Falls das eher in den Bereich HO allgemein gehören solle - bitte dorthin verschieben.
Es geht um den Effekt eines vergleichsweise schwachen Feldmagneten, z.B. beim Umbau eines "traditionellen" Märklin'schen Reihenschlußmotors (RSM) in einen DC-Motor, um ihn mit einem DC-Motor-Dekoder mit lastabhängiger Motorregelung zu betreiben, z.B. einem 6090 oder 60901/2. Bekanntlich haben diese alten M.-Dekoder ein Trimmpoti für die Anfahr-/Bremsverzögerung und ein Trimmpoti für die Min.- bzw. Max.-Geschwindigkeit.
Wenn man die Stator-/Feldspule durch einen Permanentmagneten ersetzt (da gibt es ja verschiedene Möglichkeiten) stellt man fest, daß bei Verwendung eines schwachen Magneten (z.B. den früher als "Hamo-Magnet" bezeichneten Klotz) die Maximal- und Minimalgeschwindigkeit wesentlich größer ist als bei einem starken Magneten, z.B. den in dem früheren "Hochleistungsantrieb" (HLA) verwendeten flachen Magneten, iVm mit einem Spacer/Lückenfüller. Dies geht so weit, daß der ohnehin nicht sehr große Bereich der Fahrtstufen bei M/MM von 14 (bzw. 27, wenn man die Märklin'schen "halben" FS mitrechnen möchte) nur noch zu einem kleinen Teil ausgenutzt werden kann, da die oberen FS nicht sinnvoll genutzt werden können, und die Minimalgeschwindigkeit zu hoch ist. Vermutlich wird dies dadurch bewirkt, daß infolge des schwächeren Stator-Magnetfelds die Gegen-EMK-Spannung geringer ist und dadurch seitens der Dekoder-Elektronik eine zu niedrige Geschwindigkeit "angenommen" und daher stärker nachgeregelt/nachgeschoben wird als erforderlich.
Wenn nun, warum auch immer, kein anderer Magnet verwendet werden kann oder soll (unterstellt dies bitte einmal als gegeben): Gibt es eine andere Methode, die Motordrehzahl zu verringern (außer durch Einschleifen von Widerständen/Z-Dioden/Dioden in die Zuleitungen, was vermutlich hinsichtlich der Gegen-EMK-Spannung ohnehin kontraproduktiv wäre und daher einige Umlötaktionen am Dekoder erfordern würde): Wäre es ein Weg, die Wicklungszahl der Spulen des Rotors zu vergrößern (oder zu verringern)? Denn anscheinend ist da das schwächere Stator-Magnetfeld die Ursache für die zu hohe Drehzahl/Geschwindigkeit. Also liegt der Gedanke nahe, dies durch Veränderung des Rotor-Magnetfelds "auszugleichen".

Moin DrK,

Keine gute Idee, da nun auch noch die Windungszahlen zu reduzieren!
Dazu nun ein wenig Theorie:
Die Drehzahl eine Stromwendermotors kann nach der Drehzahlformel berechnet werden:
n = (U -RI)/(2*pi* alpha * Phi)
n =Drehzahl
U=Klemmenspannung
R=Anschlusswiderstand
I = Stromaufnahme
alpha =Motorenkonstante
PHI =Polstärke ( Auslöser für die Fragestellung)

