. Dann den Spannungsabfall über dem Widerstand messen. Ich befürchte nur, dass die kleinen Widerstandsänderungen nicht ausreichend aufgelöst werden können. Zweite Idee ist, dass ähnlich der Widerstandmessung eines DMS eine Brückenschaltung und Verstärker eingesetzt wird. Für die Widerstandbestimmung müsste die Messkette mit bekannten Widerstandswerten kalibriert werden. Wie würdet ihr das machen?
Ich würde die Rotorwicklungen am Kollektor kurzschließen. Schließlich willst Du ja nicht den Cu-Widerstand der Wicklungen messen oder evtl erzeugte Spannungen (Generatorbetrieb)
Vorab: Die Negativ-Bewertung des Anliegens des TE habe ich durch meine Positiv-Bewertung zu Null kompensiert, weil es m.E. eine bodenlose Unverschämtheit ist, ein ordentlich vorgetragenes Anliegen überhaupt zu bewerten! Von der Arroganz einer derartigen Negativ-Bewertung will ich dabei gar nicht reden. Zur Sache: T. schrieb: > ich möchte in einem Experiment den Übergangswiderstand von Kohlebürste > und Kollektor an einem Universalmotor messen, um z.B. den Anpressdruck > oder das Abheben der Kohlen zu erkennnen. So recht verstehe ich nicht, was Du mit Du mit der Messung Anpressdruck bzw. Abheben der Kohlen meinst. :) Denn der Anpressdruck ist im Prinzip konstant über die Federkonstante(n) festgelegt. Die Du auch separat messen könntest. Was bzgl. Deines Anliegens aber eigentlich uninteressant ist. Und das evtl. Abheben der Kohlen dürfte vernachlässigbar gering sein, weil eben genau über den Anpressdruck sichergestellt wird, daß die Kohlen nicht abheben können. Nicht einmal dann, wenn Kohlen auf den Lamellen eines Kollektors laufen. Und selbst auch dann nicht, wenn der Kollektor durch Funkenfeuer in seinen "Trennfugen" bereits etwas "ausgebrannt" ist. Weil das im Betrieb per Überdeckung der Kohlen über die Lamellen "geschluckt" wird. Daß Dich aber der Übergangswiderstand interessiert, ist für mich nachvollziehbar. :) T. schrieb: > Dazu soll der Motor extern angetrieben werden (also nicht mit Strom > versorgt) und zwischen Kohlebürste-Rotorwicklung-Kohlebürste der > Widerstand gemessen werden. Ja, das ist der richtige gedankliche Ansatz. Und das kannst Du auch hinreichend genau per Ohm-Meter messen. ;) Um an den Gedanken von voltwide anzuknüpfen: voltwide schrieb: > Schließlich > willst Du ja nicht den Cu-Widerstand der Wicklungen messen oder evtl > erzeugte Spannungen (Generatorbetrieb) Mich interessierte auch mal der Übergangswiderstand Kohlen/Schleifringen bei einer Lima als reiner D-Gen.; d.h. ohne (serienmäßigen) Diodensatz aus ihrer Remanenz sich selbst erregend. Das ist zwar etwas anders gelagert, weil die (zwei) Schleifringe nicht lamelliert, sondern "durchgehend" sind. Was aber in Deinem Fall - wie gesagt - vernachlässigbar sein dürfte. Seinerzeit machte ich genau das, was auch Du w.o. andachtest. :) 1) Widerstand der Läufer-Wicklung (zwischen den Schleifringen angeordnet) gemessen 2) Lima (separat angetrieben) bis an die "Durchbruchsgrenze" zu ihrer Selbsterregung gefahren 3) Gesamtwiderstand (über die zwei Kohlen und die Läuferwicklung) gemessen 4) Nachdem 1) und 3) ermittelt wurden, war auch der Übergangswiderstand der beiden Kohlen klar. Alle Messungen machte ich per Analog-MM. ;) Es gibt bei Deinem Anliegen eine gewisse Schwierigkeit insofern, als diese Messung nicht unbedingt etwas darüber aussagen kann, wie sich das dann unter Last verhält. Bei der Lima trat unter voller Belastung als D-Gen. an den Schleifringen keinerlei Funkenfeuer auf. In Deinem Fall könnte das jedoch anders sein. Ich weiß aber leider nicht, wie Du unter Last den Übergangswiderstand ermitteln könntest.
