Hallo, Ich versuche gerade den Wicklungswiderstand eines Bürsten Gleichstrommotors zu ermitteln. Ich habe den Motor mechanisch blockiert, präge per Labornetzteil einen Strom ein und messe die Spannung, soweit der Plan. Das Problem ist, der Widerstand scheint mit zunehmender Stromstärke stark abzunehmen: Strom Spannung Widerstand 0,51A 0,67V 1,33R 1,00A 0,93V 0,93R 1,51A 0,99V 0,66R 1,97A 1,35V 0,69R 3,03A 1,53V 0,50R 3,99A 1,94V 0,49R Woran kann das liegen? Und vor allem, was ist nun der "richtige" Wert? An Erwärmung kann es nicht liegen, ich habe den Strom immer nur kurz angelegt und die Messreihe zweimal direkt hintereinander mit quasi identischen Ergebnissen aufgenommen. Die Anzeige des NT scheint auch zu passen, zumindest stimmt sie mit meinem DMM überein.
Die Kontakte an den Kohlebürsten sind nicht unbedingt reproduzierbar. Wenn die Kohlen warm werden ist zu erwarten dass der Widerstand abnimmt. Graphit hat bekanntlich einen negativen TC.
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Lurchi schrieb: > Wenn die Kohlen warm werden ist zu erwarten dass der Widerstand abnimmt. > Graphit hat bekanntlich einen negativen TC. Wie gesagt, Erwärmung ist als Ursache ausgeschlossen. Auch unmittelbar nach der Messung mit hohem Strom zeigt die erneute Messung mit niedrigem Strom wieder denselben, erhöhten Widerstand. Ich habe die Messwerte mal in Excel geworfen. Der Motor verhält sich als hätte er ca. 0,30 Ohm, aber irgendwo gehen konstant ~0,6V ab. Nein, eine Diode hab ich nicht drin ;) Laut https://gearmotorblog.wordpress.com/2012/04/26/armature-resistance-dc-motors/ könnte die Ursache eine Oxidschicht zwischen Kohlen und Kommutator sein, aber kann das wirklich auch bei relativ hohen Strömen noch so viel ausmachen? Und wenn ja, gehe ich richtig in der Annahme, dass diese Oxidschicht bei laufendem Motor nicht mehr vorhanden sein wird?
Vergessen: Im Plot ist auf der x-Achse der Strom in A aufgetragen
Kannst Du die Spannung des Teilwicklungen-Widerstands mit Messspitzen nicht direkt an den Kollektorlamellen messen? Da der Motor angehalten ist, geht das doch. Schließlich misst Du an den Klemmen den Widerstand der Kohlen und der Übergänge zum Kollektor mit. Im doofsten Fall sitzt die Kohlebürste auf mehreren Lammellen und Du misst erstmal den Widerstand mehrerer paralleler Teilwicklungen. Die im Motor im festgehaltenen Anker entstehende Kraft kann sich auch auf die Bürsten auswirken, und die Kohlebürsten verbinden dann über die Lamellen Nachbarwindungen kraftabhängig dazu oder weg. Wackle bei Deiner Messart mal einfach probeweise am Anker oder an den Bürsten etwas hin und her. Da wird sich schon der Einfluss der Kohlen bzw ihres Kontakts zeigen.
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Peter R. schrieb: > Kannst Du die Spannung des Teilwicklungen-Widerstands mit Messspitzen > nicht direkt an den Kollektorlamellen messen? Da der Motor angehalten > ist, geht das doch. Der Motor hat keine Belüftung und ihn zu öffnen ist leider keine Option, zumal das auch nicht geht ohne die Bürsten vom Kommutator zu entfernen. https://www.motiondynamics.com.au/my1016-brush-plate-with-brushes.html Es ist ja auch kein Problem wenn da noch Übergangs- und Leitungswiderstände mit im Messwert drin sind, im Gegenteil, das macht für die Modellbildung ja Sinn. Nur würde ich eben einen konstanten Wert erwarten. Ich habe die verfügbaren Betriebspunke aus dem Datenblatt (https://www.ebikethaikit.com/uploads/443/files/MY1016Z250W.pdf) auch nochmal in eine Excel Tabelle übertragen, mit dem geschätzten Wert von 0,30 Ohm würden die zumindest extrem gut linear ausfallen (eigentlich schon verdächtig gut (?), R^2 = 0.9999, orange Linie im Bild).
