Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Motor anhalten


von Jan (jacfab)


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Ich brauche für meine Anwendung einen Motor der mit einer geringen Kraft 
relativ langsam dreht und bei einem größeren Widerstand einfach stehen 
bleibt ohne dabei auf Dauer zu überhitzen. Gibt es so etwas?

Als Hintergrund:
Es soll ein Garn auf Spannung gehalten und aufgespult werden es läuft 
mit einer recht langsamen geschwindigkeit ab, diese Gewindigkeit ist 
aber nicht konstant. Ich will vermeiden einen Tänzer o.ä. zu verwenden 
mit dem der Motor gekoppelt ist, weil das die ganze Anwendung unnötig 
komplex macht.

von Mario M. (thelonging)


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Rutschkupplung, wie beim Tonband auf der Abwickelseite.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jan schrieb:
> einen Motor der mit einer geringen Kraft langsam dreht
Gibts da auch Zahlenwerte dazu?

> und bei einem größeren Widerstand einfach stehen bleibt
Bei einem normalen DC-Motor bestimmt der Strom die Kraft und die 
Spannung die Drehzahl. Du musst also den Strom begrenzen, um die Kraft 
zu begrenzen.

> ohne dabei auf Dauer zu überhitzen. Gibt es so etwas?
Wenn der Motor mechanisch groß genug ist, dass er die Wärme wegbekommt, 
dann geht das. Sonst musst du ihn zwangsbelüften.

von Sven L. (svenl)


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Mario M. schrieb:
> Rutschkupplung, wie beim Tonband auf der Abwickelseite.

Quatsch, das hat man vor fast 50 Jahren schon anders gemacht!

Drehstrommotor, der ein der Abrollrichtung entgegen gesetztes Drehfeld 
hat und somit ein kleines Drehmoment in Gegenrichtung erzeugt, um das 
Band, den Garn oder was auch immer straff zu halten. Das Drehfeld wurde 
ganz klassisch per Steinmetzschaltung erzeugt.

Das kann man auch mit modernen Brushless-Motoren bauen, allerdings 
benötigt man da einen eigenen oder modifizierten Controller für, der mit 
geringerer Frequenz den Motor ansteuert. Ist der Strom gering genug, 
kann der Motor auch ohne weiteres angehalten werden und stirbt nicht den 
Hitzetod.

Sven

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


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Jan schrieb:
> Ich brauche für meine Anwendung einen Motor der mit einer geringen Kraft
> relativ langsam dreht und bei einem größeren Widerstand einfach stehen
> bleibt ohne dabei auf Dauer zu überhitzen. Gibt es so etwas?

Du kannst Dir den Läufer einer Asynchronmaschine so dimensonieren, dass 
deren Kippmoment im Anlaufpunkt bzw. bei blockiertem Rotor auftritt, 
siehe Verhalten der Asynchronmaschine mit Schleifringläufer und externem 
Rotorzusatzwiderstand.

Wer Dir einen solchen "von der Stange" verkauft, kann ich Dir leider 
nicht sagen.

Vermutlich wäre auch ein Synchron-Motor mit Hysteresläufer für Deine 
Anwendung geeignet.

Grüßle,
Volker

von olaf (Gast)


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>  Gibt es so etwas?

Sicher nicht fertig, aber du kannst es bauen. :)

Du brauchst einen moeglichst kleinen Motor mit Getriebe.
Getriebe ist notwendig weil du die Drehzahl der kleinen
Motore runterbekommen musst. (Pollin hilft)

Dann brauchst du einen Regler der den Motor auf eine eher
langsame Drehzahl regelt. Dann musst du noch die Stromaufnahme
ueberwachen. Sollte die ueber deine Einheit "relatv/gering"
liegen kannst du abschalten.

Olaf

von Flip B. (frickelfreak)


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In Tonbandgeräten löste man die anforderung mit 2Phasigen Wechselstrom- 
Eddycurrent Asynchron- Drehmomentmotoren. Das Drehmoment lässt sich 
dabei wunderbar über den Spulenstrom einstellen.  Vielleicht kannst du 
so einen gebraucht kaufen.

von Udo S. (urschmitt)


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Kleiner Spaltpolmotor der blockierfest ist.
Z.B. sowas:
https://www.ebetec.at/de/antriebstechnik/elektromotoren_12/synchronmotor-standard_c179
Mal bei Pollin oder ebay suchen vieleicht gibts da was für ein paar 
Cent.

