Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gleichstrommotor mit weniger Strom/Spannung betreiben


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Siegfried K. (sigi7444)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
Ich bin schon ne Zeit lang am googeln kann aber nichts wirklich 
brauchbares finden.

Ich habe einen 500W 36V (max 18A) Gleichstrommotor und will diesen mit 
einem Labornetzgerät betreiben. Auf amazon und co gibt es unter 100€ 
Labornetzgeräte mit bis zu 30V und 10A. Wenn ich meinen Motor mit einem 
solchen Netzgerät betreibe, kann er nicht  die volle Leistung bringen, 
das ist mir klar, ich brauche für meine Anwendung aber auch nicht die 
volle Leistung.

Wenn ich jetzt also das Netzgerät auf 30V max und 10A max stelle, wie 
schnell bzw mit welchem maximalen Drehmoment wird der Motor dann laufen? 
Ich weiß, dass weniger Versorgungsspannung die Drehzahl reduziert und 
dass weniger Strom das maximale Drehmoment reduziert, ich kann aber 
keine genauen Formeln oder zumindest Proportionalitäten finden.

Beste Grüße,
Siegfried

von ACDC (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Halber Strom = Halbes Drehmoment
Halbe Spannung = Halbe Drehzahl

von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Da der Strom etwa proportional mit der Spannung sinkt, kannst Du mit ca. 
20% weniger Drehmoment rechnen.

von U. M. (oeletronika)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
> Siegfried K. schrieb:
> Ich habe einen 500W 36V (max 18A) Gleichstrommotor und will diesen mit
> einem Labornetzgerät betreiben. Auf amazon und co gibt es unter 100€
> Labornetzgeräte mit bis zu 30V und 10A. Wenn ich meinen Motor mit einem
> solchen Netzgerät betreibe, kann er nicht  die volle Leistung bringen,
> das ist mir klar, ich brauche für meine Anwendung aber auch nicht die
> volle Leistung.
Der Nennstrom wird eh nur benötigt, wenn du dem Motor die volle 
Nennleistung als Last abverlangst. Für einen Test mit wenig Last oder im 
Leerlauf wird also auch nicht der Nennstrom benötigt, sondern nur der 
entsprechend niedrige Strom bzw. der Leerlaufstrom.

Problem kann aber der Anlaufstrom sein, der je nach Art der Ansteuerung 
und Motortyp auch noch deutlich über dem Nennstrom liegen kann. Da wird 
in der Regel aber die Strombegrenzung des Labor-NT greifen. Außerdem 
kann die Gegeninduktion auf das NT zurück wirken, so dass das NT evtl. 
sogar spinnt und komische Sachen macht.
Diese Effekte lassen sich aber in der Regel durch einen großen Elko 
parallel zum Motor unterdrücken.

> Wenn ich jetzt also das Netzgerät auf 30V max und 10A max stelle, wie
> schnell bzw mit welchem maximalen Drehmoment wird der Motor dann laufen?
Das hängt doch stark vom Motortyp ab. Da dieser geheim ist, dürfe ich 
das hier sowieso nicht ausplaudern, nicht wahr.

> Ich weiß, dass weniger Versorgungsspannung die Drehzahl reduziert und
> dass weniger Strom das maximale Drehmoment reduziert, ich kann aber
> keine genauen Formeln oder zumindest Proportionalitäten finden.
Studiere das Datenblatt. Falls es nichts dazu sagt, fordere vom 
Hersteller die Infos an.
Außerdem hängt das ja auch alles von der Last ab, die auch sehr geheim 
ist.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von Thomas E. (picalic)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
> Da der Strom etwa proportional mit der Spannung sinkt, kannst Du mit ca.
> 20% weniger Drehmoment rechnen.

Seit wann verhält sich denn ein DC-Motor wie ein Widerstand? Das ist 
höchstens bei Stillstand mit blockierter Welle der Fall, und da dürfte 
der Motor auch bei 30V deutlich mehr als 18A ziehen.
Das maximal zur Verfügung stehende Drehmoment wird hier also allein 
durch die Strombegrenzung des Netzteils bestimmt und hat nichts mit der 
Spannung zu tun!

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Thomas E. schrieb:
> Seit wann verhält sich denn ein DC-Motor wie ein Widerstand?

Ich schrieb: etwa. Da sonst nichts über den Motor vorliegt, kann man das 
im oberen Bereich mit guter Näherung abschätzen.
Aber da in diesem Fall das Netzteil den Strom bestimmt (da hast Du 
Recht, das habe ich nicht registriert), bestimmt natürlich auch das 
Netzteil das max. Drehmoment.

: Bearbeitet durch User
von Thomas E. (picalic)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
> Ich schrieb: etwa. Da sonst nichts über den Motor vorliegt, kann man das
> im oberen Bereich mit guter Näherung abschätzen.

Nein, wenn nichts über den Motor vorliegt, muss man von einem typischen 
Verlauf der Kennlinien ausgehen. Und da wird der Motor im Leerlauf bei 
30V ungefähr den gleichen Strom ziehen, wie bei 36V, nämlich seinen 
Leerlaufstrom, und auch das gleiche Drehmoment abgeben, nämlich 0 (ist 
ja Leerlauf). Wieviel Drehmoment der Motor unter Last abgibt, hängt von 
der Belastung ab, und entsprechend wird sich der Laststrom einstellen. 
Bei 10A wird der Motor sowohl bei 30V, als auch bei 36 V recht genau das 
gleiche Drehmoment abgeben, aber bei ca. 20% unterschiedlicher Drehzahl. 
Einen Zusammenhang des Drehmoments mit der Spannung gibt es praktisch 
nicht!