Peter R. schrieb: > Im doofsten Fall sitzt die Kohlebürste auf mehreren Lammellen und Du > misst erstmal den Widerstand mehrerer paralleler Teilwicklungen. Und dieses Spiel mit vier Bürsten...während Gleichzeitig das anliegende Drehmoment kräftig die ganze Konstruktion (incl Getriebe?) verwindet und verdreht. was schrieb: > Ich habe den Motor mechanisch blockiert... Vorschlag: Bestrome das Teil mit Konstantstrom, Blockiere das Ding in (mehreren) anderen Drehwinkeln unter zuhilfenahme eines langen Hebels, und beobachte dabei die Spannung. Dabei wirst du ähnliche Lastsprünge beobachten können. Ausserdem wirst du eine Blockadestellung finden in welcher [verglichen zu deiner obigen Messreihe] sich das Gegenteilige verhalten zeigt. Womöglich zeigt das Teil dabei sogar ein selbsterregendes oszillieren. https://de.wikipedia.org/wiki/Wagnerscher_Hammer An einem Motor ohne Getriebe könnte man den gemessenen Widerstand auch in Abhängigkeit seines Drehwinkels von 0 bis 359 Grad erfassen. HTH
was schrieb: > Das Problem ist, der Widerstand scheint mit zunehmender Stromstärke > stark abzunehmen: Wie misst Du denn den Widerstand. Ein ohmscher Widerstand ist so definiert, das der Strom durch ihn proportional zur Span- nung ist. Ist diese Proportionalität nicht gegeben, hast Du keinen ohmschen Widerstand. Dann macht auch die Angabe von Messgrössen in Ohm keinen Sinn.
Elektrofan schrieb: > Normales Verhalten. Schön. Kannst du dann auch meine Frage beantworten? was schrieb: > Und vor allem, was ist nun der "richtige" Wert?
Harald W. schrieb: > Wie misst Du denn den Widerstand. Habe ich im 1. Post beschrieben. Harald W. schrieb: > Ein ohmscher Widerstand ist > so definiert... Das wissen wir hier alle, danke. Kannst du auch etwas zum Thema beitragen?
2 Cent schrieb: > Vorschlag: Bestrome das Teil mit Konstantstrom, Blockiere das Ding in > (mehreren) anderen Drehwinkeln unter zuhilfenahme eines langen Hebels, > und beobachte dabei die Spannung. Dabei wirst du ähnliche Lastsprünge > beobachten können. Habe ich mal gemacht. Die Ergebnisse variieren durchaus mit der Position, aber der Verlauf ist qualitativ immer derselbe. So groß ist das Drehmoment nicht, als dass sich der ganze Aufbau oder das Getriebe so weit verwindet, dass sich der Kommutator unter den Bürsten genug weiterdreht, um mehr oder weniger Wicklungen zu kontaktieren. Was bleibt ist dass irgendwo konstant ~0,6V abzufallen scheinen.
was schrieb: > Harald W. schrieb: >> Wie misst Du denn den Widerstand. > > Habe ich im 1. Post beschrieben. > > Harald W. schrieb: >> Ein ohmscher Widerstand ist >> so definiert... > > Das wissen wir hier alle, danke. Kannst du auch etwas zum Thema > beitragen? Ja, Du versuchst eine Erklärung für Deine falschen Messungen zu bekommen. Du kannst ja gerne ein Strom/Spannungsdiagramm aufneh- men. Einen ohmschen Widerstand hast Du aber nicht.