Ansonsten könnte man sich bei Garn auch etwas mechanisches als "Tänzer" 
ausdenken das einen schönen konstanten Zug ermöglicht.
z.B. eine Umlenkrolle mit einem Gewicht in einem Rohr. Eine oder mehrere 
Lichtschranken steuern dann den Motor je nach Position des Gewichts.

von Morpheus (Gast)


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Das geht mit jedem 0815 Stepper, die man so für Arduino-Basteleien 
bekommt. Strom runter, dass er das Garn nicht zerrupft und los gehts...

von Harald W. (wilhelms)


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Jan schrieb:

> Ich brauche für meine Anwendung einen Motor der mit einer geringen Kraft
> relativ langsam dreht und bei einem größeren Widerstand einfach stehen
> bleibt ohne dabei auf Dauer zu überhitzen.

Dazu musst Du einfach nur den Betriebsstrom des Motors begrenzen.
Der Motor sollte allerdings nicht zu klein sein, damit er nicht 
überhitzt.

von Wolfgang (Gast)


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Jan schrieb:
> Ich brauche für meine Anwendung einen Motor der mit einer geringen Kraft
> relativ langsam dreht

Ein Motor liefert dir ein Drehmoment.
Wie groß die daraus resultierende Kraft ist, hängt vom Hebelarm 
(=Achsenabstand) ab.

Das langsame Drehen ergibt sich von selbst, wenn die Last groß genug 
ist. Überhitzen tut der Motor nur, wenn er die elektrisch zugeführte 
Leistung nicht ausreichen in Form von Wärme abgeben kann, d.h. wenn der 
Motor zu klein im Verhältnis zur Lastanforderung ist.

von Michael B. (laberkopp)


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Jan schrieb:
> Ich brauche für meine Anwendung einen Motor der mit einer geringen Kraft
> relativ langsam dreht und bei einem größeren Widerstand einfach stehen
> bleibt ohne dabei auf Dauer zu überhitzen.

Wenn du den Motor aus einer Konstantstromquelle versorgst, entwickelt er 
eine Kraft (Drehmoment) abhängig vom Strom, und die Drehzahl passt sich 
an die Garnabrollgeschwindigkeit von alleine an.

ABER: Bei Geschwindigkeitsänderungen wirkt die Garnrolle und 
Motorträgheit und kann durchaus dein Garn zerreissen, ein Tänzer hat da 
weit geringere bewegte Massen.

von Jan (jacfab)


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Harald W. schrieb:
> Jan schrieb:
>
>> Ich brauche für meine Anwendung einen Motor der mit einer geringen Kraft
>> relativ langsam dreht und bei einem größeren Widerstand einfach stehen
>> bleibt ohne dabei auf Dauer zu überhitzen.
>
> Dazu musst Du einfach nur den Betriebsstrom des Motors begrenzen.
> Der Motor sollte allerdings nicht zu klein sein, damit er nicht
> überhitzt.

Könnte man das mit einem einfachen Labornetzteil machen:
https://www.conrad.de/de/p/basetech-bt-305-labornetzgeraet-einstellbar-0-30-v-dc-0-5-a-150-w-anzahl-ausgaenge-1-x-513812.html

Könntest du mir einen Motor empfehlen, der nicht zu klein ist?

Ich sollte, auch in Bezug auf die anderen Antworten hinzufügen, dass es 
sich nicht um ein feiner Garn handelt, sondern eher um einen Verbund von 
Garnen und einer Metallumwicklung (1-2,5mm). Das Material hält etwa 
50kg, wird also nicht so schnell reißen ;-)

von Jan (jacfab)


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vielen Dank für die vielen hilfreichen und schnellen Antworten. Ich bin 
allerdings ein bisschen verwirrt, weil einige geraten haben einen 
kleinen Motor zu nehmen andere aber sagen, dass der Motor nicht zu klein 
sein soll. Letzteres macht für mich auf den ersten Blick mehr sinn, wenn 
ich mit dem Netzteil den Strom limitiere.

von Hermann Kokoschka (Gast)


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Naja, unter "GARN" stellt man sich halt sowas wie aus Muttis Nähmaschine 
vor...

> Metallumwicklung (1-2,5mm)
Das ist schon eine völlig andere Hausnummer
und hat umgangssprachlich nicht viel mit GARN zu tun, eher mit SEIL...

von Hermann Kokoschka (Gast)


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Nachtrag:

Je nach dem, welche Biegesteifigkeit das "Seil" hat ändert sich 
natürlich auch der Lösungsansatz deutlich, wenn das Seil wg. Steifigkeit 
dazu neigt sich geradelegen zu wollen, also seinen Durchmesser auf der 
Rolle aufzublähen brauchst Du völlig andere Gegenkräfte als bei dem, was 
ich als "Garn" bezeichnen würde.

von Jan (jacfab)


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Hermann Kokoschka schrieb:
> Naja, unter "GARN" stellt man sich halt sowas wie aus Muttis Nähmaschine
> vor...
>
>> Metallumwicklung (1-2,5mm)
> Das ist schon eine völlig andere Hausnummer
> und hat umgangssprachlich nicht viel mit GARN zu tun, eher mit SEIL...