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Thomas E. schrieb:
> Einen Zusammenhang des Drehmoments mit der Spannung gibt es praktisch
> nicht!

Das gilt in diesem Fall bei Strombegrenzung durch das Netzteil. Und da 
habe ich Dir bereits zugestimmt.
Wenn das Netzteil nicht begrenzen würde, wird das Drehmoment sehr wohl 
von der anliegenden Spannung bestimmt.

von Elektrofan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Wenn das Netzteil nicht begrenzen würde, wird das Drehmoment sehr wohl
> von der anliegenden Spannung bestimmt.

Wenn es kein Reihenschlussmotor ist, gilt:

Der Strom bestimmt das Drehmoment.

(Wieviel Strom zum Fliessen kommt, hängt natürlich mittelbar auch
von der Spannung ab.)

von Thomas E. (picalic)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
> wird das Drehmoment sehr wohl
> von der anliegenden Spannung bestimmt.

Deine Aussage ist etwa so richtig und sinnvoll, als würdest Du bei einem 
Netzteil sagen, daß der Strom bei 20% geringerer Spannung um 20% sinkt. 
Ja, das ist richtig, falls am Netzteil ein Ohmscher Widerstand als Last 
angeschlossen ist. Aber schon mit einer Glühlampe als Last ist der Strom 
nicht mehr proportional zur Spannung. Speist das Netzteil gar einen 
Schaltregler mit einer konstanten Last, wird der Strom bei fallender 
Spannung sogar größer.
Genau so ist es auch beim Motor: Nicht die Betriebsspannung bestimmt das 
abgegebene Drehmoment, sondern die mechanische Belastung des Motors. 
Wenn der Motor 100W abgeben soll, ist das Drehmoment bei 30V sogar 
höher, als bei 36V!
Die Leistungsgrenze des Motors wird durch den maximal zulässigen 
Betriebsstrom bestimmt, und der steigt bei höheren Spannungen nicht an. 
Damit steigt auch nicht das maximal zulässige Betriebs-Drehmoment bei 
höheren Spannungen. Also wie kommst Du auch nur annähernd auf den 
proportionalen  Zusammenhang zwischen Spannung und Drehmoment?

von MaWin (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Siegfried K. schrieb:
> ich kann aber keine genauen Formeln oder zumindest Proportionalitäten
> finden

Ziemlich proportional: halbe Spannung  halbe Drehzahl.

Dein Problem ist der Strom. Ein Motor der mit 18A angegeben ist, 
verträgt dauernd eine so hohe Belastung dass er dazu 18A Strom zieht. 
Kurzzeitig, beim Anlaufen, zieht er aber deutlich mehr, so viel wie beim 
Blockieren, eher 180A.
Und den Strom bringt dein strombegrenztes Netzteil nicht mal 
ansatzweise. Selbst wenn das bei 30V nur 100A sein sollten.
Der Motor läuft also viel langsamer an, eventuell gar nicht, und 
verträgt viel geringere Kurzzeitbelastungen (Akkuschrauber Schraube 
reinwürgen), als wenn er an einer potenteren Spannungsquelle hängt: Ein 
36V= Blei-Akku oder ein 50Hz Eisenkern-Trafo, der 36V~ mit 18A als 
Dauerbelastung liefern kann (650VA), denn der kann problemlos ebenfalls 
aber nur kurzzeitig mit 180A belastet werden. Die Spannung wird dabei 
zwar einbrechen, auf unter die Hälfte, aber der Motor braucht beim 
Anlauf ja noch keine hohe Spannung weil er noch keine hohe Drehzahl hat, 
und beim Schraubereinschrauben wird die Drehzahl halt absacken, ist ja 
normal, Hauptsache es dreht überhaupt noch.

Wenn du also denselben Motor an deinem 10A Labornetzteil mit ihm an 
einem Akku vergleichst, wird dir auffallen, dass er nicht 10/18 der 
Kraft hat, sondern 10/180tel, als Akkuschrauber die Schraube also nicht 
mal ansatzweise reinkriegt.

Will man wenigstens halbwegs Leistung aus einem strombegrenzten 
Netzteil, z.B. Schaltnetzteil, sollte das schon 50A bringen bei dem 18A 
Motor.

Sonst hat man einen sehr schlaffen drehmomentschwachen Antrieb (was 
manchmal ja auch gewünscht ist, z.B. Tonbandwickelmotoren).

von Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) (wissenwasserj)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn mich mein 20 Jahre altes HTL-Wissen auf die Schnelle nicht im Stich 
läßt, dann gilt folgendes bei der Nebenschlußmaschine mit derselben 
Spannungsversorgung für Anker und Erregerfeld:

U = Ierr*Rerr + k1*n*Ia
U = Ia*Ra + k1*n*Ierr
M = k2*Ia*Ierr

Ierr ..... Strom durch die Erregerwicklung
Ia ....... Strom durch den Anker
Rerr ..... Widerstand der Erregerwicklung
Ra ....... Widerstand der Ankerwicklung
n ........ Motordrehzahl
k1, k2 ... Konstanten für Induktion aus Ia bzw. Ierr.