Harald W. schrieb: > Einen ohmschen Widerstand hast Du aber nicht. Das seh ich selber, aber danke dennoch, dass du das offensichtliche aussprichst. Und jetz?
Harald W. schrieb: > Du versuchst eine Erklärung für Deine falschen Messungen zu > bekommen. ... oder eine Erklärung für meine richtigen Messungen. Kannst du eines davon liefern?
was schrieb: >> Du versuchst eine Erklärung für Deine falschen Messungen zu >> bekommen. > > ... oder eine Erklärung für meine richtigen Messungen. Dann erklär doch mal,was an Deinen Messungen richtig ist. Noch besser wäre es natürlich, wenn Du, wie bereits gesagt, eine Strom/spannungs- kurve malen würdest. Vielleicht könnte man aus deren Verlauf etwas erkennen.
Harald W. schrieb: > Noch besser > wäre es natürlich, wenn Du, wie bereits gesagt, eine Strom/spannungs- > kurve malen würdest. Die findest du bereits in meinem Beitrag vom 05.06.2020 um 18:51. Wenn es dir zu anstrengend ist hier aufmerksam mitzulesen und etwas Konstruktives beizutragen, dann lass es doch bitte einfach und spar uns beiden die Zeit.
was schrieb: > Wenn es dir zu anstrengend ist hier aufmerksam mitzulesen Ja, Du hast recht. Bei Deiner Dummheit macht eine weitere Diskussion keinen Sinn. Vielleicht solltest Du nochmal den Abschnitt über das ohmsche Gesetz in Deinem Schulphysikbuch nachlesen. EOD
was schrieb: > Und wenn ja, gehe ich richtig in der Annahme, dass diese Oxidschicht bei > laufendem Motor nicht mehr vorhanden sein wird? Ist der Motor denn in der letzten Zeit mal gelaufen, oder ist er fabrikneu (oder lag jahrelang in einem Schrank rum)? Du kannst ihn ja einfach mal ne Weile laufen lassen und schauen, ob sich der magische Spannungsoffset verändert. was schrieb: > Die Anzeige des NT scheint auch zu passen, zumindest stimmt sie mit > meinem DMM überein. Wenn du schon seltsame Effekte hast, dann würde ich mich nicht auf die Anzeige des Netzteils verlassen sondern bei der tatsächlichen Messung (also nicht nur bei einer Kontrollmessung ohne Last) U und I mit Multimetern nachmessen. Und dabei die DMM so anschließen, dass du den Spannungsabfall am Strommessgerät nicht mitmisst (also spannungsrichtiger Anschluss).
Harald W. schrieb: > EOD End of Depp? Endlich. @TO Sicher dass nicht beispielsweise 2 Schottky Dioden im Strompfad liegen? Vielleicht im Motor selbst? Lässt der sich in beide Drehrichtungen betreiben? Das würde ungefähr zu den 0.6V passen
> Was bleibt ist dass irgendwo konstant ~0,6V abzufallen scheinen.
Vor gaaanz langer Zeit lernten wir in der Vorlesung für E-Maschinen,
dass man bei der Betrachtung von DC-Bürsten-Motoren mit einer
Bürstenspannung von 2 Volt (!) ausgehen kann.
Dieser Wert bezog sich auf Maschinen mit höherer Spannung,
z.B. 220V.
