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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Reihenschlussmotor AC für DC umbauen


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Autor: Karl (Gast)
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Ich habe einen Rasentrimmer mit einem stino Reihenschlussmotor 230V AC 
400W 11800rpm.

Den möchte ich gern auf Akkubetrieb umbauen. Welche Akkukapazität und 
Spannung sei erstmal aussen vor.

Die Theorie sagt ja, dass man einen Reihenschlussmotor sowohl mit AC als 
auch mit DC betreiben kann. Allerdings hätte ich jetzt zwei Bedenken: 
Das Bürstenfeuer soll angeblich mit DC bei den hohen Spannungen 
unangenehm werden und der Widerstand der Erregerwicklung wird kleiner, 
da ja der Wechselstromwiderstand wegfällt.

Ist das soweit richtig?

Nun habe ich mir überlegt, dass ich den Reihenschlussmotor auf 
Nebenschluss umbauen könnte.

Vorteil wäre eine bessere Drehzahlkonstanz unter Last. Damit könnte der 
Motor mit geringerer Nenndrehzahl laufen, da er nicht so viel Drehzahl 
"vorhalten" muss.

Weiterer Vorteil wäre eine geringere Betriebsspannung, da ja 
Parallelschaltung von Erreger und Anker.

Allerdings: Kann ich Erreger und Anker einfach so parallelschalten? Kann 
ich denn davon ausgehen, dass die Spannungen über Erreger und Anker im 
Reihenschlussbetrieb etwa gleich sind und das auf Nebenschluss 
übertragen?

Was ich nicht möchte, den Motor umwickeln. Dann lieber eine 
elektronische Anpassung, da ich die Akkuspannung wahrscheinlich sowieso 
hochsetzen muss.

Wie könnte ich denn die Betriebsparameter von Erreger- und Ankerwicklung 
ermitteln? Ein Trenntrafo 1kW und ein Stelltrafo 500W wären vorhanden, 
diverse Messgeräte, Oszi.

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Schon der Reihenschlussmotor läuft bei DC mit WESENTLICH geringerer 
Spannung.

So ein 230V~ Teil läuft z.B. mit 70V DC, ohne Umbau, ohne 
Kollektorprobleme.

: Bearbeitet durch User
Autor: Harald W. (wilhelms)
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Karl schrieb:

> Was ich nicht möchte, den Motor umwickeln. Dann lieber eine
> elektronische Anpassung, da ich die Akkuspannung wahrscheinlich sowieso
> hochsetzen muss.

Dann nimm doch gleich einen Autoakku plus 12V -> 230V~ Umsetzer
im Rucksack. Wobei ein Autoakku im Zyklusbetrieb nicht lange hält.

Autor: Karl (Gast)
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Michael B. schrieb:
> So ein 230V~ Teil läuft z.B. mit 70V DC, ohne Umbau, ohne
> Kollektorprobleme.

Und erreicht dabei ähnliche Drehzahl und ähnliches Drehmoment?

Mich reizt am Nebenschlussmotor die bessere Kennlinie.

Harald W. schrieb:
> Dann nimm doch gleich einen Autoakku plus 12V -> 230V~ Umsetzer
> im Rucksack.

Ich dachte eher an einen LiPo im Gürtelträger, wie sie Stihl und Makita 
anbieten.

Die aktuellen Akku-Trimmer haben so 18-36V und 2-4Ah, also 70Wh. Wenn 
man damit eine Stunde arbeiten kann, darf der Motor nur 70W haben. 
Natürlich ist bei den Trimmern die Motorleistung nicht angegeben...

Ich hätte halt den Akku lieber am Gürtel als am Gerät.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Karl schrieb:

> Ich dachte eher an einen LiPo im Gürtelträger,

Für 400Watt? Da musst Du aufpassen, das Dir nicht die Hose
runterrutscht. Oder reichen Dir fünf Minuten Laufzeit?

Autor: Possetitjel (Gast)
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Karl schrieb:

> [...]
> Ist das soweit richtig?

Ja.


> Allerdings: Kann ich Erreger und Anker einfach so
> parallelschalten?

I.d.R. nein!