Umformen kannst du selbst übernehmen.

von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Thomas E. schrieb:
> Die Leistungsgrenze des Motors wird durch den maximal zulässigen
> Betriebsstrom bestimmt, und der steigt bei höheren Spannungen nicht an.

Es geht hier um eine niedrigere und nicht um eine höhere Spannung. Und 
nochmal: es ist eine Näherung mangels Daten. Ob es jetzt 20, 15 oder 10% 
weniger Drehmoment sind, ist ziemlich belanglos.
Da aber das Netzteil ja nur 10A bringt, sind diese Betrachtungen in 
diesem Fall sowieso uninteressant.

Thomas E. schrieb:
> Wenn der Motor 100W abgeben soll, ist das Drehmoment bei 30V sogar
> höher, als bei 36V!

Logisch. Ich kann den Motor auch anhalten, dann hat er das höchste 
Drehmoment. ;-)

von Otto W. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
>> Die Leistungsgrenze des Motors wird durch den maximal zulässigen
>> Betriebsstrom bestimmt, und der steigt bei höheren Spannungen nicht an.
>
> Es geht hier um eine niedrigere und nicht um eine höhere Spannung

Der maximal_zulässige Dauer-Betriebsstrom steigt auch bei niedrigerer 
Versorgungsspannung nicht an - maximal heißt maximal.

Über den ohmschen Widerstand der Wicklungen bestimmt sich der maximale 
Blockierstrom bei gegebener Spannung. Bei höherer als Nenn-Spannung wird 
dieser höher sein als der Nenn-Blockierstrom (allerdings auch das 
Drehmoment, und der Anlaufvorgang dauert kürzer), bei niedrigerer U ist 
er niedriger (damit auch das Drehmoment, weshalb der Anlauf länger 
dauert bzw. gar nicht abgeschlossen werden kann - wenn Spannung zu 
niedrig. Durchbrennen kann er trotzdem bzw. gerade deshalb...) MaWin hat 
das imho schön aufgeführt.

von MaWin (Gast)


Bewertung
-3 lesenswert
nicht lesenswert
Jürgen W. schrieb:
> Wenn mich mein 20 Jahre altes HTL-Wissen

Offenkundig nichts verstanden an deiner HTL, nur auswendigplappern.

Es geht hier nicht um einen Nebenschlussmotor, sondern um einen 
Gleichstrommotor mit Permanentmagnet.

Deine Formeln sind am Thema vorbei. 6, setzen.

(Immer wieder erschreckend mit wie wenig Verstand Leute durchs Leben 
kommen)

von Otto W. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
> Da aber das Netzteil ja nur 10A bringt, sind diese Betrachtungen in
> diesem Fall sowieso uninteressant.

...weil es schlicht gar nicht zum Betrieb kommt. Na, wenigstens besteht 
bei Begrenzung auf 10A einigermaßen geringe Gefahr, daß er durchbrannte.

Also: Weitaus (!) stärkeres Schaltnetzteil oder Trafonetzteil, und auch 
letzteres würde ich je nach Häufigkeit von Brems- und Anlaufvorgängen + 
Pausen dazwischen (also dem exakten Lastprofil) schon auf mehr als nur 
36V / 18A auslegen wollen.

Bitte also weitere Informationen, dann kann man evtl. konkret werden.

von Siegfried K. (sigi7444)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke erstmal für die raschen Antworten. Den Anlaufstrom hatte ich ganz 
vergessen :/

Der Motor ist ein Billigmotor aus China.
Name: My1020zxfh 500W 36V

Ich konnte kein Datenblatt für genau diesen Motor finden, aber eines für 
eine ähnliche Version:

http://vi.raptor.ebaydesc.com/ws/eBayISAPI.dll?ViewItemDescV4&item=141621930933&category=160705&pm=1&ds=0&t=1510477750000&ver=0&cspheader=1

Was wäre dann die beste/günstigste Variante den Motor zu betreiben? Und 
welche Möglichkeiten gibt es dann den Betriebsstrom zu limitieren?

LG

von Egon D. (egon_d)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
MaWin schrieb:

> Es geht hier nicht um einen Nebenschlussmotor, sondern
> um einen Gleichstrommotor mit Permanentmagnet.

Du kannst ganz sicher die Stelle im Beitrag des TO
zitieren, an der steht, dass es um einen Gleichstrom-
motor mit Permanentmagnet geht, nicht wahr?

von MaWin (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Egon D. schrieb:
> Du kannst ganz sicher die Stelle im Beitrag des TO zitieren, an der
> steht, dass es um einen Gleichstrom- motor mit Permanentmagnet geht,
> nicht wahr?

Siegfried K. schrieb:
> http://vi.raptor.ebaydesc.com/ws/eBayISAPI.dll?Vie...

von Thomas E. (picalic)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
> Es geht hier um eine niedrigere und nicht um eine höhere Spannung.

Es geht um die von Dir behauptete Proportionalität zwischen Strom und 
Spannung:
Andreas B. schrieb:
> Da der Strom etwa proportional mit der Spannung sinkt,

Soweit ich Proportionalität verstehe, gilt sie in beide Richtungen: wenn 
die Spannung steigt, sollte nach Deiner Aussage also der Strom auch etwa 
proportional steigen.