Da außer alpha alle anderen Größen bekannt sind, komme ich nach eine kleinen Erläuterung zu I auf diese Größe alpha zurück.
Die Stromaufnahme kann man als Nutzer nur 7ndirekt beeinflussen, denn der Motor "holt" sich den Strom, den er beaucht. Wie groß dieser ist, hängt gemäß der Drehmomenten formel von den Motorkonstanten und der Last ab:
M =alpha* Phi * I. Die Drehmomente sind dabri die Summe aus allen Widerständen im und zum Modell gehörig:
Bürstenreibung, Lagerreibung, Anhängelast, dynamische Teibung, ....
Je schwächer der Motor ( alpha*Phi) , desto stärker steigt die Stromaufnahle bei gleicher Zunahme der Last. Und: desto schneller verlangsamt sich der Motor.
Nun zur Motorkonstanten alpha: hier gehen die Windungszahlen vom Läufer ein, die die Auswirkung des Magnetfelds auf die Spulen beeinflussen. Je größer die Windungszahl, desto größer die induzierte Spannung gemäß Induktionsgesetz:
dU = - N *( d Phi/ dt)., wobei man N*Phi = Psi setzen kann. Diese neue Größe Psi wird auch verketteter Fluss genannt. Reduziert man die Windungszahl, so wird die induzierte Spannung noch kleiner und der ymotor dreht sich noch schneller.
Vgl. DCM1 vs DCM2 100:145 bei ansonsten gleichen Werten.
Für den Digitalbetrieb gibt es in Verbindung mit den HAMO-Magneten nur eine sinnvolle Option, die Referenzspannung in den CVs zu reduzieren. Dies geht am schnellsten, wenn man mit einem programmierbaren Netzteil die gewünschte Geschwindigkeit einstell 6nd dann die Spannung abliest.
BTW: mit HAMO-Magnet sollte man die 12V nicht überschreiten.

Mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

Zitat

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Moin DrK,

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Eben erst aufgestanden?

Zitat

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Keine gute Idee, da nun auch noch die Windungszahlen zu reduzieren!

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Ich schrieb von "verändern" (vergrößern oder verkleinern).

Zitat

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Nun zur Motorkonstanten alpha: hier gehen die Windungszahlen vom Läufer ein, die die Auswirkung des Magnetfelds auf die Spulen beeinflussen. Je größer die Windungszahl, desto größer die induzierte Spannung gemäß Induktionsgesetz:
dU = - N *( d Phi/ dt)., wobei man N*Phi = Psi setzen kann. Diese neue Größe Psi wird auch verketteter Fluss genannt. Reduziert man die Windungszahl, so wird die induzierte Spannung noch kleiner und der ymotor dreht sich noch schneller.

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Gut. Oder so. Also bewirkt eine Vergrößerung der Windungszahl eine Vergrößerung der Gegen-EMK-Spannung. Nicht eben fernliegend. Sofern die zu hohe Geschwindigkeit nur an der zu niedrigen Gegen-EMK-Spannung liegt wäre dies die (eine) Lösung. Ist die Vergößerung der Windungszahl der Rotorspulen nicht aber auch im übigen vorteilhaft (bei, wie gesagt, "zu" schwachem Permamentmagnet im Stator)?

Zitat

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Für den Digitalbetrieb gibt es in Verbindung mit den HAMO-Magneten nur eine sinnvolle Option, die Referenzspannung in den CVs zu reduzieren.

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Aber auch dies hat seine Grenzen, nicht bei jedem Dekoder läßt sich eine "zu" niedrige Gegen-EMK-Spannung auf diese Weise (völlig) kompensieren.
Und erst recht nicht wenn es sich wie hier - habe ich aber ausdrücklich geschrieben - um einen 6090/60901/2 handelt. Zwar kann man da noch eine Kleinigkeit herausholen, wenn man den 10k, der vom Geschwindigkeits-Trimmer (auch 10k) nach Masse durch z.B. 100k oder mehr ersetzt oder den Trimmer durch einen 100k...220k-Trimmer, da hierdurch ein paar mehr Prozent an gegen-EMK-Spannung der Regelelektronik zugeführt werden können. Aber das ist nur eine marginale Verbesserung, die eine z.B. um 50% "zu" niedrige Gegen-EMK-Spannung nicht kompensieren kann.

Hallo DRK,

der Verständnisfehler scheint mir darin zu liegen, daß du um die Gegen-EMK kreist. Die ist aber unschuldig.
Tatsache ist einfach, je stärker das Statorfeld ist, um so langsamer, aber auch kräftiger ist der Motor. Ein schwaches Statorfeld sorgt für hohe Drehzahlen, die aber unter Last schnell einbrechen. Bei manchen Elloks für Gleichstrom wird in höheren Fahrstufen mit Feldschwächung eine höhere Endgeschwindigkeit erreicht.