> Kann ich denn davon ausgehen, dass die Spannungen über
> Erreger und Anker im Reihenschlussbetrieb etwa gleich
> sind

Bei den Staubsaugermotoren, mit denen ich experimentiert
habe, war das eindeutig NICHT so.


> Wie könnte ich denn die Betriebsparameter von Erreger-
> und Ankerwicklung ermitteln?

Über den Nennstrom. Den bekommst Du notfalls aus Nennleistung
und Nennspannung heraus.

Die Spannung an der Feldwicklung stellst Du so ein, dass
etwa Nennstrom fließt; bei DC wirkt ja nur der Wicklungs-
widerstand.
Die Ankerspannung ist dann die Differenz zur Nennspannung.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Karl schrieb:
> Vorteil wäre eine bessere Drehzahlkonstanz unter Last. Damit könnte der
> Motor mit geringerer Nenndrehzahl laufen, da er nicht so viel Drehzahl
> "vorhalten" muss.

Nachteil ist die geringere Anlaufleistung. Wenn der Nebenschlußmotor 
wegen eines Zweigleins runtergebremst wird bleibt er stehen und der 
Laden klemmt.
Der Reihenschlußmotor bremst etwas, der Strom steigt und der Zweig ist 
durch.

Alte Gleichspannungsmotore z.B. bei der berliner S-bahn fuhren deshlab 
im Reihenschluß an und schalteten erst in den höheren Fahrstufen auf 
Nebenschluß um.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Karl schrieb:
> Und erreicht dabei ähnliche Drehzahl und ähnliches Drehmoment?

Ja. Es fehlt eben der bremsende Wechselstromwiderstand.

Autor: R. M. (Gast)
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Direkt im Nebenschluss wird nicht gehen, da im Reihenschluss nur etwa 
10V über der Feldwicklung stehen, aber du könntest die ja, direkt aus 
dem Akku versorgen, das wäre quasi Fremderregung, mit gleicher 
Charakteristik wie Nebenschluss. Über Spannungswandler zur Versorgung 
der Ankerwicklung, könntest du dann die gewünschte Drehzahl einstellen.

Autor: Amateur (Gast)
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Ich glaube nicht, dass Du bei dem Projekt glücklich wirst.

Auch wenn der Motor mit weniger als 230V läuft, wirst Du trotzdem einen 
Haufen Akkus benötigen um dem Teil eine halbwegs vernünftige Spannung zu 
servieren.

Noch ein Aspekt, der nicht unter den Tisch gekehrt werden sollte:
Da läuft nichts mit "harmloser" Spannung (<=40V).

Autor: Karl (Gast)
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Possetitjel schrieb:
> Die Spannung an der Feldwicklung stellst Du so ein, dass
> etwa Nennstrom fließt;

Stimmt ja, das wären dann 1.5A nur zur Erzeugung des Feldes. 
Andererseits, wenn ich mit dem Erregerstrom runtergehe, steigt die 
Drehzahl. Da könnte ich dann mit der Ankerspannung runtergehen, um die 
Drehzahl zu senken, verliere aber Drehmoment. Irgendwann läuft der dann 
nicht mehr an, oder?

Ich werd das Ding wohl nochmal aufschrauben und die Wicklungen 
durchmessen... und mal sehen wie aufwendig es wird da einen DC Motor 
einzubauen.

Hat jemand einen Akkutrimmer? Mit was für Motorleistungen arbeiten die? 
Es sind immer nur die Akkudaten und bestenfalls die Drehzahl angegeben.

Autor: Dieter (Gast)
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Damit nicht zu schnell die Power aus ist, wirst Du mindestens 3kG Akkus 
Dir umbinden müssen (Tragegurte der Kletterausrüstung verwenden).

Akkuspannnungen höher als 60V (Obergrenze inklusive Toleranzen und 
kleiner Überschwinger, Grenze für Kleinspannungen) wären maximal 12 
Zellen als Li Akku möglich.

Autor: Karl (Gast)
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Dieter schrieb:
> Damit nicht zu schnell die Power aus ist, wirst Du mindestens 3kG Akkus
> Dir umbinden müssen...

Jaja. Du scheinst letzten Jahre der Akkuentwicklung verschlafen zu 
haben. Hatte letztens eine Huskvarna Akkukettensäge in der Hand, hat 
erstaunlich lange und gut durchgezogen.