Andreas B. schrieb:
> Und
> nochmal: es ist eine Näherung mangels Daten.

Es braucht für die Betrachtung der Funktion keine Daten des realen 
Motors. Deine Aussage ist nicht nur als Näherung, sondern prinzipiell 
falsch, und das lässt sich auch mit einem stark idealisierten 
Motor-Modell, bestehend aus Generator und Serienwiderstand, mit fiktiven 
Daten veranschaulichen.

Andreas B. schrieb:
> Ob es jetzt 20, 15 oder 10%
> weniger Drehmoment sind, ist ziemlich belanglos.
> Da aber das Netzteil ja nur 10A bringt, sind diese Betrachtungen in
> diesem Fall sowieso uninteressant.

Ok, lassen wir eine Strombegrenzung mal weg und nehmen als Beispiel ein 
Motormodell mit folgenden Daten: KV=500 Upm/V, R=0,5 Ohm. Der Motor 
treibt z.B. eine Seilwinde an und zieht damit ein Gewicht von 10kg nach 
oben. Nehmen wir mal an, bei 30V fließen dabei 10A, und das wäre auch 
der maximal zulässige Strom für den Motor. Bei 30V und 10kg am Seil wird 
der Motor dann also mit seiner maximalen Leistung betrieben.
Der Motor wird bei dieser Last mit ca. (30V-10A*0,5Ohm) * 500 Upm/V = 
12500 Upm rotieren.

Jetzt halbieren wir die Spannung auf 15V. Nach Deiner Aussage müssten 
wir das Gewicht ja auf 5kg reduzieren, weil der Motor nur noch ca. das 
halbe Drehmoment schaffen dürfte ("Da der Strom etwa proportional mit 
der Spannung sinkt").
Aber wir lassen jetzt einfach mal die 10kg am Seil, was wird wohl Deiner 
Meinung nach passieren?
A) der Motor bleibt stehen, weil er das Drehmoment nicht schafft.
B) der Motor dreht, aber ist überlastet und raucht ab.
C) der Motor zieht bei ca. 10A Stromaufnahme das Gewicht langsamer (mit 
ca. 5000 Upm) nach oben.

von Mani W. (e-doc)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Siegfried K. schrieb:
> Ich habe einen 500W 36V (max 18A) Gleichstrommotor und will diesen mit
> einem Labornetzgerät betreiben. A

Da brauchst aber schon ein ordentliches Gerät...


Besser wäre, 3x 12V Akkus in Serie zu schalten, Starterbatterien
z.B., die liefern genug Strom und das kannst Du auch messen...

von Mani W. (e-doc)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Siegfried K. schrieb:
> Wenn ich jetzt also das Netzgerät auf 30V max und 10A max stelle, wie
> schnell bzw mit welchem maximalen Drehmoment wird der Motor dann laufen?

Eine Frage der Masse, die beschleunigt werden muss...

von Siegfried K. (sigi7444)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lass mich die Frage anders formulieren: Mit welchem maximalen 
Drehmoment/ mit welcher maximalen Last kann der Motor dann noch 
rotieren/ ab wann wird er in etwa stehen bleiben.

von Mani W. (e-doc)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Siegfried K. schrieb:
> Mit welchem maximalen
> Drehmoment/ mit welcher maximalen Last kann der Motor dann noch
> rotieren/ ab wann wird er in etwa stehen bleiben.

Warum testest Du das nicht selbst?

Kein Mensch kennt Deinen Motor und die physikalischen Bedingungen,
und wer sollte Dir das beantworten können?

: Bearbeitet durch User
von Siegfried K. (sigi7444)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Wie bereits gesagt habe ich noch keine Stromversorgung gekauft und will 
da auch keinen Fehlkauf tätigen. Daher brauche ich die Einschätzung, für 
die mir selbst die Erfahrung/nötiges Wissen fehlt.

von Mani W. (e-doc)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Siegfried K. schrieb:
> Daher brauche ich die Einschätzung, für
> die mir selbst die Erfahrung/nötiges Wissen fehlt.

ich denke, niemand kann das einschätzen, darum Selbsttest...

von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Thomas E. schrieb:

> Jetzt halbieren wir die Spannung auf 15V. Nach Deiner Aussage müssten
> wir das Gewicht ja auf 5kg reduzieren, weil der Motor nur noch ca. das
> halbe Drehmoment schaffen dürfte ("Da der Strom etwa proportional mit
> der Spannung sinkt").
> Aber wir lassen jetzt einfach mal die 10kg am Seil, was wird wohl Deiner
> Meinung nach passieren?
> A) der Motor bleibt stehen, weil er das Drehmoment nicht schafft.
> B) der Motor dreht, aber ist überlastet und raucht ab.
> C) der Motor zieht bei ca. 10A Stromaufnahme das Gewicht langsamer (mit
> ca. 5000 Upm) nach oben.
in diesem Fall c). Wenn man aber davon ausgeht, daß er dabei die gleiche 
Drehzahl wie vorher schaffen soll, wird das aber ein wesentlich 
kleineres Gewicht sein.
Wobei Du hier die 20% jetzt einfach auf 50% variierst und damit mein 
"etwa" zu "ungefähr etwa" änderst. Die Näherung die ich oben angesetzt 
habe, habe ich nie als proportionalität bezeichnet, wie Du mir hier 
unterstellst.