Und ist (natürlich) auch bei ein- und demselben Motor
alles andere als konstant.
was schrieb: > 2 Cent schrieb: >> Vorschlag: Bestrome das Teil mit Konstantstrom, Blockiere das Ding in >> (mehreren) anderen Drehwinkeln unter zuhilfenahme eines langen Hebels, >> und beobachte dabei die Spannung. Dabei wirst du ähnliche Lastsprünge >> beobachten können. > > Habe ich mal gemacht. Die Ergebnisse variieren durchaus mit der > Position, aber der Verlauf ist qualitativ immer derselbe. Ok, dann bekamst du das Teil also nicht zum Schwingen. Nur weil es dir nicht gelingt bedeutet dies nocht nicht das es unmöglich wäre, egal, dann "zieht" sich das Teil bis jetzt immer fest bei deinen Messungen. > So groß ist > das Drehmoment nicht, als dass sich der ganze Aufbau oder das Getriebe > so weit verwindet, dass sich der Kommutator unter den Bürsten genug > weiterdreht, um mehr oder weniger Wicklungen zu kontaktieren. Was zu Beweisen wäre. IaW, ich denke (bis jetzt) diese Aussage ist falsch. > Was bleibt ist dass irgendwo konstant ~0,6V abzufallen scheinen. Auch dies Bezweifle ich (bis jetzt). Messe mal die Spannung / Berechne mal den Widerstand für einen Strom von 0,3mA, 1mA, 3mA, 10mA, und 50mA. Letzteres hattest du einmalig schon mit 1,33 Ohm gemessen/gepostet. Diese fünf Messungen bei mindesten drei verschiedenen Blockierstellungen; =15 Messungen Poste die Ergebnisse hier um meine Meinung zu widerlegen :D ???Dein Netzteil kann solche kleinen Konstantströme nicht liefern / Ablesbarkeit der Anzeige??? -Betreibe das NT auf Konstantspannung, nimm einen bekannten Vorwiderstand an welchem du die abfallende Spannung mit deinem DMM misst; klemme dann das DMM an den Motor. > Und vor allem, was ist nun der "richtige" Wert? Meine Interpretation der Sinnhaftigkeit dieser Frage; Worstcase (Anlauf ohne Gegen-EMK) etwa 0,5 Ohm wurden von dir bereits gemessen; das (den sich dann ergebenden Strom bei der dann angeschalteten Spannung) muss deine Ansteuerschaltung liefern können.
In dem Zusammenhang auch lesenswert: https://de.wikipedia.org/wiki/Frittspannung Sicherlich ist diese zwischen den Kohlen und dem Kupfergegenpart auch nicht zu vernachlässigen.
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2 Cent schrieb: > Worstcase (Anlauf ohne Gegen-EMK) etwa 0,5 Ohm wurden von dir bereits > gemessen; Eben nicht, dazu müsste ich zumindest mal den gesamten potentiellen Strombereich (22A oder mehr) aufnehmen und das gibt mein Netzteil nicht her. Ich muss also extrapolieren und das geht sauber nur mit Verständnis darüber, wie der Verlauf zustandekommt, alles andere ist mMn Pfusch. Ich konnte eine Dissertation finden, in der eine ähnliche Messreihe aufgenommen wurde, mit qualitativ ähnlichen Ergebnissen. https://d-nb.info/1024884708/34, Seite 67 Sei's drum, auch wenn ich nicht argumentieren kann ob oder warum meine Extrapolation gerechtfertigt ist, passt der Wert der dabei rauskommt (0,30 Ohm) sehr gut zum Datenblatt. Mein Regler läuft jedenfalls gerade um den schwierigen Bereich um Drehzahl n=0 sauberer mit angenommenen 0.6V Spannungsabfall, dann werde ich den Pfusch wohl erstmal in Kauf nehmen. Danke an alle die hilfreiche Gedanken abgegeben haben, schönen Sonntag noch :)
