"fremderegte" GM - eine Grundlagendiskussion

[The Man]

Für größere Leistungen dürfte das Prinzip nicht geeignet sein, weil durch die "falsche" Kommutierung auch entsprechendes Bürstenfeuer entsteht (es wird ja zu einem Zeitpunkt kommutiert, wo die EMK nicht Null ist).

So in die Richtung geht meine "Befürchtung" auch. Ich glaube, dass man mit zunehmender Gradzahl beim Timing eine Halbumdrehung in Anteile aufteilt, wo in denen der "falschen" Kommutierung eine Gegenstrombremse stattfindet. So lange die Winkelanteile der antreibenden Abschnitte überwiegen, dreht sicher der Motor natürlich.

Also würdest du meine Vermutung unterstüzen, dass es eben der Feldschwächung nur ähnlich ist, aber da noch andere Wirkmechanismen am Werke sind?

[ranke]

Anderer Wirkmechanismus? Ich würde sagen das selbe Prinzip, aber eine andere technische Umsetzung. Der Läuferstrom muss sich durch mehrere Läufernuten bewegen, die induzierte EMK entspricht (bei gegebender Drehzahl) der örtlichen Flußdichte. Die gesamte EMK der Einzelleiter addiert sich nun. Bei der klassischen Feldschwächung wird die EMK aller Nuten gleichmäßig geschwächt, bei der verschobenen Kommutierung bleiben die meisten Nuten wie gehabt, und einige wenige haben keine oder sogar eine entgegengesetzte EMK. In der Summe bleibt sich das für die mechanischen und elektrischen Verhältnisse gleich: das Nennmoment sinkt, die Leerlaufdrehzahl steigt.
Ob die "falsche" Kommutierung wirklich die Bürsten stärker beansprucht ist wahrscheinlich eine Frage des Einzelfalls, immerhin findet man aber bei größeren Maschinen häufig Wendepole, die das Feld bei der Kommutierung gezielt so steuern, dass die Strombelastung an den Bürsten im Umschaltmoment möglichst wenig Verschleiß und Bürstenfeuer erzeugt. Da wird sich schon jemand etwas dabei gedacht haben.

[The Man]

anderer Tag, andere Gedanken...

Angenommen (erstmal unabhängig davon, wie das zu kostruieren währe) ich würde hingehen und bei einer permanent erregten GM die Magneten entlang der Welle verschieben, so das vom Anker immer mehr frei wird. Hier bin ich inzwischen auf den Trichter gekommen, dass es keine Feldschwächung im eigentlichen Sinne währe. Integriert über die Fläche der Spule auf dem Anker währe es natürlich das Gleiche. Aber die Feldschwächung lebt ja davon, dass die induzierte Gegenspannung sinkt und dadurch die Drehzahl steigt. Das Induktionsgesetzt ist ja nun U = n*L*dI/dt. Demnach würde die Länge der Spulenschleifen keine Rolle spielen, nur die Anzahl der Windungen. Das würde auf mein obiges Gedankenexperiment bedeuten, dass bei gleicher Drehzahl noch die gleiche Gegenspannung vorliegt; die Leerlaufspannung also gleich bleibt. Nichts desto trotz, muss bei Belastung mehr Strom gezogen werden, da weniger der sich im Leiter befinden Elektronen zur Summe der Lorenzkraft beitragen. Also würde man sich auf die Art ordentlich ins Knie schießen, und nur den Wirkungsgrad verhunzen, ODER?

[ranke]

Das Induktionsgesetzt ist ja nun U = n*L*dI/dt

Ich kenne das hier: U = -L*dI/dt
Das ist die Formel für die Selbstinduktion. Sie beschreibt die induzierte Spannung bei einer von außen erzwungenen Stromänderung durch die Spule. Oder andersherum: sie sagt, welche Spannung ich an einer Spule mit gegebener Induktivität L anlegen muss um eine bestimmte Stromänderung zu bekommen.

Für die von einer äußeren Magnetfeldänderung (Erregerfeld) generierte Induktionsspannung zu berechnen wäre (bei näherungsweise konstantem Spulenstrom) anzuwenden:
U=-N*d phi/dt
wobei phi der magnetische Fluß wäre, der sich bei Deinem Gedankenexperiment mit den axial verschiebbaren Erregermagneten entsprechend ändern würde. Es läuft dann wohl doch auf eine Feldschwächung heraus.

[The Man]

Peinlich, peinlich...falsches Gesetz genommen.

Stimmt, Phi ändert sich natürlich. Naja, immerhin war ich mit dem Gedanken an die Integration schon nah dran...
Villeicht also doch ein Ansatz, dem es mal zu versuchen wert ist.


Danke schön