Maximalwerte DC-Motor bestimmen

[Hubert.G]

Wenn der Motorwiderstand 4 Ohm ist und die Spannung 7V dann ist der Strom U/R=I 7/4=1,75A
PWM würde dir insofern weiterhelfen da du damit den Durchschnittstrom verringerst. Allerdings brauchst du eine Erkennung wann die Drehzahl zurückgeht und du die PWM-Pulsbreite erhöhen musst um den Motorstrom damit auch zu erhöhen.

[Klebwax]

Die Kraft (eigentlich mechanische Leistung) eines Elektromotors hängt nur vom Strom ab. Nur der Strom erzeugt das Magnetfeld, das die mechanische Leistung erbringt. Alle Maßnahmen, die den Strom reduzieren

PWM würde dir insofern weiterhelfen da du damit den Durchschnittstrom verringerst.

reduzieren auch die mechanische Leistung. Wenn du also den Strom (die mechanische Leistung) brauchst, der bei 7V fließt, kannst du ihn nicht verringern.

Dein Problem ist aber nicht der Strom. Würde er den Motor kaputt machen, wäre er sofort nach dem Einschalten hinüber (wie soetwas bei Halbleitern vorkommt). Dein Problem ist die Temperatur. Das ist das generelle Problem von Spulen, da heizen sich die Windungen gegenseitig auf. Deine Beschreibung

Widerstand bei funktionierendem Motor 4,x Ohm, bei dem defekten 0,8Ohm

deutet darauf hin, daß die Lackisolierung geschmolzen ist und dabei ein Windungsschluß entstanden ist. Dazu müssen aber Temperaturen (in der Wicklung) von über 130° oder je nach Lack auch mehr Grad erreicht worden sein. Bei diesen Werten wird die Umgebungstemperatur kaum eine Rolle spielen.

Die sauberste Lösung ist eine Temperaturmessung. Wenn der Sensor nicht gut plazierbar ist, muß man den Grenzwert niedriger ansetzen.
Eine elegante Lösung wäre, die Wicklung als temperaturabhängigen Widerstand aufzufassen und damit die Temperatur zu bestimmen. Das ist aber nicht so einfach, da einem bei laufendem Motor die Gegen-EMK ins Bier spuckt.
Man kann kann auch die Erwärmung abschätzen, indem man den Strom über die Zeit aufsummiert. Dabei muß man aber auch die Abkühlungsphasen berücksichtigen.
Am einfachsten ist, die Anzeit des Motors zu begrenzen und danach eine Abkühlungszeit zu erzwingen. Die Hersteller von Motoren machen das dann so: sie schreiben Betriebsspannung 7V bei x% ED innerhalb von y Minuten ins Datenblatt. So kriegt man natürlich nicht alles aus dem Motor, was er könnte.

MfG Klebwax

Gerade noch gesehen:

Mich würde halt interessieren, welcher Dauerlast der Motor bei erneutem Verklemmen der Mechanik standhält.

Kann man nur austesten. Hängt von der Kühlung, dem Einbau und mehr ab. Tauch ihn in flüssigen Stickstoff und er schert seine Achse ab bevor die Wicklung schmilzt.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Also, bei Überlastung, wie du schon getestet hast, brennt ein Motor durch. Die Wicklung wird zu heiss und die Isolation schmort durch.

Nun gibt's eine maximale Leistung, welche der Motor dauernd abgeben kann ohne defekt zu gehen. Das Problem liegt nur daran, dass nicht mehr Wärme im Motor produziert wird, als abgeführt werden kann.

Nun bestehen die meisten Motoren neben der Wicklung, auch noch aus einer menge Eisen.
Im ersten Moment kühlt das Eisen die Wicklung.
Dadurch kann man einen Elektromotor Kurzzeitig überlasten.

Wie viel und wie lange hängt von der Motorenkonstruktion ab, bzw. wie schnell sich das Ding aufheizt.

Bei vielen Küchen-Mixern sind überlastete Motoren eingebaut, weshalb da irgend wo z.B. "KB 3 Minuten" drauf steht. Nach 3 Minuten wird der Motor zu heiss und man muss ihn erst abkühlen lassen, bevor man weiter machen kann.

MfG Peter(TOO)

[PICture]

Hallo!

@ Cysign

Für mich am einfachsten wäre sowas änliches, wie im Beispiel: http://www.ebay.de/itm/THERMOSCHALTE...item4ac2d0a8f4 . Das würde ich isoliert an der heißester Stelle des Motors befestigen.