Ja, das ist richtig. Es ist eine Art Seil auf dem eine dünne 
Metallschicht liegt. 1-2,5mm beziehen sich auf den Gesamtdurchmesser. Es 
handelt sich hier um Saiten für Musikinstrumente. Wer sich darunter 
nichts vorstellen kann, vergleichbar vielleicht mit einer Wäscheleine 
die man aufwickeln möchte.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jan schrieb:
> eine Art Seil auf dem eine dünne Metallschicht liegt. 1-2,5mm
> beziehen sich auf den Gesamtdurchmesser
Flatwound-Basssaiten?

von Stefan F. (Gast)


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Das habe ich schon mal mit einem simplen Widerstand vor dem Motor 
gemacht. Nur manchmal brauchte er einen Schubs zum Anlaufen. In meinem 
Fall war das akzeptabel.

von Dieter (Gast)


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Jan schrieb:
> Motor der mit einer geringen Kraft relativ langsam dreht und bei einem
> größeren Widerstand einfach stehen bleibt

Es gibt Jalousien, die so funktionieren und Fensterheber im Auto 
ebenfalls. Welche Modelle das sind, wissen vielleicht andere.

von Achim H. (pluto25)


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Ein Scheibenwischermotor? Hält locker 15Min Stillstand - Mit 
verminderten Strom auch den ganzen Tag.
Oder ein Klappenstellmotor? Die fahren standartmäßig gegen Anschlag und 
bleiben dann den ganzen Tag unter Strom bis die Klappe wieder zu 
gefahren wird - sind also dauerstillstandsfest. Jedoch darauf achten das 
das letzte Ritzel volle Umdrehungen schafft - viel haben nur Zähne für 
ca 100°
Oder Drehspieß Motoren? Wie verhalten die sich bei Stillstand?

von HildeK (Gast)


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Jan schrieb:
> Ich brauche für meine Anwendung einen Motor der mit einer geringen Kraft
> relativ langsam dreht und bei einem größeren Widerstand einfach stehen
> bleibt ohne dabei auf Dauer zu überhitzen. Gibt es so etwas?

Ja, es gibt so was. In meiner alten Revox B77 sind an den Wickeltellern 
je ein Kondensator-Motor verbaut. Der Abwickelteller wird beim Abspielen 
rückwärts betrieben, um die Bandspannung durch geringes Gegendrehmoment 
aufrecht zu erhalten. Auch der Aufwickelteller würde ohne Band schneller 
laufen, wird also gebremst. Das geht natürlich dauerhaft.
Leider kann ich dir keine Typen nennen.

von Walter T. (nicolas)


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Welches Moment, welche Drehzahl, wieviele Betriebsstunden erwartest Du?

Es reicht eine grobe Abschätzung.

(Und ob das Ganze in einer stark vibrationsbelasteten Umgebung verwendet 
wird, wäre vielleicht auch interessant.)

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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HildeK schrieb:
> Jan schrieb:
>> Ich brauche für meine Anwendung einen Motor der mit einer geringen Kraft
>> relativ langsam dreht und bei einem größeren Widerstand einfach stehen
>> bleibt ohne dabei auf Dauer zu überhitzen. Gibt es so etwas?
>
> Ja, es gibt so was. In meiner alten Revox B77 sind an den Wickeltellern
> je ein Kondensator-Motor verbaut. Der Abwickelteller wird beim Abspielen
> rückwärts betrieben, um die Bandspannung durch geringes Gegendrehmoment
> aufrecht zu erhalten. Auch der Aufwickelteller würde ohne Band schneller
> laufen, wird also gebremst. Das geht natürlich dauerhaft.
> Leider kann ich dir keine Typen nennen.

Das sind allerdings Widerstandsläufer.

von HildeK (Gast)


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H. H. schrieb:
> Das sind allerdings Widerstandsläufer.

Mag sein, ich kenne mich mit elektrische Maschinen überhaupt nicht aus. 
Vielleicht hilft der Begriff 'Widerstandsläufer' dem TO auch weiter.

Ich wollte nur darauf hinweisen, dass so was für einen vergleichbaren 
Zweck verwendet wird.

von H. H. (Gast)


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HildeK schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Das sind allerdings Widerstandsläufer.
>
> Mag sein, ich kenne mich mit elektrische Maschinen überhaupt nicht aus.
> Vielleicht hilft der Begriff 'Widerstandsläufer' dem TO auch weiter.