Zitat

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der Verständnisfehler scheint mir darin zu liegen, daß du um die Gegen-EMK kreist. Die ist aber unschuldig.

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Da wäre ich aber nicht so sicher. Ein schwächeres Stator-Magnet und eine von der Windungszahl her kleinere Rotorspule hat eine geringere Gegen-EMK-Spannung zur Folge. Und dies vernalßt den Dekoder bei im übrigen gleich Einstellung mehr Gas zu geben.
Kann aber durchaus sein, daß auch der von Dir beschriebene Effekt hinzu kommt (oder vice versa).

Zitat

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Tatsache ist einfach, je stärker das Statorfeld ist, um so langsamer, aber auch kräftiger ist der Motor. Ein schwaches Statorfeld sorgt für hohe Drehzahlen, die aber unter Last schnell einbrechen. Bei manchen Elloks für Gleichstrom wird in höheren Fahrstufen mit Feldschwächung eine höhere Endgeschwindigkeit erreicht.

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Gut, glaube ich gerne, die Frage ist halt, wie das korrigiert werden kann (wenn der Dekoder, wie die alten M.-Dekoder) keine Korrekturmöglichkeit bietet.

Guten Abend DrK,

zu Deiner Problemstellung gibt es folgende Optionen:


Austausch des Permanentmagneten mit folgenden Änderungen:
a) mit größerer Polstärke
moderne Permanentmagnete haben deutlich größere Flussdichten als Frühere.
Der Magnet muss dann aber genau an den Bügel angepasst werden. Konfektionierte Ware gibt es sehr wahrscheinlich nicht.

b) mit geringerem Luftspalt
dies erfordert präzises Abmessen und genaues Arbeiten, da der Polbügel neu produziert werden muss. Folgeinvestitionen in die Läuferlagerung sind erforderlich.

c) mit größerem Polbedeckungsgrad
Der Polbedeckungsgrad geht proportional in die Motorkonstante mit ein und dürfte den größten Einfluss haben. Maßnahmen wie unter b)

Änderung der Ansteuerung:

d) Austausch der Dekoder gegen aktuelle Ausgaben. Ist der g0nstigste Weg, leider nicht gewünscht.

e) Erhalt des Dekoders, der auf den sogenannten HLA optimiert ist. Diese Option erfordert den von Dir genannten Eingriff in die Platine durch Einfügen ein geeigneten Vorwiderstands, der auf der "richtigen Seite" sich befinden muss. Damit wird die vmax weiter herabgesetzt. Mit Nebeneffekten ist zu rechnen.

Änderung des Läufers ( eine Vergrößerung der Polzahl bewirkt Nichts!)

f) Neuwickeln der Läuferspulen mit mehr Windungen
Nur soweit durchführbar bis mechanische (Drahtdicke, Windungszahl),
elektrische (Anschlusswiderstand) und/oder magnetische (Sättigung des Eisenkerns) Grenzen erreicht werden.

g) Neugestaltung des Läufers, was einer Neukonstruktion entspricht.

Mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

Hallo zusammen,

Ja, was ihr über den Feldmagneten sagt, ist vollkommen richtig.

Einen zu schwachen Hamo-Magneten könnte man z.B. durch ein stärkeres Exemplar erstezen. Doch leider wird man kaum einen Magneten bekommen, der genau zwischen die Polbügel passt, so dass ein passender Luftspalt für den Anker frei bleibt.

Was man aber bastlerisch tun kann: einen kleineren Supermagneten, den es ja in Plättchen- oder Zylindreform in verschiedenen Größen gibt, einbauen, und den Abstand der Polbügel durch Zwischenlegen von kleinen Stahlblech-Stücken oder eisernen Unterlegscheiben passend aufzufüllen. Falls der Magnet dann den Stapel nicht ausreichend zusammenhält, erledigt das ein Tröpfchen Sekundenkleber.

Zu viel Magnetfeld ist übrigens auch nicht gut, weil dann der Anker beim Zusammenbauen des Motors stark an den Polbügeln haftet.

Grüße

Hans Martin