Einziges Problem: Die Akkus sind halt recht preisintensiv, sobald sie 
ein bißchen Kapazität haben sollen.

Autor: lahut (Gast)
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Autor: Dieter (Gast)
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Bastlerloesung waere gefragt. Wenn TO dies Zubehoer einzeln kauft, 
kriegt er dafuer schon das Komplettgeraet und muss nix basteln. 
Ansonsten zustimmung zu Karls und lahuts Kommentar.

Autor: Karl (Gast)
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Dieter schrieb:
> Wenn TO dies Zubehoer einzeln kauft,
> kriegt er dafuer schon das Komplettgeraet und muss nix basteln.

Ja, das ist leider so. Was mich an den fertigen Lösungen am ehesten 
stört ist die begrenzte Kapazität der Akkus - und dass natürlich wieder 
mal jeder Hersteller sein eigenes Süppchen kocht und die Akkus nicht 
austauschbar sind.

Ich hab hier noch einen RS550S-18v DC-Motor aus einem billigen 
Akkuschrauber liegen 
(https://www.protechtrader.com/RS-550S-18v-DC-Motor). Der soll angeblich 
19000rpm Leerlaufdrehzahl haben. Läuft auch am Labornetzteil ganz schön 
hoch, zieht aber 0.8A Leerlaufstrom.

Ich weiss nur nicht, ob ich der recht dünnen Achse einen Fadenkopf 
zumuten kann. Denn der sitzt direkt auf der Motorachse ohne weitere 
Lager.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Karl schrieb:

> Ja, das ist leider so. Was mich an den fertigen Lösungen am ehesten
> stört ist die begrenzte Kapazität der Akkus

Du wolltest ja nicht mit einem Rucksack herumlaufen.
400W für eine Stunde hat die Grösse einer mittleren
Autobatterie. Sowas hängt man sich normalerweise
nicht an seinen Gürtel.

> Ich hab hier noch einen RS550S-Motor liegen.

Der dürfte für Deinen 400W-Trimmer wohl kaum reichen.

Autor: Karl (Gast)
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Harald W. schrieb:
> 400W für eine Stunde hat die Grösse einer mittleren
> Autobatterie.

Ähm, wir reden hier über einen Elektromotor. Nicht über einen 
Wasserkocher.

Im Gegensatz zum Wasserkocher wird die Momentanleistung eines 
Elektromotors durch das aufzubringende Drehmoment bestimmt.

Oder kurz: Der Motor wird nicht permanent 400W ziehen.

Der Akkuschrauber-Motor ist mit einer Nennleistung von 120W angegeben.

Autor: Dieter (Gast)
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Mit einem guten Energiemessgerät (KD 302 von reichelt.de reicht bereits) 
vielleicht im Betrieb mal die tatsaechlichen Leistungen bestimmen.

Wenn der Motor die Leistung nicht hat und auch nicht gut zu befestigen 
ist, besser die Finger davon lassen. Hermschleudernde Teile sind auch 
nicht lustig. Nach Murphy decken die Beine weniger als 20% der 
zufälligen Flugrichtung ab, treffen aber trotzdem meistens.

Und die Akkus der Hersteller haben öfters als angenommen auch keinen 
(richtigen) Balancer, so dass der Akku relativ zuverlässig nach über 
zwei Jahren nachläßt.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Karl schrieb:

>> 400W für eine Stunde hat die Grösse einer mittleren
>> Autobatterie.

> Ähm, wir reden hier über einen Elektromotor. Nicht über einen
> Wasserkocher.

Die Angabe 400W kommt von Dir.

> Oder kurz: Der Motor wird nicht permanent 400W ziehen.

Hast Du da entsprechende Versuche gemacht?

> Der Akkuschrauber-Motor ist mit einer Nennleistung von 120W angegeben.

Deshalb wird er in höherem Gras wohl auch jämmerlich versagen.

Autor: Karl (Gast)
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Harald W. schrieb:
> Die Angabe 400W kommt von Dir.

Ja komm, lass sein.

Mein Kreissägenmotor zieht auch immer 2kW, auch wenn ich nix säge. Nein, 
tut er nicht.

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