Siegfried K. schrieb:
> Lass mich die Frage anders formulieren: Mit welchem maximalen
> Drehmoment/ mit welcher maximalen Last kann der Motor dann noch
> rotieren/ ab wann wird er in etwa stehen bleiben.

Jetzt werden auf einmal die Bedingungen geändert. Ich bin raus.
Probier es aus, wie Mani schon vorschlug.

: Bearbeitet durch User
von Mani W. (e-doc)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
> Jetzt werden auf einmal die Bedingungen geändert.

Full Ack!

von Egon D. (egon_d)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Siegfried K. schrieb:

> Wie bereits gesagt habe ich noch keine
> Stromversorgung gekauft und will da auch keinen
> Fehlkauf tätigen. Daher brauche ich die Einschätzung,
> für die mir selbst die Erfahrung/nötiges Wissen fehlt.

Nun ja... und welche Information fehlt Dir noch?

Dir ist hoffentlich klar, dass Ferndiagnosen schwierig
sind.

Die Grundregel "Spannung gibt Drehzahl, Strom gibt
Drehmoment" wurde ja schon genannt. (Dass ein offen-
sichtlich verwirrter Teilnehmer hier das Gegenteil
behauptet, tut nichts zur Sache.)

Der von MaWin wie üblich vollkommen zu Unrecht
angepöbelte Jürgen hat auch die Formeln genannt, die
näheren Aufschluss geben: Nebenschlussmaschinen,
fremderregte Maschinen und permanenterregte Maschinen
sind in ihrem Betriebsverhalten weitgehend ähnlich;
die Formeln lassen sich mit gebotener Vorsicht
übertragen.
Man sieht dort, dass der belastungsabhängige Drehzahl-
abfall von den Verlusten im Laufer (Läuferwiderstand)
verursacht wird.

Solange also die Motorspannung größer als das Produkt
aus Läuferwiderstand und Nennstrom ist (was oberhalb
20% der Nennspannung immer der Fall sein müsste), liefert
der Motor auf jeden Fall das Nennmoment -- nur die
Drehzahl ist entsprechend der geringeren Motorspannung
niedriger.

Aus den Angaben zu Leerlauf- und Nenndrehzahl folgere
ich, dass der Anlaufstrom gut und gerne beim 10fachen
Nennstrom liegt.

Was fehlt Dir jetzt noch?

von Egon D. (egon_d)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:

> Wenn man aber davon ausgeht, daß er dabei die gleiche
> Drehzahl wie vorher schaffen soll, [...]

Das ist völlig albern -- denn GENAU DAS gibt die
Motorkennlinie nicht her.

Die lastabhängige Drehzahlvariation beträgt vielleicht
10%. Es ist daher absolut unmöglich, bei halber Motor-
spannung wieder die ursprüngliche Drehzahl zu erreichen.
Und auch bei nur 20% niedrigerer Motorspannung funktioniert
das nicht.

Das ist das Wesen der Nebenschlusskennlinie.

von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Egon D. schrieb:
> Das ist völlig albern -- denn GENAU DAS gibt die
> Motorkennlinie nicht her.

Das wäre aber das was mich interessieren würde, wenn ich mit einem Motor 
etwas betreibe und dann etwas weniger Spannung zur Verfügung habe.

Egon D. schrieb:
> Das ist das Wesen der Nebenschlusskennlinie.

Wir sind hier bei einem Gleichstrommotor, dessen Betriebszustand 
(neuerdings angehalten), nebenbei bemerkt, völlig unbekannt ist.

von Egon D. (egon_d)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Das ist völlig albern -- denn GENAU DAS gibt die
>> Motorkennlinie nicht her.
>
> Das wäre aber das was mich interessieren würde, wenn
> ich mit einem Motor etwas betreibe und dann etwas
> weniger Spannung zur Verfügung habe.

Tut mir leid, das verstehe ich nicht.

Wir legen Nennspannung an den Motor an. Leerlauf-
drehzahl sei 110% der Nenndrehzahl. Drehzahl bei
Nennlast ist genau 100% der Nenndrehzahl (logo).

Jetzt legen wir 90% der Nennspannung an. Leerlauf-
drehzahl ist jetzt 100% der Nenndrehzahl; Dreh-
zahl bei Nennlast ist 90% der Nenndrehzahl.

Und so weiter.

Es ist bei einer normal dimensionierten permanent-
erregten Maschine ausgeschlossen, bei 70% der
Nennspannung 100% der Nenndrehzahl zu erreichen --
auch nicht im Leerlauf. Das geht einfach nicht.


> Egon D. schrieb:
>> Das ist das Wesen der Nebenschlusskennlinie.
>
> Wir sind hier bei einem Gleichstrommotor,

???

Glaubst Du, es gibt keine Gleichstrom-Nebenschluss-
motoren?

von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Egon D. schrieb:
> Es ist bei einer normal dimensionierten permanent-
> erregten Maschine ausgeschlossen, bei 70% der
> Nennspannung 100% der Nenndrehzahl zu erreichen --
> auch nicht im Leerlauf. Das geht einfach nicht.

Ich gehe nicht vom Leerlauf aus, sondern davon daß irgend etwas 
angetrieben wird und da ist die Drehzahl weit unter der 
Leerlaufdrehzahl.

Egon D. schrieb:
> Glaubst Du, es gibt keine Gleichstrom-Nebenschlussmotoren?

