Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

Bereich für alle Themen rund um die Modellbahn-Elektronik und elektr. Umbauten für Analogbetrieb.
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Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#1

Beitrag von Dreispur » Di 7. Feb 2017, 16:58

Hallo !

Es werden immer wieder Diskusionen geführt wie man gute Lauf -Eigenschaften erreicht
bei Krichgeschwindigkeit .

Gibt es dazu eine Möglichkeit bei der Motorauswahl bezüglich Drehzahl um auch ein starkes drehen des Motor zu erreichen ?.
Für mich ist entscheidend eine optisch gute Endgeschwindigkeit . Bezw. auch ein starkes drehen des Motors bei niederen Drehzahlen .
Oft ist ein anlaufen des Motors bei Last mit 2-4 Volt zu erreichen ,wodurch ein Ruck feststellbar ist .
Einige kleine Rangierlok habe ich die zwar super fein langsam zu fahren sind , jedoch keine Zuglast . Bleibt zozusagen stecken . Motor dreht erst bei höherer Fahrstufe .

Konkret mein Anliegen : Bsp.
Ein Motor mit 9000 U/ 12 Volt ( 0,35 A bei Last ) volle Drehzahl
Anlauf bei 1 Volt und hohen Drehmoment . So meine Vorstellung . Eventuell wenn möglich bei Getriebeumbau ein Motor mit 12-15000 U .

Es ist mir klar das alles butterweich und frei Laufen muß und nicht durch Schmutz in ,Lager Achsen etc.schwärgängig ist .

Hat da wer schon eine halbwegs gute Lösung gefunden oder Motorvorschlag ?

Gesteuert wird DC analog und digital DCC . analog selten bis nie .
daher kein Betrieb mit Wechselstromtrafo mit Umschaltimpuls .
Einige alte Mä Lok , Hab nicht viele , sind auf DC - Motor permanent Magnet umgebaut .
Neue Mä Lok mit Decoder hab ich nicht .

Irgendwo stehe ich auf der Weiche und weis nicht links oder rechts . :redzwinker:

Schleiferlok werden mit Gleichstrom oder DC-Digital betrieben .
mfG ANTON

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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#2

Beitrag von hans-gander » Di 7. Feb 2017, 17:49

Hallo Anton,

das was Du beschreibst bzw. suchst sollte mit guten Decodern der optimal an die Motor-Getriebe Kombination angepasst ist, zu bewerkstellen sein.
Gerade die modernen Decoder mit ihren Regelparameter sind dazu in der Lage bei geringer Motordrehzehl durch verbreitern der Impulsweiten das Moment des Motors zu erhöhen. Nach diesem Prinzip wird zum Beispiel die Geschwindigkeit der Lok in weiten Bereichen konstant gehalten, unabhängig der Steigung oder Gefälle oder der "Last am Haken".
Ich kann das hier nicht weiter erklären. Aber vielleicht sind hier Kollegen die das Thema aufkreifen und weiter erleutern.
Grüße
Hans
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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#3

Beitrag von Dreispur » Di 7. Feb 2017, 18:05

Hallo !
Hi Hans ,
Ja das stimmt schon , die neueren Lok mit 5 poler hab ich schon gut hingebracht . Jedoch dürften einige Kleinlok ??Motoren ?? haben die tatsächlich mit Stufe 1/ 28 fahrstufen schlichtweg nicht anlaufen .

Stelle ich die Anfahrspannung höher naja , dann ist bei 4 /7 irgendiwe eine Gegenwirkung .