Als Einzelstücke sind die aus Unobtainium.


> Ich wollte nur darauf hinweisen, dass so was für einen vergleichbaren
> Zweck verwendet wird.

Schon klar.

Studer hat für die Regelung übrigens (zum Teil) richtiges Hightechzeug 
verwendet: TCA561.

von Jan (jacfab)


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Walter T. schrieb:
> Welches Moment, welche Drehzahl, wieviele Betriebsstunden erwartest Du?
>
> Es reicht eine grobe Abschätzung.
>
> (Und ob das Ganze in einer stark vibrationsbelasteten Umgebung verwendet
> wird, wäre vielleicht auch interessant.)

Das Drehmoment kann ich nicht genau sagen, da ich das 
Übersetzungsverhälnis ja noch nicht habe. Auf das Seil sollte irgendwas 
zwischen 100g und 800g wirken, es muss absolut nicht genau sein. Ich sag 
mal eine Kraft die man mit zwei Finger auch ohne Aufwand aufbringen 
kann.
Auch die Drehzahl hängt natürlich von der Übersetzung ab, das Seil wird 
mit maximal 0,5m / sek laufen, also nicht allzu schnell. Der Motor 
müsste dann entsprechend ein bisschen schneller aufwickeln damit das 
Seil unter Spannung bleibt.
Die Vorrichtung würde etwa 30-60 Minuten am Tag laufen, jeweils 10 
Minuten am Stück.

Eine hohe Vibrationsbelastung gibt es nicht in der Umgebung

von Walter T. (nicolas)


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Das sind doch wunderbare Zahlen.

Auf 15 Jahre sind das c. 5500 Betriebsstunden.

Bei einem Spulendurchmesser von 5 cm sind das rund 100 U/min, also 
insgesamt
31369439 Umdrehungen in 15 Jahren. Vielleicht auch nur 31369321. YMMV.

Da ist ein Reibradgetriebe oder eine einfache Rutschkupplung gar nicht 
so verkehrt.

Ich würde wahrscheinlich eine fettgefüllte Viscokupplung bauen (Welle 
und Hülse mit Wurfpassung, Fett dazwischen), allerdings müsste man da 
nach der Hälfte der Lebensdauer mal das Fett wechseln.

Edit: Habe mich um den Faktor 2 verrechnet (Radius statt Durchmesser), 
aber das Prinzip ist ja klar.

: Bearbeitet durch User
von Jan (jacfab)


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>
> Ich würde wahrscheinlich eine fettgefüllte Viscokupplung bauen (Welle
> und Hülse mit Wurfpassung, Fett dazwischen), allerdings müsste man da
> nach der Hälfte der Lebensdauer mal das Fett wechseln.
>

Das ist wahrscheinlich eher eine Überfordung für mich und auch 
vielleicht mit Kanonen auf Spatzen geschossen :)

Würde so etwas für eine quick&dirty Lösung funktionieren:

https://www.conrad.de/de/p/mentor-716-sicherheits-rutschkupplung-1-st-184121.html?hk=SEM&WT.mc_id=google_pla&gclid=CjwKCAjwzY2bBhB6EiwAPpUpZqEEbkK7Y5nbuO0w1CZ_q-U0rIHLfAV66KKaGgW3Dvl4zJrEs9vbqhoCe28QAvD_BwE

von Walter T. (nicolas)


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Die Conrad-Rutschkupplung ist wohl eher als Überlastsicherung, nicht zur 
Dauerbelastung geeignet.

Vielleicht gibt es auch eine extrem einfache Variante - Du hast nichts 
zu den Rahmenbedingungen geschrieben. Vielleicht wird die Spule 
regelmäßig getauscht weil leer, dann würde sich die Spule selbst als 
Verschleißteil eignen.

Wenn Dir die mechanische Seite nicht liegt, würde ich es auch elektrisch 
machen.

von Jan (jacfab)


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> Vielleicht gibt es auch eine extrem einfache Variante - Du hast nichts
> zu den Rahmenbedingungen geschrieben. Vielleicht wird die Spule
> regelmäßig getauscht weil leer, dann würde sich die Spule selbst als
> Verschleißteil eignen.