Natürlich gibt es die. Aber gefühlt >95% aller Gleichstrom 
Niederspannungsmotoren sind permanenterregt. Somit gehe ich davon aus, 
daß das beim TO auch so ist. Da muß ich MaWin schon Recht geben, wenn er 
sich auch nicht sonderlich diplomatisch ausdrückt.

Das Hauptproblem sehe ich bei dieser Diskussion daß wir alle von 
unterschiedlichen Bedingungen ausgehen.

von Elektrofan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Aber gefühlt >95% aller Gleichstrom
> Niederspannungsmotoren sind permanenterregt

Gelegentlich kommen auch Reihenschlussmaschinen vor (Gabelstapler).

von MaWin (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Egon D. schrieb:
> Der von MaWin wie üblich vollkommen zu Unrecht angepöbelte Jürgen hat
> auch die Formeln genannt, die näheren Aufschluss geben:
> Nebenschlussmaschinen, fremderregte Maschinen und permanenterregte
> Maschinen sind in ihrem Betriebsverhalten weitgehend ähnlich; die
> Formeln lassen sich mit gebotener Vorsicht übertragen. Man sieht dort,
> dass der belastungsabhängige Drehzahl- abfall von den Verlusten im
> Laufer (Läuferwiderstand) verursacht wird.

Jürgen, genau das zeigen die Formeln eben nicht, wie du gesehen hättest, 
wenn du sie umformen hättest können.

Die Formeln behandeln Erregerstrom und Ankerstrom als Resultat von 
Betriebsspannung vs. Drehzahl vollkommen identisch.

Niemandem, schon gar nicht dem TO, fällt aufgrund der identischen 
Formeln auf, dass die Formel des Erregerstromes vernachlässigbar ist 
einfach weil er viel viel geringer ist als der Ankerstrom.

Die Formeln sind mit nicht erklärtem Ergebnis U und M für den TO 
vollkommen nutzlos.

von Mach (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Aus dem Diagramm (Link) kann man das doch ablesen, bei 10A Strom hat man 
etwa 0,5Nm Drehmoment.
Nach dem Getriebe (Untersetzung 6,  Wirkungsgrad 0,8) also 2,4Nm.
Ich wuerde mit 2Nm rechnen.

von Thomas E. (picalic)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
> in diesem Fall c)

Na, da sind wir uns ja einig! Trotz krass geänderter Betriebsspannung 
bleibt der Strom und damit das Drehmoment nahezu das Gleiche!

Andreas B. schrieb:
> Wobei Du hier die 20% jetzt einfach auf 50% variierst und damit mein
> "etwa" zu "ungefähr etwa" änderst.

Das war Absicht, um das Resultat wirklich klar zu verdeutlichen. Wenn 
sich bei Halbierung der Spannung das Drehmoment nicht wesentlich 
verringert, tut es das bei 20% weniger Spannung erst recht nicht.

Andreas B. schrieb:
> Die Näherung die ich oben angesetzt
> habe, habe ich nie als proportionalität bezeichnet, wie Du mir hier
> unterstellst.

Wie bitte?
Zitat: "Da der Strom etwa PROPORTIONAL mit der Spannung sinkt, kannst Du 
mit ca. 20% weniger Drehmoment rechnen."

Andreas B. schrieb:
> Das Hauptproblem sehe ich bei dieser Diskussion daß wir alle von
> unterschiedlichen Bedingungen ausgehen.

Dann sag uns doch bitte mal, unter welchen Betriebsbedingungen Du den 
näherungssweise (so würde ich Dein "etwa" interpretieren) proportionalen 
Zusammenhang zwischen Betriebsspannung und Drehmoment siehst. Ich habe 
hoffentlich klar genug dargelegt, warum ich diesen Zusammenhang nicht 
sehe.

von Otto W. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mani W. schrieb:
> Warum testest Du das nicht selbst?
>
> Kein Mensch kennt Deinen Motor und die physikalischen Bedingungen,
> und wer sollte Dir das beantworten können?

Ganz genau. Man könnte verschiedenes benutzen, um >= 36V bei ausreichend 
Strom für einen Test bereitzustellen, aber 3 dicke Kfz-Starter-Akkus 
erfüllten diesen Zweck hervorragend, und wären für sehr viele Menschen 
"greifbar".

(Es müßten nicht einmal dieselben Typen sein - nur halt nicht z.B. eine 
riesige und 2 faustgroße, sondern schon ungefähr gleichwertig. Für kurze 
Tests völlig in Ordnung!)

Siegfried K. schrieb:
> Der Motor ist ein Billigmotor aus China.
> Name: My1020zxfh 500W 36V
>
> Ich konnte kein Datenblatt für genau diesen Motor finden, aber eines für
> eine ähnliche Version:
>
> 
http://vi.raptor.ebaydesc.com/ws/eBayISAPI.dll?ViewItemDescV4&item=141621930933&category=160705&pm=1&ds=0&t=1510477750000&ver=0&cspheader=1

Das ist doch  - falls Deine Bezeichnung stimmt - sogar ganz_genau das 
richtige Datenblatt? Nur, daß der, der diesen Dir verkauft, statt 450W 
halt 500W angegeben hat! :)  Das ist bei den Schlawinern gängige Praxis.