Mein Wunsch ein anlaufen des Motors mit Kraft bei 1,5 -2 Volt max Volt 12 /16 .
Da müßte sich ja der decoder " spielen "
Nun werden sehen wer da noch eine Idee hat .
mfG ANTON

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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#4

Beitrag von hans-gander » Di 7. Feb 2017, 18:40

Hallo Anton,
meine erste Antwort bezog sich auf reinen digital Betrieb,
Bei analog ist es anders. Da fehlt dem Decoder einfach die Spannung. Manche Motoren laufen ohne Decoder direkt an DC besser als mit Decoder an DC.
Es gibt im WWW genügend Artikel die sich mit dieser Problematik befassen.
Stichworte wie
- Losbrechmoment
- Übergangswiderstand am Kollektor
- Anfahrspannung
sind immer für ein Ergebnis gut.

Ich meine mich zu entsinnen, dass hier auch schon etliche Beiträge zu finden sind, wo das behandelt wird. Der HGH fällt mir dazu ein.

Grüße
Hans
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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#5

Beitrag von Dreispur » Di 7. Feb 2017, 18:59

Hallo !

Die Motoren werden in Digital - Betrieb verwendet .
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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#6

Beitrag von hans-gander » Di 7. Feb 2017, 19:10

...dann liegt immer die volle Spannung an. Die Drehzahl der Motoren wird dann über die Impulsdauer eingestellt und da Moment ist in weiten Bereichen proportional der Fläche dieser Impulse.

Gebe mal "PWM-Regelung von DC-Motoren" als Stichwort ein.

Grüße
Han
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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#7

Beitrag von Dreispur » Di 7. Feb 2017, 20:01

Hallo !

Werde mich weiter damit beschäftigen und auch die Stummis Suche weiterverfolgen .
Manches hab ich schon gefunden .
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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#8

Beitrag von 8erberg » Mi 8. Feb 2017, 08:18

Hallo,

es ist immer stark von Motor und Getriebekonstruktion abhängig.

Einge Motoren benötigen einen "kräftigen Tritt im Hintern", andere haben am Liebsten möglichst hochfrequente Impulse (z.B. Glockenankermotoren).

Manchmal wundert man sich beim programmieren der Decoder mit was für "merkwürdigen" Werten man gute Eigenschaften hinbekommt.

Aufgrund der Serienstreuung müssen die Werte nicht mal bei baugleichen Loks identisch sein.

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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#9

Beitrag von Pauline » Mi 8. Feb 2017, 09:48

Hallo, Anton!

Vor einigen Jahren hat unser Kollege Stephan-Alexander Heyn "SAH" sehr interessante Messungen durch-
geführt und hilfreiche Tips zur Decoder-Programmierung gegeben.

Seitdem stelle ich alle lastgeregelten Decoder nach diesem Verfahren ein:

Vorbereitung (nach Decoder-Reset):
1. Alle Lastregel-CV auf "Null" setzen (CV 50, 51 und 52)
2. Höchstgeschwindigkeit (CV 5) auf maximalen Wert
3. Anfahrgeschwindigkeit (CV2), Beschleunigung (CV3), Bremsverzögerung (CV4) auf Wert 1
4. Lastregelung ausschalten (sicher ist sicher)

Einstellen:
a) Den Wert der CV 50 (=Parameter KP) solange erhöhen, bis die gewünschte Vmax der Lok erreicht wird
b) Den Wert der CV 51 (=Parameter KI) solange erhöhen, bis die Lok in Fahrstufe 2 langsam anfährt
c) Den Wert der CV 52 (=Parameter KD) solange erhöhen, bis die Lok in Fahrstufe 1 langsam anfährt
d) Danach ggf. die CV 5 (=Vmax) und CV 2 (Vmin) korrigieren
e) Beschleunigung (CV 3) und Bremsverzögerung (CV 4) einstellen

Alle Werte in 5-er Schritten grob festlegen und dann in 1-er Schritten fein abgstimmen.
Die Angelegenheit kann u.U. viel Zeit beanspruchen. Daher: Unbedingt Geduld mitbringen! :wink:

Probiers mal aus und berichte Deine Erfahrungen. :prost:
Viele Grüße!
Jürgen
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Ich freue mich auf Euren Besuch: viewtopic.php?f=64&t=63941

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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#10

Beitrag von hans-gander » Mi 8. Feb 2017, 11:46

Pauline hat geschrieben:
Mi 8. Feb 2017, 09:48
Hallo, Anton!

