GENAUE Funktion Scheibenwischermotor Stufe 2

Thomas R. schrieb:

Wie GENAU sind die Zusammenhänge?

Ich kenne mich mit der konkreten Stufenumschaltung bei Scheibenwischermotoren nicht weiter aus. Aber wenn mit der Umschaltung zw. Wicklungen mit unterschiedlichen Windungszahlen umgeschaltet wird, dann gibts auch unterschiedliche Gegen-EMK, also auch unterschiedliche max. Drehzahlen. Einfach mal die Theorie hinter solch einem E-Motor angucken - gibts überall im Internet.

Weil dann eine Wicklung mehr dazu kommt.

Philipp G. schrieb:

Weil dann eine Wicklung mehr dazu kommt.

Korrektur: Sind zwei unterschiedliche Wicklungen. quasi low und high wie beim Lüftermotor.

Es wird jeweils nur eine Wicklung bestromt.

H. H. schrieb:

Unsinn.

Wenn beide Vorschläge von Philipp Unsinn sind, darf ich dann mal vorsichtig bei unserer hochgeschätzten Foren-Eminenz Herrn Hinz mal nachfragen, wie die Geschwindigkeitsumschaltung denn sonst funktioniert soll?

Ein knappes "Unsinn" als Antwort erscheint mir ein wenig dürftig.

GENAU deshalb frage ich ja: die Zusammenhänge sind wohl nicht trivial.

Das sind praktisch immer DC Motoren mit Permanentmagneten im Stator, da gibt es keine "zwei Wicklungen". Die einzige "Wicklung" ist der rotierende Anker und der hat eben eine weitere "Anzapfung/Bürste" bei ca. 45° von der normalen Bürstenposition.

Aber warum das nun dann mehr Leistung bringt?

H. H. schrieb:

Thomas R. schrieb:

Aber warum das nun dann mehr Leistung bringt?

Bringt es nicht, sogar weniger Drehmoment, aber mehr Drehzahl.

Da sagt mein Netzgerät aber etwas anderes!

Ein recht spezieller Anwendungsfall: der Scheibenwischermotor wird als Antrieb für eine Fäkalienpumpe auf dem Schiff genutzt, da ist Drehmoment sehr wichtig damit das zerkleinern auch funktioniert (wobei das Membranpumpen sind, die zerquetschen eher).

Eine wurde ohne Masseleitung geliefert; die hätte dann mit den beiden 53er Anschlüssen angeklemmt werden können/sollen. Die andere hatte den 53 stillgelegt und nur den 53b und den 31 am Gehäuse angeschlossen.

Daher die "Forschung" nach den Zusammenhängen.

Für diese Anwendung besser die langsame Stufe verwenden oder die "schnelle"??

Otto K. schrieb:

Ein knappes "Unsinn" als Antwort erscheint mir ein wenig dürftig.

Sinn/Unsinn: Eine Erklärung zu finden in einem Patent von AEG aus 1912.

https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/025698213/publication/CH63029A?q=pn%3DCH63029A

Die Bürsten beim Wischermotor werden nicht wirklich verschoben sondern es gibt eine 3. Bürste. Unsymmetrisch, aber egal. Hauptsache es wird gewischt.

Thomas R. schrieb:

Eine wurde ohne Masseleitung geliefert; die hätte dann mit den beiden 53er Anschlüssen angeklemmt werden können/sollen. Die andere hatte den 53 stillgelegt und nur den 53b angeschlossen.

Wie: eine Pumpe angeschlossen an 31-53. Die andere an 31-53b. Welche läuft jetzt schneller? Welche nimmt mehr Strom auf (bei gleicher Last)?

Hinz hat schon recht: ich kann nur mit der Hand bremsen und das ist nicht sehr zuverlässig/konstant. Der Anschluß an 53b/31 erscheint aber nicht nur schneller sondern auch stärker als an 53/31.

Aber das wüßte ich gern ohne gleich einen Motorenteststand aufbauen zu müssen. Entsprechend würde ich die beiden Motoren mit den richtigen Anschlußleitungen versehen (die kommen als Ersatz aufs Schiff; außer Feuer gibt es auf einem Schiff nichts schlimmeres als eine nicht funktionierende Toilette).