Ich würd das auch bei kurzgeschlossener Rotorwicklung messen. Das müßte ohne Störungen machbar sein, wenn der Motor fremdangetrieben wird. Allerdings verstehe ich den Sinn nicht wirklich. Ein Waschmaschinenmotor dreht locker 25.000 U/min und erreicht dabei noch beachtliche Leistung, bei gesundem Motor fast komplett ohne Bürstenfeuer. Bei Bahn-Fahrmotoren fließen etwa 2500 Ampere (1200kW/500V bei der BR103, maximale Drehzahl 1565 U/min) über den Kollektor. Der Anlasser beim Auto verwendet ebenfalls einen Reihenschlußmotor, der bei nur 12V auch mal 200..300A durchlutschen kann. Folglich ist der Widerstand am Kollektor verdammt gering. Unter Last wird eine Messung nur mit einem zweiten Kohlebürstensatz möglich sein, der exakt auf der gleichen Lamelle aufsetzt wie die stromtragenden Bürsten und dessen Charakteristik/Widerstand unter Drehzahl bekannt ist. Man könnte auch probieren, Drehzahl und Belastung (Strom/Spannung) des Motors zu erfassen und daraus die herrschende Rotorspannung zu berechnen. Diese kann man dann von der Spannung über den Bürsten abziehen und der Rotorstrom ist ebenfalls bekannt. Daraus läßt sich dann der Widerstand berechnen.
T. schrieb: > Dazu soll der Motor extern angetrieben werden (also nicht mit Strom > versorgt) und zwischen Kohlebürste-Rotorwicklung-Kohlebürste der > Widerstand gemessen werden. Das Messsignal soll in ein (analoges) > Spannungssignal gewandelt werden. In diesem Fall ist der Motor ein Generator. Da kann man die Spannung messen. Dann belastet man ihn, bis die Spannung auf die Hälfte absinkt. Dann ist der Lastwiderstand gleich dem Innenwiderstand des Generators. Dieser setzt sich aus dem Wicklungswiderstand und dem Widerstand des Kollektors zusammen. Den bekannten Wicklungswiderstand kann man rausrechnen. MfG Klaus
Vielen Dank für die zahlreichen Vorschläge und Ideen. Der Motor ist netzbetrieben in der 1000 W Leistungsklasse. Mir geht es vor allem um die Kontaktmessung bei (mechanisch) schwingendem Rotor. Hierbei ist es (zumindest theoretisch) möglich, dass die Kohlen kurzzeitig komplett abheben und keinen Kontakt mehr zum Kollektor haben. Ob das in der Realität auftritt, werde ich ja dann sehen. Über den Widerstand auf den Anpressdruck zu schließen ist eher ein zusätzlicher interessanter Aspekt. Wenn das nicht funktioniert, ist es auch nicht so schlimm. Ich werde die Widerstandsänderung einfach mal messen und schauen, ob ich das ohne Verstärker genau genug aufgelöst bekomme. Für den zeitlichen Verlauf nützt ein DMM leider nicht viel, da muss ich dann über den Spannungsabfall am Widerstand per Oszi messen.
T. schrieb: > Mir geht es > vor allem um die Kontaktmessung bei (mechanisch) schwingendem Rotor. > Hierbei ist es (zumindest theoretisch) möglich, dass die Kohlen > kurzzeitig komplett abheben und keinen Kontakt mehr zum Kollektor haben. > Ob das in der Realität auftritt, werde ich ja dann sehen. Wenn die Rotor-Lager nicht "ausgeleiert" sind, dürften keine nennenswerte Schwingungen des Rotors zu erwarten sein, weil die Rotoren i.d.R. exakt ausgewuchtet sind. Wenn Du es willst - berichte doch bitte gelegentlich von Deinen Ergebnissen. :)
Es dürfte auch bei ausgeleierten Lagern keine starken abrupten Schwingungen geben, die die Kohlebürsten abheben lassen. Rotierende Massen wirken stark stabilisierend auf ihre Lage, vor allem wenn sie so schnell drehen wie die meisten Universalmotoren.
Die Kugellager der Motorwelle stecken bei den Motoren in der Regel direkt im Kunststoffgehäuse bzw. sogar in einem Gummibauteil. Schwingungen haben also durchaus einen Einfluss wegen der weichen Lagerung. Was richtig ist, dass die hohe Drehzahl (teilweise über 30000 rpm) den Rotor stabilisiert. Dennoch kann es im Betrieb vorkommen, dass dieser aus der Mittellage ausweicht. Und was dabei mit den Kohlebürsten passiert, soll durch die Messung geklärt werden. Vielleicht hat das ja jemand schon einmal untersucht und möchte hier berichten.
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