Vor einigen Jahren hat unser Kollege Stephan-Alexander Heyn "SAH" sehr interessante Messungen durch-
geführt und hilfreiche Tips zur Decoder-Programmierung gegeben.
Hallo Jürgen, genau das habe ich gesucht und mich nicht mehr daran erinnert.
Vielen Dank für den Hinweis.
Grüße
Hans
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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#11

Beitrag von StephanLeist » Do 6. Dez 2018, 09:23

Hallo,

Es ist zwar schon lange her mit deiner Frage, aber ich antworte trotzdem noch darauf.
Dreispur hat geschrieben:
Di 7. Feb 2017, 16:58
Gibt es dazu eine Möglichkeit bei der Motorauswahl bezüglich Drehzahl um auch ein starkes drehen des Motor zu erreichen ?.
Für mich ist entscheidend eine optisch gute Endgeschwindigkeit . Bezw. auch ein starkes drehen des Motors bei niederen Drehzahlen .
...
Konkret mein Anliegen : Bsp.
Ein Motor mit 9000 U/ 12 Volt ( 0,35 A bei Last ) volle Drehzahl
Anlauf bei 1 Volt und hohen Drehmoment . So meine Vorstellung . Eventuell wenn möglich bei Getriebeumbau ein Motor mit 12-15000 U .

Hat da wer schon eine halbwegs gute Lösung gefunden oder Motorvorschlag ?
Was du suchst sind Motoren mit einer rel. flachen Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie. Denn du möchtest dem Motor ja ein "hohes" Drehmoment entnehmen (vielleicht 2 bis 5 mNm), bei einem möglichst geringen Einbruch der Drehzahl, richtig?
-> DC Motoren die das recht gut liefern, sind eisenkernlose DC Motoren z.B. Glockenanker von Faulhaber, aber auch vergleichbare Motoren von Maxon.

Für den Analogbetrieb sehr zu empfehlen, sind sie für den Digitalbetrieb nur bedingt tauglich, da die am Markt befindlichen Decoder diese nicht adäquat genaug unterstützen. Am ehesten gehts nach meinen Erfahrungen noch mit Zimo und D&H. Eine Empfehlung für den DCC Digitakbetrieb würde ich aber nicht abgeben.
Freundliche Grüße,
Stephan Leist


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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#12

Beitrag von Dreispur » Do 6. Dez 2018, 11:38

Hallo !

Danke für INFO
mfG ANTON

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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#13

Beitrag von Martin Lutz » Do 6. Dez 2018, 16:18

StephanLeist hat geschrieben:
Do 6. Dez 2018, 09:23
Hallo,

Es ist zwar schon lange her mit deiner Frage, aber ich antworte trotzdem noch darauf.
Dreispur hat geschrieben:
Di 7. Feb 2017, 16:58
Gibt es dazu eine Möglichkeit bei der Motorauswahl bezüglich Drehzahl um auch ein starkes drehen des Motor zu erreichen ?.
Für mich ist entscheidend eine optisch gute Endgeschwindigkeit . Bezw. auch ein starkes drehen des Motors bei niederen Drehzahlen .
...
Konkret mein Anliegen : Bsp.
Ein Motor mit 9000 U/ 12 Volt ( 0,35 A bei Last ) volle Drehzahl
Anlauf bei 1 Volt und hohen Drehmoment . So meine Vorstellung . Eventuell wenn möglich bei Getriebeumbau ein Motor mit 12-15000 U .

Hat da wer schon eine halbwegs gute Lösung gefunden oder Motorvorschlag ?
Was du suchst sind Motoren mit einer rel. flachen Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie. Denn du möchtest dem Motor ja ein "hohes" Drehmoment entnehmen (vielleicht 2 bis 5 mNm), bei einem möglichst geringen Einbruch der Drehzahl, richtig?
-> DC Motoren die das recht gut liefern, sind eisenkernlose DC Motoren z.B. Glockenanker von Faulhaber, aber auch vergleichbare Motoren von Maxon.