Siehe Scrolling Mitte - gleich unter dem - juchu - Kennliniendiagramm.
Leute, laut der auffindbaren Daten (auch div. Quellen geprüft) ist es 
übrigens eindeutig ein Gleichstrommotor mit Permanentmagnet.

> Was wäre dann die beste/günstigste Variante den Motor zu betreiben? Und
> welche Möglichkeiten gibt es dann den Betriebsstrom zu limitieren?

Günstigst? Best? Na, das richtet sich doch zuallererst mal nach der 
vorgesehenen Anwendung. Mobil  tragbar  stationär, welche Last - wie 
verhält diese sich, welche Einschaltdauer (zeitlich Ein zu Aus), Anlauf 
unter Last - welcher genau? Etc., pp.

In Frage kommen viele Sachen. Die Umstände bestimmen erst mal die 
elektrische Machbarkeit, und die Gegebenheiten, was man davon wählen 
oder sogar dafür kombinieren könnte, und zu welchen Preisen das in 
welcher Qualität wo zu haben wäre, den Rest.

Das stellst Du Dir schon sehr einfach vor - die beste, günstigste 
Möglichkeit ... aber ohne Infos und Daten zum Betrieb. Geht nicht.

Thomas E. schrieb:
> Dann sag uns doch bitte mal, unter welchen Betriebsbedingungen

Ja, bitte - wie Siegfried das sieht, nämlich!  ;)

von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Thomas E. schrieb:
> Na, da sind wir uns ja einig! Trotz krass geänderter Betriebsspannung
> bleibt der Strom und damit das Drehmoment nahezu das Gleiche!

Jain, Du bezogst Dich auf die max. 10A. Ich habe aber schon gesagt, daß 
ich das nicht beachtet habe. (die Begrenzung durch das Netzteil)

Thomas E. schrieb:
> Dann sag uns doch bitte mal, unter welchen Betriebsbedingungen Du den
> näherungssweise (so würde ich Dein "etwa" interpretieren) proportionalen
> Zusammenhang zwischen Betriebsspannung und Drehmoment siehst. Ich habe
> hoffentlich klar genug dargelegt, warum ich diesen Zusammenhang nicht
> sehe.

1. Die Proportionalität habe ich auf das Spannungs - Stromverhältnis 
bezogen. Aber ok, ich habe da schon die Proportinalität hineingebracht.
2. Wenn man nur einen kleinen Teil einer Kurve betrachtet, darf man 
manchmal durchaus mit einer Proportionaliät rechnen auch wenn das in der 
Realität nicht so ist. Zur Erinnerung: es ging um 20% weniger Spannung, 
nicht um 50%.
3. Bin ich von gleichbleibender Drehzahl (die, da belastet, weit unter 
der Leerlaufdrehzahl liegt) ausgegangen und daß das Netzteil den 
benötigten Strom auch liefern kann.

Und nochmal: Es macht keinen Sinn zu diskutieren wenn die 
Randbedingungen nicht festliegen. Wobei ich das auch nicht beachtet habe 
und stillschweigend Annahmen getroffen habe, die andere eben anders 
gesehen haben.

von Thomas E. (picalic)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
> Jain, Du bezogst Dich auf die max. 10A. Ich habe aber schon gesagt, daß
> ich das nicht beachtet habe. (die Begrenzung durch das Netzteil)

Nein, daß die Strombegrenzung durch die Stromversorgung im Beispiel 
nicht vorhanden sein soll, habe ich ja auch vorausgesetzt. 10A soll im 
Beispiel der ganz normale Betriebsstrom unter den gegebenen Bedingungen 
sein (Winde mit 10kg, 30V Klemmenspannung). Ich hätte auch 15,8A 
schreiben können, aber 10 ist halt so eine schöne, runde Zahl, mit der 
sich auch der Spannungsabfall am Ri gut im Kopf rechnen lässt.

Andreas B. schrieb:
> 1. Die Proportionalität habe ich auf das Spannungs - Stromverhältnis
> bezogen.

Das ist ja genau der Knackpunkt: Du hast diese Abhängigkeit des 
Betriebsstroms (und damit des Drehmoments) von der Spannung, quasi als 
Faustregel (20% weniger Spannung => etwa 20% weniger Drehmoment) in den 
Raum gestellt.
Ich will hier nicht den Besserwisser spielen, aber ich meine, daß Deine 
Faustregel schon prinzipiell nicht stimmt. Wenn Du meinst, daß sie 
stimmt, und ich mit meinem Winden-Beispiel lediglich ein praxisfernes 
Modell mit exotischen Randbedingungen kreiert habe, wodurch Deine 
Annahme hier ausnahmsweise nicht passt, kannst Du für Deine These ja 
sicher auch selbst eine entsprechende Beispiel-Rechnung vorstellen.

Andreas B. schrieb:
> 3. Bin ich von gleichbleibender Drehzahl (die, da belastet, weit unter
> der Leerlaufdrehzahl liegt) ausgegangen und daß das Netzteil den
> benötigten Strom auch liefern kann.

Das kann bei realistischen Betriebsbedingungen nicht funktionieren. 
Siehe Post von Egon: 
Beitrag "Re: Gleichstrommotor mit weniger Strom/Spannung betreiben"
So weit unter der Leerlaufdrehzahl liegt die Lastdrehzahl nicht. Bei 80% 
Wirkungsgrad liegt die Drehzahl (Faustregel!) auch etwa bei 80% der 
Leerlaufdrehzahl, zumindest im Betriebsbereich mit einer Last oberhalb 
der Last bei max. Wirkungsgrad. Da müsstest Du den Motor bei 20% weniger 
Spannung schon vollständig entlasten, um halbwegs auf die gleiche 
Drehzahl zu kommen, nicht nur um 20%.