[Geistesblitz]

Ich würd mal sagen: einfache Strommessung über Shunt-Widerstand (zb. 0,5 Ohm oder so) und wenn der Strom zu hoch wird per PWM die Motorspannung absenken. Das wäre dann eine einfache Stromregelung, um den maximalen Strom zu begrenzen. So könnte man den Motor auch mit noch höheren Spannungen betreiben. Vorteil wäre ein schön schneller Motor, der bei Blockieren nicht sofort durchbrennt. Mittels der Strommessung ließe sich sogar ein Blockieren detektieren und die Maschine könnte in eine Art Störmodus gehen. Du sagst, der Motor ist für 3V zugelassen? Dann müsste der Strom so etwa bei 3V/4Ohm=0,75A liegen, oder halt niedriger bei höherem Widerstand. Kann sein, dass du die Spannung vom Shunt noch verstärken musst oder am Controller eine geeignete niedrige Referenzspannung verwendest (0,75A*0,5Ohm wären dann ja nur 0,375V). Mit einer Referenzsspannung von 0,5V könntest du dann Messtechnisch den Bereich bis 1A gut abdecken.

[Klebwax]

Ich würd mal sagen: einfache Strommessung über Shunt-Widerstand (zb. 0,5 Ohm oder so) und wenn der Strom zu hoch wird per PWM die Motorspannung absenken. Das wäre dann eine einfache Stromregelung, um den maximalen Strom zu begrenzen.

Das hilft Cysign aber nicht weiter. Er muß ihn mit höherer Spannung, also mit mehr Strom als bei 3V fließen, betreiben.

Eine Reduzierung der Spannung ist nicht machbar, da er dann für den gewünschten Anwendungsbereich zu schwach ist.

Es darf nur nicht zu lange sein, sonst überhitzt er wie

Bei vielen Küchen-Mixern sind überlastete Motoren eingebaut, weshalb da irgend wo z.B. "KB 3 Minuten" drauf steht. Nach 3 Minuten wird der Motor zu heiss und man muss ihn erst abkühlen lassen, bevor man weiter machen kann.

Was man rausbekommen muß ist, wie lange hier die "3 Minuten" sind, oder wie heiß er wirklich ist.

MfG Klebwax

[Geistesblitz]

Das hilft Cysign aber nicht weiter. Er muß ihn mit höherer Spannung, also mit mehr Strom als bei 3V fließen, betreiben.

Mit der Strombegrenzung würde man ja auch erreichen, dass der maximale Strom, den der Motor aushält, nicht überschritten wird. Wenn häufiger der Maximalstrom überschritten wird, macht der Motor das eh nicht lange mit. Da würde wirklich nur ein größerer Motor helfen.

Gibt es denn ein Bild oder so, wo man sehen kann, wie der Motor verbaut ist?

[Peter(TOO)]

Hallo,

Es darf nur nicht zu lange sein, sonst überhitzt er wie
Was man rausbekommen muß ist, wie lange hier die "3 Minuten" sind, oder wie heiß er wirklich ist.

Da müsste man halt messen.
Möglichst die Temperatur der Wicklung messen.
Dann den Motor 1-2s mit einem bestimmten Strom (Last) laufen lassen und wieder die Wicklungstemperatur messen.

Alles wirklich wieder abkühlen lassen und mit einem anderen Strom messen.

Die Kurven entsprechen dann e-Funktionen, also der Ladekurve eines Kondensators.

Die erste Messung sollte man mit dem gänzlich unbelasteten Motor machen.
Die Zweite würde ich mit blockiertem Motor machen.
Weitere Kurven müssten dann dazwischen liegen.

Zur Überwachung müsste man dann den Strom über die Zeit Integrieren.

Per Software würde man dann den Strom während Laufzeitzeit z.B. jede Sekunde in einer Variablen addieren.
Diese Variable wird in der Stromlosen Zeit jede Sekunde mit einem Faktor <1 multipliziert.
Wenn die Variable einen bestimmten Wert überschreitet hat der Motor zu heiss.

Kann man natürlich noch etwas genauer und komplizierter machen, indem man über die e-Funktion rechnet.

Grundsätzlich sollte man über den aktuellen Strom gehen, da die Motorbelastung ja sehr unterschiedlich sein kann.

Mf Peter(TOO)