Für den Analogbetrieb sehr zu empfehlen, sind sie für den Digitalbetrieb nur bedingt tauglich, da die am Markt befindlichen Decoder diese nicht adäquat genaug unterstützen. Am ehesten gehts nach meinen Erfahrungen noch mit Zimo und D&H. Eine Empfehlung für den DCC Digitakbetrieb würde ich aber nicht abgeben.
Generell steigt das Drehmoment mit der Polzahl des Motors. Also haben 5 Poler generell ein besseres Drehmoment als die Dreipoler.


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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#14

Beitrag von SAH » Do 6. Dez 2018, 16:47

Guten Abend Martin,
Martin Lutz hat geschrieben:
Do 6. Dez 2018, 16:18
Generell steigt das Drehmoment mit der Polzahl des Motors. Also haben 5 Poler generell ein besseres Drehmoment als die Dreipoler.
Vorraussetzung ist gleiche Windungszahl pro Läuferspule und gleicher Widerstand. Zwei Größen, die von der Mechanik begrenzt werden.

mit freundlichen Grüßen
Stephan-Alexander Heyn
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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#15

Beitrag von Martin Lutz » Fr 7. Dez 2018, 07:31

SAH hat geschrieben:
Do 6. Dez 2018, 16:47
Guten Abend Martin,
Martin Lutz hat geschrieben:
Do 6. Dez 2018, 16:18
Generell steigt das Drehmoment mit der Polzahl des Motors. Also haben 5 Poler generell ein besseres Drehmoment als die Dreipoler.
Vorraussetzung ist gleiche Windungszahl pro Läuferspule und gleicher Widerstand. Zwei Größen, die von der Mechanik begrenzt werden.

mit freundlichen Grüßen
Stephan-Alexander Heyn
Hast du schon mal nen Standardmotor gesehen, der nicht bei allen Polpaaren die gleiche Wicklungszahl haben? Das ist höchstens bei Hilfspolen der Fall um ein Drehfeld zu erzeugen (Stichwort Kondensatormotor, Spaltpolmotor usw.).

Das Getriebe hat natürlich schon einen Einfluss. Das ist ja klar. Aber gleicher Motor, mehr Pole = mehr Drehmoment = ruhigerer Lauf = besserer Wirkungsgrad usw. Ein 6 Zylindermotor läuft auch ruhiger ale ein 3 Zylinder.


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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#16

Beitrag von supermoee » Fr 7. Dez 2018, 08:30

Martin Lutz hat geschrieben:
Fr 7. Dez 2018, 07:31

Hast du schon mal nen Standardmotor gesehen, der nicht bei allen Polpaaren die gleiche Wicklungszahl haben?
Hallo Martin,

ich vermute S-A meinte bei gleicher Windungszahl/Pol zwischen 3 und 5 Poler. Hat der 5 Poler wegen Platzmangel eine kleinere Windungszahl als der 3 Poler, muss er nicht unbedingt ein grösseres Drehmoment als der 3 Poler haben.

Zumindest habe ich so seine Aussage interpretiert.

Gruss

Stephan
MM freie Zone, während DCC sich bei der Steuerung von Loks immer breiter macht. Sonst mfx.


