Warum werden Hubmagnete so schnell heiß ?

Normale Motoren haben aber auch hohe Wirkungsgrade und wandeln entweder 
das meiste der aufgenommenen Energie in mechanische Arbeit um oder 
nehmen (im Leerlauf) überhaupt kaum Leistung auf.

Hubmagnete haben einen hundsmieserablen Wirkungsgrad, der wenn sie 
angezogen sind, sogar auf 0% sinkt. D.h. alle Energie wird in Wärme 
umgewandelt. Das ist ein notwendiges Übel, um das von der Spule erzeugte 
Magnetfeld und somit die Haltekraft aufrecht zu erhalten. Mechanische 
Arbeit gibt der Hubmagnet nur ab während sich der Hubzylinder bewegt.

motorhirn schrieb:
> Jetzt meine Frage: Warum werden die so schnell heiß? Normale Drehmotoren
> werden doch auch nicht heiß und können ewig drehen ?

Motoren sind oft für Dauerbetrieb ausgelegt. Ein E-Fahrrad, dass du alle 
10 Sekunden anhalten und 20 Sekunden abkühlen lassen musst, findet wenig 
Käufer.

Hubmagneten wiederum werden oft in Anwendungen eingesetzt, in denen 
Abkühlphasen kein Problem sind. also muss man diese Exemplare auch nicht 
für Dauerbetrieb auslegen.

Normalerweise betreibt man Hubmagnete mit PWM. Mit 100% Tastgrad läßt 
man sie anziehen, ggf. sogar mit Überspannung. Dann schaltet man nach 
ein paar hundert ms auf ein reduziertes Tastverhältnis runter, das 
reicht, um die Haltekraft des Hubmagneten aufrecht zu erhalten und 
trotzdem deutlich weniger Verlustwärme zu erzeugen.

Ein weiterer Grund ist der: Hubmagnete halten still.
Oder anders ausgedrückt: Selbst der dümmste Motor - der ohne Ventilator 
- verschafft sich etwas Kühlung, indem er sich dreht. Blockierst Du ihn, 
wird er genauso unwirsch wie Dein Hubmagnet.
Wohl dem, der etwas Gegen-Mnk hat.

@knollo (Gast)

>> Normalerweise betreibt man Hubmagnete mit PWM

>Da staune ich jetzt aber!

Siehst du, auch Knollo kann noch was lernen ;-)

>Ich kenne Hubmagnete die eigens mit Akkus
>gepuffert sind, damit man bei Netzausfall noch weit genug weglaufen
>kann, bevor der Einschlag erfolgt.

Kann sein.

> Da möchte der Strom keine 1/100s zusammenbrechen!

Du unterschätzt die elektrische und mechanische Zeitkonstante. Außerdem 
gibt es nicht nur EINEN Hubmagneten sondern verdammt viele, verschieden 
große. Das man die PWM-Frequenz passend dazu wählen sollte, ist klar.

@Sebastian S. (amateur)

>Ein weiterer Grund ist der: Hubmagnete halten still.

Das tun Servoantriebe auch. Und da gibtes VERDAMMT große. Ich hab mal in 
einer Firma gearbeitet, dort hatte der größte Antrieb 20kNm Drehmoment, 
das sind ~2t Masse an einem 1m langen Hebel . . .

Solche Motoren sind zwangsbelüftet, anders geht es kaum.

@Falk
Interessant, da hast Du wieder mal sehr selektiv gelesen...

knollo schrieb:
> Ich dachte an Hubmagnete am Kran
Die sind wohl eher die "unter-1-Promille" Ausnahme:
https://www.google.de/search?q=hubmagnet

Und dort wird mittels PWM der Strom auch nicht unterbrochen, sondern 
nur vom Anzugstrom auf den Haltestrom reduziert.
Die PWM unterbricht nämlich nur die Spannungszufuhr, der Strom fließt 
so lange über den Freilaufkreis weiter...

@ Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite

>Die PWM unterbricht nämlich nur die Spannungszufuhr, der Strom fließt
>so lange über den Freilaufkreis weiter...

Mensch, du kennst dich aber aus . . .
Sucht nicht Galileo einen wissenschaftlichen Berater?
;-)

Falk B. schrieb:
> Mensch, du kennst dich aber aus
Offenbar war das nötig, denn irgendwie schien mir, irgendwer meinte, 
dass eine PWM den Stromfluss unterbricht. Dass genau das nicht der 
Fall ist fehlte mir bei deinen Erläuterungen zum Thema "elektrische und 
mechanische Zeitkonstante"...

