Reihenschlußmaschine - generatorische Bremse

[Ben _. (burning_silicon)]

Hat jemand der hier Anwesenden sowas schon gebaut oder Erfahrung mit 
sowas?

Solche Motoren werden zB. als Spindel-Antrieb für Drehbänke eingesetzt, 
oder als Eisenbahn-Fahrmotoren. Dort sind sie aber eine Nummer zu groß, 
mir geht es um eine Antriebsleistung von 20 bis maximal 40 kW.

Theoretisch sollte sowas ja funktionieren wenn man die RSM kurz mit 
einem Strom beaufschlagt, so daß sie ein Magnetfeld aufbaut und dieses 
Magnetfeld dann durch den Bremsstrom aufrecht erhält.

Was mich nun interessieren würde, wie verhält sich so ein Aufbau in der 
Regelung? Mehr Strom bedeutet ja auch ein stärkeres Magnetfeld in der 
RSM und damit ein Ansteigen der generatorischen Spannung oder des 
Stromes. Kriegt man das mit einer Stromregelung in den Griff oder 
schaukelt sich das so weit auf bis irgendwas zerstört wird?

Wieviel Zeit hat man nach Aufbau des Magnetfeldes durch einen externen 
Strom, bis dieses wieder abgebaut wurde? Also wieviel Zeit kann man sich 
zwischen dem Abschalten des Magnetisierungsstromes bis zum Fließen eines 
Bremsstromes erlauben?

Nebenfrage, falls jemand Erfahrung mit dem Betrieb von RSM zwischen 20 
und 40 kW hat: Wie stark werden Kohlebürsten und Kollektor abgenutzt, 
wie lange hält sowas?

[Hondo Z. Schnell (Gast)]

Solche Maschinen kommen aus einer Zeit vor der Elektronik, vor den 
Halbleitern. Heutzutage wuerde man die Erregerwicklung getrennt 
bestromen wollen, weil das einen Freiheitgrad ueblig laesst. Eine 
Reihenschlussmaschine als Generator hat naemlich keinen Freiheitsgrad. 
Wenn man da was machen will, zB mit Thyristoren... viel Spass. Ist 
sicher machbar, der Entwicklungsaufwand kann aber teurer sein wie die 
Maschine selbst. Bei einer fremderregten Maschine ist das 
Brems-Drehmoment wahrscheinlich proportional zum Erregerstrom minus 
einer Konstanten, bei einer festen Anker Spannung, und festen Drehzahl. 
Und diese Konstante ist die noetige Erregerspannung, um die EMK bei der 
Drehzahl zu erreichen.

[Ben _. (burning_silicon)]

Das Schöne an einer RSM sind drei Dinge: Kein Ärger mit der 
Kommutierung, ein hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen und eine 
sehr gute, einfache Regelbarkeit im Motorbetrieb.

Nachteilig sind die Verluste durch den Kollektor und der 
Materialverschleiß an Kohlebürsten und Kollektor. Die Funkenstörung 
kriegt man in den Griff, sehe ich nicht als gravierendes Problem.

Was Du beschreibst sind die Probleme, die mir auch bekannt sind und um 
deren Verhalten bei einer Regelung ich nichts weiß. Irgendwie muß es ja 
gehen, sonst wäre ja keine Elektrolokomotive mit RSM zu einer 
generatorischen Bremsung fähig. Und davon gibts einige, sogar mit 
Rückspeisung der Bremsleistung in die Oberleitung. Mich interessiert WIE 
das funktioniert und wie man es für 20-40kW nachbauen kann.

Für Thyristoren sehe ich heute keine Notwendigkeit mehr. Moderne FETs 
und IGBTs bekommen das sicherlich auch ganz gut hin.

Eine Trennung der Wicklung zur externen Erregung wäre evtl. machbar, 
wenn man Ständer- und Läuferwicklung extern zusammenschalten kann (wie 
beim Waschmaschinenmotor). Allerdings hab ich dann wieder die 
Verlustleistung der Erregerwicklung...

[Hondo Z. Schnell (Gast)]

Die Verlustleistung der Erregerwicklung sind eh da. Bei einer 
Reihenschlussmaschine wird die Erregerwicklung mit dem Ankerstrom 
bestromt, da in Serie.
Wie haben die frueheren Lokomotiven und Trams das gemacht... Mit 
geschalteten Widerstaenden in Serie. Quadratmeterweise Eisen 
Widerstaende mit 1..2..3 cm^2 Querschnitt und irgend einer Laenge. Die 
hingen dann am Wind, aufm Dach, da die Verlustleisung ja nur in der 
Fahrt aufgetreten ist.
Allenfalls wurden bei der Erregerwicklung auch noch etwas geschaltet.