was schrieb: > 2 Cent schrieb: >> Worstcase (Anlauf ohne Gegen-EMK) etwa 0,5 Ohm wurden von dir bereits >> gemessen; > > Eben nicht, dazu müsste ich zumindest mal den gesamten potentiellen > Strombereich (22A oder mehr) aufnehmen So ist das. Glücklicherweise war ja von Anfang an klar das du die notwendige Spannung für 22A (oder mehr, zB 1300A) anlegen möchtest. Dir. > und das gibt mein Netzteil nicht her. Ok, ein weiteres Puzzlestück. Glücklicherweise war ja von Anfang an klar das es hier um die Grenzen deines Netzteils ging. Dir. > Ich muss also extrapolieren Das ist Pfusch! > und das geht sauber nur mit Verständnis > darüber, wie der Verlauf zustandekommt Immernoch meine Meinung (bis jetzt): du hast nicht die leiseste Spur einer Ahnung wie der Verlauf deiner gemessen Werte zustande kommt. > alles andere ist mMn Pfusch. Da sind wir uns einig: Unsauberer Pfusch. > Ich konnte eine Dissertation finden, in der eine ähnliche Messreihe > aufgenommen wurde, mit qualitativ ähnlichen Ergebnissen. > https://d-nb.info/1024884708/34, Seite 67 Die lese ich bestimmt nicht, es sei denn du gibst mir einen Grund. Hier. > Sei's drum, auch wenn ich nicht argumentieren kann ob oder warum meine > Extrapolation gerechtfertigt ist, passt der Wert der dabei rauskommt > (0,30 Ohm) sehr gut zum Datenblatt. Prima Ergebnis! Gepriesen sei der Schreiber des Datenblattes :D > Mein Regler läuft jedenfalls gerade um den schwierigen Bereich um > Drehzahl n=0 sauberer Drehzahl=0. Mit fettem Getriebe. Aha. Ja, ein tatsächlich sehr schwieriger Bereich. Gut das du das hinbekommen hast :D > mit angenommenen 0.6V Spannungsabfall, dann werde > ich den Pfusch wohl erstmal in Kauf nehmen. So sei es! Viel Erfolg wünsche ich dir, viel Spass wirst du noch haben beim Pfuschen. > Danke an alle die hilfreiche Gedanken abgegeben haben, schönen Sonntag > noch :) Dir auch! Lebe lang und in Frieden!
2 Cent schrieb: > Die lese ich bestimmt nicht, es sei denn du gibst mir einen Grund. Hier. Musst du nicht, wenn es dich nicht interessiert. Die Abbildung ohne Quellenangabe hier reinstellen wäre nur eben arschig. 2 Cent schrieb: > Prima Ergebnis! Gepriesen sei der Schreiber des Datenblattes :D Der Wert steht aber nicht im DaBla. Man kann nur aus den Spannungs-, Strom- und Drehzahlwerten darin darauf schließen, dass 0,30 Ohm physikalisch Sinn macht. 2 Cent schrieb: > Immernoch meine Meinung (bis jetzt): du hast nicht die leiseste Spur > einer Ahnung wie der Verlauf deiner gemessen Werte zustande kommt. Und du? Wenn ich das wüsste, würde ich nicht hier fragen. Warum es >20 Posts braucht um wieder auf die Anfangsfrage zurückzukommen, ist mir allerdings ein Rätsel. 2 Cent schrieb: >> Ich muss also extrapolieren > Das ist Pfusch! Extrapolieren ist nur Pfusch, wenn man das zugrundeliegende Modell nicht kennt. Tue ich nicht, eben darum geht's hier. 2 Cent schrieb: > Glücklicherweise war ja von Anfang an klar > das es hier um die Grenzen deines Netzteils ging. Geht es nicht. 2 Cent schrieb: > Glücklicherweise war ja von Anfang an klar das du die > notwendige Spannung für 22A (oder mehr, zB 1300A) anlegen möchtest. Dir. Spielt keine Rolle, es geht um einen ohm'schen Widerstand. 2 Cent schrieb: > Viel Erfolg wünsche ich dir, viel Spass wirst du noch haben > beim Pfuschen. Tja, Besseres gibt die Expertise der Leute im Forum wohl leider nicht her.