Ja tatsächlich hatte ich das ursprünglich auch überlegt einfach die 
Spule mit einem Filz o.ä. anzutreiben. Allerdings war da mein Gedanke, 
dass es vielleicht dann nicht verlässlich abzieht und ich auch dachte, 
dass ich es mit einem schwachen Motor vielleicht viel einfacher 
realisieren kann...

von Jan (jacfab)


Angehängte Dateien:

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Hier einmal das grobe Konzept. Frage ist ob der Motor rechts mit dem 
Getriebemotor gekoppelt sein muss, eine einfachere Lösung wäre es 
erstmal, das man die Geschwindigkeit manuell etwas oberhalb des 
Getriebemotors einstellt.

Mal am Rande: Hier ist nicht zufällig jemand in der Nähe von Berlin 
oder?

von Harald W. (wilhelms)


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Mario M. schrieb:

> Rutschkupplung, wie beim Tonband auf der Abwickelseite.

Am besten nimmt man gleich etwas passendes:
Eine Drahtzuführung für Trafowickelstationen mit Rutschkupplung.
Die ist für Dauerbetrieb geeignet, einstellbar und funktioniert
ganz ohne Strom.

von Walter T. (nicolas)


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Ui, fünf Motoren, sechs aktive Komponenten. Hast Du schon ein 
funktionierendes Funktionsmodell oder bist Du noch in der 
Brainstorming-Phase?

Da Du mit der "Glätteinrichtung" ohnehin ein Verschleißteil im System 
hast, würde ich mir beim durchrutschenden Antrieb keinen Kopf machen, 
den auf Gedeih und Verderb verschleißfrei zu bekommen.

In der Prototypen-Funktionsmodell-Phase würde ich als Erstes ein 
strombegrenztes Labornetzteil und den nächstbesten Motor ausprobieren. 
Viele hundert Betriebsstunden kommen da eh nicht zusammen.

von H. H. (Gast)


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Walter T. schrieb:
> In der Prototypen-Funktionsmodell-Phase würde ich als Erstes ein
> strombegrenztes Labornetzteil und den nächstbesten Motor ausprobieren.

ACK!

von Jan (jacfab)


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Walter T. schrieb:
> Ui, fünf Motoren, sechs aktive Komponenten. Hast Du schon ein
> funktionierendes Funktionsmodell oder bist Du noch in der
> Brainstorming-Phase?
>
Oh, ich hatte nur die Motor Icons nicht rausgelöscht. Das hatte meine 
Kollege gezeichnet, der mag Motoren ;)
Eigentlich sind es nur die 2: der Getriebemotor mit der Vulkollanrolle 
der mit recht viel Kraft durch die Glätte durchzieht und dann auf der 
rechten Seite der kleine Motor, der sowohl das Uhing (braucht nicht viel 
Kraft) als auch die Rolle antreibt und das Material wieder aufwickelt 
auf eine K160 Spule. Wenn das Material durchgelaufen ist, wird die Spule 
abgenommen und wieder links angebracht.

: Bearbeitet durch User
von Walter T. (nicolas)


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Ist der Zweck ein Geheimnis?

K160-Spulen können auch selbst als Hälfte einer Reibpaarung eingesetzt 
werden. Wurde in alten Erodiermaschinen gemacht. Sie müssen ja nur zwei 
Durchgänge überleben (einmal als Quell- und einmal als Zielspule).

(Zumindest sehen die Spulen so aus wie die Mitsubishi-Spulen.)

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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H. H. schrieb:
> Als Einzelstücke sind die aus Unobtainium.

Wie gesagt, ich kenne mich mit Motoren nicht aus.
Meine Vermutung war, dass allgemein ein Kondensatormotor passender Größe 
vielleicht doch geht. Wenn es jedoch ein Widerstandläufer sein muss und 
der praktisch nicht beschaffbar ist ... da bin ich raus.

von H. H. (Gast)


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HildeK schrieb:
> Meine Vermutung war, dass allgemein ein Kondensatormotor passender Größe
> vielleicht doch geht.

Kurzschlussläufer sind über Spannung nur wenig regelbar.

von Jan (jacfab)


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Walter T. schrieb:
> Ist der Zweck ein Geheimnis?

Absolut nicht. Es handelt sich um eine Glätteinrichtung für meine 
Saiten.

Ich denke ich werde einen einfach DC-Motor und ein Labornetzteil nehmen. 
Allerdings suche ich die ganze Zeit schon nach einem geeigneten und kann 
mich bei den Dimensionierungen nicht entscheiden. Was heißt "klein". 
Kann mir jemand von euch einfach einen Motor empfehlen, mit dem ich es 
erstmal probieren kann?

von H. H. (Gast)


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Jan schrieb:
> Kann mir jemand von euch einfach einen Motor empfehlen, mit dem ich es
> erstmal probieren kann?

Sobald du etwas konkretes zu Drehzahl und Drehmoment geschrieben hast.

von Udo S. (urschmitt)


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