Leider findet sich im Netz nichts vernünftiges zu dem Thema.

H. H. schrieb:

Giovanni schrieb:

Eine Erklärung zu finden in einem Patent von AEG aus 1912.

https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/025698213/publication/CH63029A?q=pn%3DCH63029A

Da bleiben die Bürsten aber gegenüberliegend.

Aber verschoben - und darum geht es. Beim Wischer keine mechanische Verschiebung daher unsymmetrisch, da wahrscheinlich der Wirkungsgrad nicht so wichtig ist.

Hatte ich doch geschrieben?

H. H. schrieb:

Thomas R. schrieb:

Der Anschluß an 53b/31 erscheint aber nicht nur schneller sondern auch stärker als an 53/31.

Entscheidend ist die Temperatur der Wicklung. Mit der "schiefen" Bürste hast du einen schlechteren Wirkungsgrad.

Das ist nachvollziehbar aber gerade bei der kurzen Betriebsdauer völlig wumpe. Wie gesagt, Drehmoment ist das wichtigste. Man kann die Steuerung auf beliebig lange Betriebszeiten einstellen (und damit die Fördermenge) aber nicht das Drehmoment beeinflussen.

Daß so eine "Allerweltsanwendung" nicht besser beschrieben wird....

Genau diese Kennlinie habe ich gesucht! Im Bereich des üblichen Arbeitspunktes sind die Momente gar nicht so unterschiedlich (wohl aber die Leistungsaufnahme) aber im Blockierfall gewinnt tatsächlich die "Stufe 1".

Und das ist bei dieser Anwendung ausschlaggebend. Werde ich dann so ausführen. Danke!

Oh Mann, ich werd aus dem Kennfeld gar nicht schlau.

ich interpretiere blau als die Drehzahl-zu-Torque-Relation, stimmt, die kleinere Drehzahl entwickelt nahe Stillstand 50Nm, die schnellere nur 40Nm.

Was sollen die graue Parabel und die roten Linien anzeigen ? Für welche Beziehungen stehen sie ?

Vielleicht hilft das weiter.

Carypt C. schrieb:

Oh Mann, ich werd aus dem Kennfeld gar nicht schlau.

ich interpretiere blau als die Drehzahl-zu-Torque-Relation, stimmt, die kleinere Drehzahl entwickelt nahe Stillstand 50Nm, die schnellere nur 40Nm.

Was sollen die graue Parabel und die roten Linien anzeigen ? Für welche Beziehungen stehen sie ?

Der Nennpunkt liegt bei 3 Nm, also ganz links

Farben:

• ROT: Strom
• BLAU: Drehzahl
• SCHWARZ: Leistung = Drehzahl x Drehmoment.

Linien:

• durchgezogene Linien: 53 - Normal
• strichlierte Linien: 53b - Schnell

Ich hätte vermutet, dass der Strom bei Drehmoment Null auch Null ist. Nehme an es kommt durch das Reibungsmoment vom Getriebe.

Die blaue Kurve ist für die Drehzahl über dem Drehmoment. Die rote Kurve für Stromaufnahme über Drehmoment.

In den Daten ist als "Nennmoment" 3Nm angegeben. Zeichne eine senkrechte Kurve bei 3Nm ein: die trifft dann die blaue Kurve bei 46 bzw. 23 U/min und die rote bei 3 bzw. 4 A

Die Nennleistungsaufnahme ist der reine Leerlauf, alles andere ergibt sich aus dem Diagramm.

Die Leistungskurve (Parabel) zeigt die abgegebene mechanische Maximalleistung. Diese Motoren haben absichtlich einen schlechten Wirkungsgrad weil sie auch im Blockadezustand (Wischer auf der Scheibe festgefroren) nicht die Sicherung sofort auslösen dürfen. Die werden dann nur sauheiß!

Beispiel: bei 25Nm werden gerade ca. 40 Watt mechanisch abgegeben, dafür aber ca. 240 Watt aufgenommen!

