Drehzahl-/Drehmomentkennlinie Verständisproblem (Gleichstrommotor)

[Florian N. (florian_n796)]

Hallo in die Runde,

Ich hab jetzt schon einiges angesehen und gelesen zum Thema 
Betriebsverhalten eines Gleichstrommotors und habe dennoch einige 
Verständnisprobleme, v.a im Bezug zur Drehzahl/Drehmomentkennlinie.

Die genannte Kennlinie eines fremderregten Gleichstrommotors besitzt ja 
die charakteristischen Punkte: Leerlaufdrehzahl, Anlauf/Blockiermoment 
und Nenndrehzahl/Nennmoment.

1.Verstehe ich es richtig, dass die Leerlaufdrehzahl die maximal 
mögliche Drehzahl des Motors ist? (beim Gleichstrommotor)

2.Wie kann ich mir das Drehmoment beim Motor vorstellen? Auf was bezieht 
sich das Drehmoment? Auf den Läufer ja nicht, das ist ja die Drehzahl 
(blöd gesagt), oder?

3.Es geht nämlich darum mir das Anlaufmoment vorzustellen. Das 
Anlaufmoment ist doch das Moment, das benötigt wird, um den Motor zum 
Anlaufen zu bringen. Sprich ich stell mir vor, dass das die Kraft ist, 
um den Motor anzukurbeln. Allerdings ist das ja ein E-Motor und so 
gesehen liege ich da vlt falsch mit der Vorstellung.

Das (innere) Drehmoment wird eben als Produkt aus Ankerstrom und 
Proportionalitätsfaktor beschrieben. Das verunsichert mich dann, ob die 
"Vorstellung" richtig ist oder falsch.
Hinzu kommt die elektrotechnische Ansicht wie der Motor betrieben wird. 
Zum Einschaltzeitpunkt ist die Drehzahl n=0. Der Motor erfährt den 
maximalen Ankerstrom & die Drehzahl steigt. Das ist ja dann das 
Anlaufmoment, oder?

Und wie schnell ist er bei der maximalen Drehzahl (Leerlaufdrehzahl)? 
Eig ja in wenigen Milisekunden, weil ja noch keine Gegenspannung 
entsteht, die kommt dann erst mit der steigenden Drehzahl & dann sinkt 
wiederum der Ankerstrom bzw ist im Leerlauf ja am geringsten? Und der 
Motor bleibt bei der maximalen Drehzahl (Leerlaufdrehzahl) bis eine Last 
angeschlossen wird und die Drehzahl sinkt dadurch.

Sprich ich kann mir das Drehmoment als den Strom (im Produkt mit 
Prop.faktor) vorstellen, richtig?

Das war jetzt sehr viel Input, vlt zu viel. Korrigiert bitte die 
Annahmen, ich finde das Thema mega spannend & hätte auch paar weitere 
hoffentlich nicht allzu dumme Fragen :D

Vielen Dank im Voraus!

[Der Andere (Gast)]

Florian N. schrieb:
> 1.Verstehe ich es richtig, dass die Leerlaufdrehzahl die maximal
> mögliche Drehzahl des Motors ist? (beim Gleichstrommotor)

Solange der Motor nicht mechanisch angetrieben wird (Generatorbetrieb 
ja)
Sobald er zusätzlich Arbeit leisten muss wird die Drehzahl sinken.

Florian N. schrieb:
> 2.Wie kann ich mir das Drehmoment beim Motor vorstellen? Auf was bezieht
> sich das Drehmoment? Auf den Läufer ja nicht, das ist ja die Drehzahl
> (blöd gesagt), oder?

Natürlich bezieht es sich auf den Läufer. Das Drehmoment ist das 
Äquivalent der Kraft bei einer linearen Bewegung. Der Wert beschreibt 
die Kraft, die der Rotor tangential in einer bestimmten Entfernung 
(Radius) von der Rotationsachse ausübt.

Florian N. schrieb:
> 3.Es geht nämlich darum mir das Anlaufmoment vorzustellen. Das
> Anlaufmoment

Nein, das ist das Drehmoment das der Motor entwickelt wenn er steht und 
sich gerade beginnt zu bewegen. Da hier noch kein GegenEMK existiert ist 
der Anlaufstrom deutlich höher als der Nennstrom. Und deshalb auch das 
Drehmoment.
Das Anlaufmoment ist insofern wichtig, um zu wissen ob der Motor 
überhaupt anläuft wenn er fest mit etwas verbunden ist das er antreiben 
soll. Bei Asynchron oder gar Synchronmotoren ist das Anlaufmoment z.B. 
deutlich niedriger als das Nennmoment. Kompressoren haben dehalb z.B. 
eine Druckentlastung beim Anlauf, sonst könnte es passieren daß der 
Motor nicht anlaufen kann weil er nicht genügend Anlaufmoment besitzt.

[Jürgen von der Müllkippe (Gast)]

Vielleicht hilft der Ausdruck Nm (Newtonmeter) weiter? Eine Kraft F in N 
an einem Hebel l in m.

Florian N. schrieb:
> Das (innere) Drehmoment wird eben als Produkt aus Ankerstrom und
> Proportionalitätsfaktor beschrieben. Das verunsichert mich dann, ob die
> "Vorstellung" richtig ist oder falsch.

Vielleicht hilft der Ausdruck Nm (Newtonmeter) weiter? Eine Kraft F in N 
an einem Hebel l in m. Das Produkt daraus ist das Drehmoment in 
Newtonmeter (Nm). Bei einer Hebellänge von nur 10cm brauche ich also die 
10 fache Kraft um wieder auf meinen Wert in Nm zu kommen.

[Elektrofan (Gast)]

Man kann sich einfach merken:

Die ("ideelle", d.h. Reibung vernachlässigt) Leerlaufdrehzahl ist 
proportional zur Spannung.
Das aufgebrachte innere Drehmoment ist proportional zum Strom.
Dieses um die Reibung (Lager, Lüfter) verminderte Moment erhält
man an der Welle.


> 1.Verstehe ich es richtig, dass die Leerlaufdrehzahl die maximal
> mögliche Drehzahl des Motors ist? (beim Gleichstrommotor)

Fremderregte DC-Motoren kann man (je nach Spec.) mit Feldschwächung
betreiben und erhält dann höhere Drehzahlen.


> 3. ... Anlaufmoment
Ergibt sich nur aus dem Zusammenhang:

-Entweder das Drehmoment bei Nennspannung und Stillstand
(nur kurz erlaubt, es fliesst ja viel mehr als Nennstrom) oder

-das (Losbrech-)Drehmoment, dass der Motor aufbringen muss, um
sich selbst (und ggf. den gesamten Antrieb) in Rotation zu versetzen.

> Und wie schnell ist er bei der maximalen Drehzahl (Leerlaufdrehzahl)?

Das hängt natürlich vom Strom(-verlauf) UND vom gesamten Antrieb 
(Trägheitsmomente, ...) ab.

[Florian N. (florian_n796)]

Vielen Dank für Eure Antworten. Habs dadurch jetzt verstanden & meine 
Folgefragen erübrigen sich jetzt auch :D