Kleiner Gleichstrommotor

Sep 20, 2004 9 Replies

Hallo,



ich hab mal ne Frage zu kleinen Gleichstrommotoren. Ich kann mich dunkel erinner, dass es früher mal Bauanleitungen für Modelleisenbahnen gab, die dazu dienten, die Lok langsam und ohne Ruckeln anfahren zu lassen. Soviel ich weiß, ging das über ein PWM-Signal. Der Motor sollte so auch bei geringer Drehzahl ein hohes Drehmoment haben.



Die Frage geht nun dahin, mit welcher Frequenz sollte man nun einen kleinen Spielzeugmotor (12V < 5 Watt) betreiben? Oder welche Möglichkeiten gibt es noch, bei nidriger Drehzahl ein hohes Drehmoment (auch Anfahrmoment) zu erreichen?



Ich experimentiere gerade herum und verwende ca. 500 Hz, Pulsbreite ca. 30% bei 24V Betriebsspannung.


Gruß



Stefan


"Stefan Bröring" schrieb im Newsbeitrag news:cimtl9$5or$ snipped-for-privacy@news1.ewetel.de...

20 oder 50 Hz reichen. Es muss wenig genug sein, damit der Strom am Anfang des Pulses schnell bis zum Nennwert steigt (sagen wir in weniger als 10% der Pulsdauer) und am Ende ebenso wieder abfaellt. Ist PWM zu schnell, geht der Strom nur ein wenig um einen suich einstellenden Mittelwert rauf und runter (Glaettwirkung durch Induktivitaet) und du hast fast Gleichstrom, also kein erhoehtes Drehmoment. Der Nachteil des erhoehten Drehmoments liegt uebrigens in erhoehter Erwaermung, aber der Motor bleibt auf jeden Fall kaelter als bei Vollast, ist also thermisch nicht gefaehrdet.
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/ de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/ Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask. Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

"MaWin" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@uni-berlin.de...

Danke für den Tipp, werd ich morgen gleich mal ausprobieren.

Gruß

Stefan

Für Standardmotoren ist diese Frequenz schon etwas zu hoch. Als Optimum hat sich bei Modellbahnen ein Wert zwischen 65 und 85 Hz erwiesen. Eine niedrigere Frequenz als 40 Hz sollte nicht benutzt werden, da die mechanische Beanspruchung eines evt. vorhandenen Getriebes ansteigt.

Allerdings werden sog. Glockenankermotore (Faulhaber) bei solcher niedrigen Frequenz unnötig warm und die Lebensdauer wird verkürzt. Bei diesen Motoren kann durchaus mit Frequenzen bis 16KHz gearbeitet werden.

Gruß, Günter

Hallo,

ich hab die Frequenz erstmal deutlich reduziert und das Ergebniss ist erheblich besser geworden. Erwärmung ist kein Problem, da der Motor nur jeweils einige Sekunden läuft und dann mehrere Minuten steht. Das Problem ist nur die Reibung des Gesamtsystems und die von der Betriebsspannung abhängige Drehzahl und Positionierungsungenauigkeiten beim Ausschalten. Deswegen benötige ich ein großes Drehmoment und eine niedrige Drehzahl, zumindest kurz bevor ich den Motor ausschalte. Das ganze funktioniert momentan bei mir in der Werkstatt einwandfrei, bleibt abzuwarten, wie es dann beim Kunden, d.h. im Schweinestall funktioniert :-)

Gruß

Stefan

Hallo Stefan,

Betriebsspannung

Das ist nicht einfach. Wenn ein Schrittmotor in Frage kommt, waere das sehr viel einfacher. Bei DC Motoren ginge es, wenn die Endposition analog oder mehrstufig erfassbar ist. Dann kann man den Motor in die Zielposition "hineinpulsen" und auch per Gegenspannung abbremsen.

Am Rande: Ein Schrittmotor haelt in rauher Umgebung erheblich laenger als ein DC Kollektormotor.

Gruesse, Joerg

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...ist aber bei gleicer Abgabeleistung deutlich grösser. Für Modell- eisenbahnen deshalb wohl nicht geeignet; im Schweinestall sollte allerdings etwas mehr Platz sein. Gruss Harald

Hallo Harald

In dieser Anwendung macht es nichts. Allerdings sind Stepper teurer, wohl ein anderer Grund, warum sie nicht in Modelleisenbahnen vorkommen. Ein zweiter koennte der beschraenkte Drehzahlbereich sein.

Am Ende haengt das alles von den Verkaufszahlen ab. Sind es zig tausende, lohnt der Aufwand, einen DC Motor zu baendigen. Sonst eher nicht.

Gruesse, Joerg

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Am 20 Sep 2004 23:53:58 -0700, meinte snipped-for-privacy@arcor.de (Guenter):

Das ist so nicht richtig. Bei den altbekannten Märklin-Motoren (RSM) benutzt man zwar eine Frequenz von ca. 70 Hz und in der Tat scheinen diese Motoren damit am besten zu funktionieren - dies liegt aber offensichtlich an der konstruktionsbedingt hohen Induktivität und dem Umstand, daß die Jungs damals den Motor für eben 50 Hz AC ausgelegt haben. Sobald man den Motor zum DC-Motor umbaut oder Loks aus dem Gleichstrom-Lager verwendet, liegt die Frequenz der PWM bei geregelten Dekodern bei ca. 15 kHz und mehr. Bei dieser Ferquenz laufen die Motoren am ruhigsten und dank der Regelung kommt es auf die Losbrechwirkung bei niederfrequenter PWM nicht so entscheidend an. Bei den älteren DC-Motoren erzielt man aber ohne Regelung bessere Langsamfahriegenschaften mit niedriger Frequenz - wenngleich dies auch zu erhöhter Lärmentfaltung führt.

Dies dürfte aber nur bei extrem niedriger Geschwindigkeit der Fall sein.

Beste Grüße

Dr. Michael König

RA Dr. M. Michael König * Anwaltskanzlei Dr. König & Coll. D-65843 Sulzbach/Ts. * Antoniter-Weg 11 D-65929 Frankfurt a.M. * Dalbergstraße 4 nginfo-at-drkoenig.de [ersetze "-at-" durch "@"] * www.drkoenig.de

Am Mon, 20 Sep 2004 18:56:23 +0200, meinte "MaWin" :

Ein weiterer Nachteil der niedrigeren Frequenz ist der höhere Lärm. Das fällt insbsondere bei Motoren auf, deren Rotorachse nicht "richtig" gelagert ist sondern nur in einfachen Bohrungen des Chassis dreht (z.B. die älteren Märklin-Motoren). Umgebaut auf DC laufen Sie bei PMW von 16 kHz zwar nicht völlig lautlos aber doch sehr, sehr leise - bei PWM von 70Hz oder 100Hz rappel und lärmen sie in durchaus erheblich störender Weise - erst recht dann, wenn das Chassis mit schwingenden Teilen (alte Metalldrehscheibe) verbunden ist. Ich würde daher im Zweifel eine Regelung verwenden (das hatten wir vor einigen Wochen schon mal - leider bin ich da noch nicht zum Ziel gelangt).

Beste Grüße

Dr. Michael König

RA Dr. M. Michael König * Anwaltskanzlei Dr. König & Coll. D-65843 Sulzbach/Ts. * Antoniter-Weg 11 D-65929 Frankfurt a.M. * Dalbergstraße 4 nginfo-at-drkoenig.de [ersetze "-at-" durch "@"] * www.drkoenig.de

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