T. L. schrieb:

Vielleicht hilft das weiter.

Demzufolge doch zwei Wicklungen?

Könnte es so sein, oder weiß jemand genaueres:

Auf dem Läufer sind mehrere Wicklungen im unterschiedlichem Drehwinkel. Alle Wicklungsenden sind mit der Nachbarwicklung verbunden und mit einem Kollektorsegment kontaktiert. Bei Verwendung der 180° Kohlen fließt der größte Strom durch die eine Wicklung die in genau richtigem Winkel zum Permanentmagnetfeld liegt und für maximales Drehmoment sorgt. Durch die anderen Wicklunge in Reihe fließt ein deutlich geringerer Strom. Bei Nutzung des verschobenen Kohlenpaars muss der Strom durch mehrere Wicklungen in Reihe und ist deshalb kleiner.

H. H. schrieb:

Nein, du hast phantasiert.

oder weiß jemand genaueres:

"Wicklungsschema Gleichstrommaschine"

Wie das üblicherweise funktioniert ist mir klar, aber wie erklärt sich das dann hier mit dem verdrehten Kohlenpaar und dem schlechten Wirkungsgrad? Oder werden durch das verschobene Kohlenpaar einfach bei unverändertem Wicklungsschema nur zum Magnetfeld "ungünstiger gelegene" Windungen bestromt? https://c.wgr.de/d/03e8817c1c4aed250bb138486050d4792ea2287a13f41b65933e8a18872a254c.pdf/Maschinenwicklung.pdf

Ah, ja, jetzt verstehe ich, wenn die Stromgerade rot links also wenig Drehmoment hat, dann ist aber zugleich auch der Rotor bei Höchstdrehzahl (30 rpm). Wenn der Rotor zum Stillstand kommt (rechts) hat er zwar das höchste Drehmoment (50Nm) und die Stromstärke ist auch maximal, weil die Ankerspule längst in Sättigung ist und keinen Selbstinduktivitätswiderstand mehr entgegesetzt.

ich danke für die Erklärung, mit der Konvention mechanische Leistung war ich nicht vertraut. Man hätte die Angaben auch in der Grafik machen können.

Hallo

Als generelle Empfehlung kann man, besonders bei Gleichstrom- und Universalmaschinen (Motoren) empfehlen wirklich alte Literatur aus der "Vorleistungselektronik" Zeit zu nutzen, und sich dort (es gibt bei der wirklich tiefgehenden Literatur aber auch keinen anderen Bereich) auf Motoren der kW Größenordnungen zu konzentrieren - z.B. die noch rein Elektromechanisch und rein mit "Eisen und Magnetismus" betriebenen E-Loks oder Motoren bei der Herstellung (Walzung) von Stahlblechen (Coils) in der Papierproduktion usw.

Allerdings: Früher wurde in solcher "Ingenieursliteratur" eher noch unverständlicher und mit noch höheren Voraussetzungen (manchmal meine ich bewusst "schlimm" und ausschließend) an den Lesenden geschrieben als es "heute" der Fall ist...

In den Details sind E-Motoren und auch Generatoren(gerade die "veralteten" ? Gleichstrom und Universalmaschinen) sehr anspruchsvoll und alles andere als Leicht zu verstehen. Es gibt (in der Praxis gab) sehr viele Möglichkeiten aus ein und den selben Motor mit "Tricks" oder rein technologisch recht einfache Modifikationen (die allerdings schon beim Bau eingebaut werden mußten) alle möglichen Drehmomente, Kurven, und Eigenschaften ohne jegliche Leistungselektronik "nur" mit Wicklungstricks, "Eisen" (Induktivitäten, Transformatorähnlichen Konstrukten,...) und reinen ohmschen Widerständen (allerdings "etwas" oberhalb der 1/4W Klasse...) von außen aus Motoren "herauszuholen".

Die Theorie (wohl auch viel teures und risikobehaftetes try and error und einfach nur Erfahrung) ist allerdings wirklich extrem heftig, sehr abstrakt und Mathematik verseucht- alles andere als intuitiv.