was schrieb: > 2 Cent schrieb: >> Die lese ich bestimmt nicht, es sei denn du gibst mir einen Grund. Hier. > > Musst du nicht, wenn es dich nicht interessiert. Die Abbildung ohne > Quellenangabe hier reinstellen wäre nur eben arschig. Dazu stelle ich keine Fragen. Muss ich auch nicht, der Fragesteller bist du. Eine Begründung ist deine Bringschuld. Was sollte mich eine Dissertation eines Wayne interesssieren? > 2 Cent schrieb: >> Prima Ergebnis! Gepriesen sei der Schreiber des Datenblattes :D > > Der Wert steht aber nicht im DaBla. Man kann nur aus den Spannungs-, > Strom- und Drehzahlwerten darin darauf schließen, dass 0,30 Ohm > physikalisch Sinn macht. Es wird immer schlimmer. > 2 Cent schrieb: >> Immernoch meine Meinung (bis jetzt): du hast nicht die leiseste Spur >> einer Ahnung wie der Verlauf deiner gemessen Werte zustande kommt. > > Und du? Wenn ich das wüsste, würde ich nicht hier fragen. Warum es >20 > Posts braucht um wieder auf die Anfangsfrage zurückzukommen, ist mir > allerdings ein Rätsel. Und du? Möchtest du "die Anfangsfrage" ausformulieren? Ein einfaches "NEIN" könnte ausreichen; dann erwarte aber besser keine Antwort auf eine nie formulierte Frage. > 2 Cent schrieb: >>> Ich muss also extrapolieren >> Das ist Pfusch! > > Extrapolieren ist nur Pfusch, wenn man das zugrundeliegende Modell nicht > kennt. Tue ich nicht, eben darum geht's hier. Eben!!! > 2 Cent schrieb: >> Glücklicherweise war ja von Anfang an klar >> das es hier um die Grenzen deines Netzteils ging. > > Geht es nicht. Errrm. > 2 Cent schrieb: >> Glücklicherweise war ja von Anfang an klar das du die >> notwendige Spannung für 22A (oder mehr, zB 1300A) anlegen möchtest. Dir. > > Spielt keine Rolle, es geht um einen ohm'schen Widerstand. Nope, du selbst sagst Spannungsabhängiger Widerstand, den du offensichtlich nicht wirklich messen (und verstehen) willst! Da kann dir keiner helfen. Gegen deinen Willen kann niemand Verständnis in deinen Kopf hineinprügeln. > Wie geschrieben: > 2 Cent schrieb: >> Viel Erfolg wünsche ich dir, viel Spass wirst du noch haben >> beim Pfuschen. > > Tja, Besseres gibt die Expertise der Leute im Forum wohl leider nicht > her. "die Expertise der Leute im Forum" können weitaus mehr leisten als ich in der Lage bin. Ich bin nicht "das Forum". Aber auch ich gebe jetzt bald jeden Versuch auf dir zu helfen.
2 Cent schrieb: > ... Meine Fragen sind vollständig ausformuliert im ersten Post zu finden. Du kannst darauf nicht eingehen, hast also offensichtlich auch nicht mehr Ahnung als ich, kein Problem, aber was willst du dann hier? Jetzt ist der Thread durch nutzloses Gefasel und Gekeife so lang geworden, dass jemand der eventuell tatsächlich Licht in die Sache bringen könnte wohl kaum mehr Lust hat sich das durchzulesen und zu helfen. Schade, kann mal wieder weg.
Ich finde die Abhandlung durchaus lesenswert. Beim Überfliegen fand ich aber auch keinen Hinweis auf eine Untersuchung der starken Stromschwankungen. Nur die Periodizität mit einer kompletten Umdrehung wird betrachtet. Was er genau untersuchte, ist die Geometrieabhängigkeit vom Bürstensystem. Viele gute Hinweise. Warum bleibst du nicht beim bekannten Nickname student? Da gehts dir bald wie MaWin.
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