> Sucht nicht Galileo einen wissenschaftlichen Berater?
Woher weißt du das?
Haben die bei dir angefragt?
;-)

@ motorhirn (Gast)

>Funktioniert Freilaufkreis durch eine Freilaufdiode

Ja.

>Ich glaube aber dass da nur eine Spule und Magnet drin ist.

Sicher.

>Also kann man einfach diese Schaltung nehmen?
>http://sigma.octopart.com/34187676/image/STMicroel...
>und einfach mit PWM durchjagen?

Ja.

>Ich weiss dass TIP122 nicht für 5A geeignet ist. Dazu nimmt man einen
>stärkeren MOSFET

Genau.

Lothar M. schrieb:
> Haben die bei dir angefragt?
> ;-)

Ne, ist schon weg. Die haben mich genommen. ;-)

motorhirn schrieb:
> Warum werden die so schnell heiß?

Entweder habe ich es überlesen oder außer Polemik kam die korrekte 
Antwort noch nicht.

Hubmagnete können durch zwei Ursachen heiß werden.

1.Induktivitäten beinhalten immer einen ohmschen Widerstand. Der 
Widerstand als dissipatives Bauelement wandelt elektrische Energie in 
Wärmeenergie.

2.Die BH-Kennlinie einer Induktivität in einem magnetischen Kreis ist 
durch eine Hysterese gekennzeichnet. Die eingeschlossene Fläche der 
Hysteresekurve ist ein Maß für die Verlustleistung des magnetischen 
Kreises im Wechselstrombetrieb.

@ Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite

>Entweder habe ich es überlesen

Ja.

>1.Induktivitäten beinhalten immer einen ohmschen Widerstand. Der
>Widerstand als dissipatives Bauelement wandelt elektrische Energie in
>Wärmeenergie.

Bei Hubmagneten ist der ohmsche Widerstand das einzige strombegrenzende 
Bauteil. Bei E-Motoren wird der Nennstrom NICHT durch den ohmschen 
Wicklungswiderstand begrenz, nur im Blockier- und Anlauffall.

>2.Die BH-Kennlinie einer Induktivität in einem magnetischen Kreis ist
>durch eine Hysterese gekennzeichnet. Die eingeschlossene Fläche der
>Hysteresekurve ist ein Maß für die Verlustleistung des magnetischen
>Kreises im Wechselstrombetrieb.

Die meisten Hubmagneten arbeiten mit Gleichstrom, dort gibt es keine 
Magnetisierungsverluste. Ein Hubmagnet mit Wechselstrom braucht, ebenso 
wie ein Relais mit Wechselstrom, eine Kurzschlußwindung, so wie ein 
Spaltpolmotor.

@ spess53 (Gast)

>Sieht eher wie ein Motor mit Getriebe aus.

>->Servomotor mit hoher Zug- oder Druckkraft,...

Motor vielleicht, Servo weniger. Der drückt wahrscheinlich nur mit 
Blockierstrom gegen die Enden. Darum auch nur max. 10s Einschaltdauer 
und 1min Abkühlpause. Aber auch dafür ist PWM sinnvoll einsetzbar.

Falk B. schrieb:

> Motor vielleicht, Servo weniger.

Motore, die für Positionieraufgaben benutzt werden, nennt man
in der Industrie typisch "Servos". Das hat mit den Modellbau-
Servos wenig zu tun.

@Harald Wilhelms (wilhelms)

>> Motor vielleicht, Servo weniger.

>Motore, die für Positionieraufgaben benutzt werden, nennt man
>in der Industrie typisch "Servos". Das hat mit den Modellbau-
>Servos wenig zu tun.

Schon klar. Aber ein ServoANTRIEB hat üblicherweise

a) eine Positionsmessung
b) eine Sollwertvorgabe
c) einen Positionsregler

All diese drei Dinge hat das Ding augenscheinlich NICHT!

Aus Wiki zitiert:
Ein Servo (lat. servus, „Diener, Sklave“) bezeichnet in der 
Elektrotechnik einen Verbund aus Ansteuerungs- und Antriebseinheit. Dies 
kann beispielsweise ein Elektromotor samt seiner Steuerelektronik sein. 
Im allgemeinen Sprachgebrauch werden Servos häufig mit Servomotoren 
gleichgesetzt.

Servo, früher Diener, Sklave der und heute für "hilfs-"; in diesem Fall 
für Hilfsmotor.