Andreas B. schrieb:
> 2. Wenn man nur einen kleinen Teil einer Kurve betrachtet, darf man
> manchmal durchaus mit einer Proportionaliät rechnen
Das Problem daran ist, daß man in den Motor-Datenblättern eine I/U-Kurve 
meist vergeblich sucht.

Andreas B. schrieb:
> Und nochmal: Es macht keinen Sinn zu diskutieren wenn die
> Randbedingungen nicht festliegen.

Ohne vorgegebene Randbedingungen geht man von naheliegenden/typischen 
Randbedinungen aus oder versucht, diese aus Vorgaben des TO zu 
ermitteln. Mit einer Verringerung der Drehzahl durch die kleinere 
Spannung hatte er ja bereits gerechnet. Von "Motor soll trotz geringerer 
Spannung die gleiche Drehzahl bringen" war also nicht die Rede.

von Harald W. (wilhelms)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Siegfried K. schrieb:

> Wenn ich jetzt also das Netzgerät auf 30V max und 10A max stelle, wie
> schnell bzw mit welchem maximalen Drehmoment wird der Motor dann laufen?

Das Drehmoment wird nicht durch den Motor bestimmt, sondern durch
Deine mechanische Last. Ist das benötigte Drehmoment höher als der
Motor mit seiner Spannungsquelle liefern kann, bleibt er stehen.
Das führt oft zum Durchbrennen des Motors.

von Elektrofan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Das Drehmoment wird nicht durch den Motor bestimmt, sondern durch
> Deine mechanische Last.

Das Drehmoment der Gleichstrommaschine mit konstanter
Fremd-/Permanenterregung hängt vom GANZEN System, also Motor,
Last und Speisung ab.

Mit der von seriösen Herstellern auch angebenen Motorkonstante
(nachfolgend als "K" bezeichnet) kann man die Sache eindeutig
beschreiben.

Dieses "K" bestimmt beide Beziehungen:
U= f(n)    U=Spannung, n=Drehzahl
M= f(I)    M=Drehmoment, I=Strom

Beispiel:
K= 0,1Nm/A = 0,1Vs = 0,1V/(1/s) = 0,1V/(60/min)

Solch ein Motor hätte bei einem Strom von 1A ein Drehmoment von
0,1Nm bzw. bei einer Drehzahl von 60/min eine Spannung von 0,1V.

Zu beachten ist natürlich, dass sich das auf das innere Drehmoment
(d.h. die Reibung muss abgezogen werden) bzw. auf die ideelle 
Leerlaufdrehzahl bezieht.

von Egon D. (egon_d)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Es ist bei einer normal dimensionierten permanent-
>> erregten Maschine ausgeschlossen, bei 70% der
>> Nennspannung 100% der Nenndrehzahl zu erreichen --
>> auch nicht im Leerlauf. Das geht einfach nicht.
>
> Ich gehe nicht vom Leerlauf aus, sondern davon daß
> irgend etwas angetrieben wird und da ist die Drehzahl
> weit unter der Leerlaufdrehzahl.

Nein, eben nicht.
Das ist NUR bei Reihenschlussmaschinen so, weil die mit
ihrer weichen 1/x-Kennlinie die große Ausnahme bilden.

Nahezu ALLE anderen Maschinen haben ungefähr Nebenschluss-
charakteristik, d.h. sind drehzahlsteif. Im Detail gibt
es natürlich feine Unterschiede, aber grob über den Daumen
ist es wurscht, ob man Drehstrom-Asynchronmaschinen, Syn-
chronmaschinen oder permanenterregte Maschinen betrachtet.
Allen ist eigen, dass die Drehzahl nur relativ wenig (bzw.
gar nicht) von der Belastung abhängt.

Wenn man dem von Siegfried angegebenen Link folgt, kann
man über seinen Motor lesen, dass die Leerlaufdrehzahl
3800 U/min beträgt und die Nenndrehzahl (=Drehzahl unter
Volllast) 3400 U/min.

Du verstehst, was das bedeutet? Die Drehzahl unter
Volllast liegt gerade einmal lächerliche 10% unter der
Leerlaufdrehzahl, genau wie ich oben behauptet habe.
10% niedriger ist nicht "weit geringer", sondern "fast
konstant".


> Egon D. schrieb:
>> Glaubst Du, es gibt keine Gleichstrom-Nebenschlussmotoren?
>
> Natürlich gibt es die. Aber gefühlt >95% aller Gleichstrom
> Niederspannungsmotoren sind permanenterregt.

Das stimmt zwar, ist aber trotzdem egal: Der Ausdruck
"Nebenschluss-Kennlinie" ist ein Gattungsbegriff geworden;
in der elektrischen Antriebstechnik weiss man einfach, dass
damit Motoren gemeint sind, deren Drehzahl bauartbedingt
nur wenig vom Lastmoment abhängt.

von hinz (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
> Aber gefühlt >95% aller Gleichstrom
> Niederspannungsmotoren sind permanenterregt.

Bedenke, dass Niederspannung bis 1000VAC/1500VDC geht.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.