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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#17

Beitrag von volkerS » Fr 7. Dez 2018, 08:32

Hallo Martin,
mit der Aussage bzgl. gleicher Windungszahl war weniger dies innerhalb eines Ankers gemeint sondern vielmehr, dass für einen Vergleich die Windungszahlen beim 5-poler als auch 3-poler gleich sein müssen. und das geht wegen des eingeschränkten Platzes beim 5-poler nur schwer.
Volker


SAH
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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#18

Beitrag von SAH » Fr 7. Dez 2018, 09:12

Guten Morgen Martin,

wie Stephan und Volker bereits erkannten, beziehe ich meinen vorherigen Beitrag auf die Windungszahl pro Läuferspule. Dann ist die Gesamte Windungszahl des Läufers größer und wir haben bei gleicher Stromaufnahme deutlich mehr Drehmoment. Doch hier kann die Mechanik das Vorhaben ausbremsen:
Bei gleich Drahtdicke steigt auch der Anschlusswiderstand und damit der Spannungsfall.
Will man den selben Anschlusswiderstand erreichen, muss die Drahtdicke auf ca. 5/3 erhöht werden. Für 0,12mm Draht (DCM1) folgt daraus 0,2mm (ca. beim FDCM). Dann aber besteht Gefahr dass das nicht mehr passt.
Bsp. Windungen pro Läuferspule:
DCM1: 400 Windungen (231440) 0,10 mm
DCM2: 367 Windungen (245480) 0,12 mm
FDCM: 175 Windungen (610030) 0,20 mm

Auf meinenAnkerseiten kannst Du Dich über die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Märklinläufer informieren.

mit freundlichen Grüßen
Stephan-Alexander Heyn
Zuletzt geändert von SAH am Fr 7. Dez 2018, 09:17, insgesamt 1-mal geändert.
Stephan-Alexander Heyn
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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#19

Beitrag von Martin Lutz » Fr 7. Dez 2018, 09:17

volkerS hat geschrieben:
Fr 7. Dez 2018, 08:32
Hallo Martin,
mit der Aussage bzgl. gleicher Windungszahl war weniger dies innerhalb eines Ankers gemeint sondern vielmehr, dass für einen Vergleich die Windungszahlen beim 5-poler als auch 3-poler gleich sein müssen. und das geht wegen des eingeschränkten Platzes beim 5-poler nur schwer.
Volker
Sagens wir mal so: die magnetische Feldstärke muss die selbe sein. Kleinere Windungszahl heisst auch kleinerer ohmscher Widerstand der Spule. Weniger Platz zwischen den Polen heisst auch weniger Eisen für einen Pol. Teilweise sind das auch Parameter, die gegenläufig sind.


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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#20

Beitrag von SAH » Fr 7. Dez 2018, 09:20

Guten Morgen Martin (2),

mehr Pole bedeutet unabhängig von der Windungszahl, dass die "Ankersprünge" mehr verteilt sind.

mit freundlichen Grüßen
Stephan-Alexander Heyn
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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#21

Beitrag von Martin Lutz » Fr 7. Dez 2018, 11:27

SAH hat geschrieben:
Fr 7. Dez 2018, 09:20
Guten Morgen Martin (2),

mehr Pole bedeutet unabhängig von der Windungszahl, dass die "Ankersprünge" mehr verteilt sind.

mit freundlichen Grüßen
Stephan-Alexander Heyn
Deshalb finde ich es auch schde, dass in der Moba noch nicht mehr 5poler ihren Dienst tun. Leider sind in neueren Märklin Loks häufig nur irgendwelche Chinesen-Dreipol-Feld-Wald-und-Wiesen-Motoren drin, die dann als Spezial Motoren betitelt werden. Spezial ist da wirklich nix. Aber Marketingmässig tönt das halt gut.


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Re: Motor Drehmoment bei Krichgeschwindikeit

#22

Beitrag von StephanLeist » So 9. Dez 2018, 00:06

Hallo an die Runde,

Wie man mir im Forum an anderer Stelle beigebracht hat, ist eben va der höhere Gleichlauf, also ein geringerer Ripple beim Drehmoment, der Vorteil eines höherpoligen Motors im Vergleich zu einem mit niedrigerer Polzahl. (wenn ich das richtig verstanden habe zumindest :P )

Wenn ich also einen 3-Poler nehme und dessen Drehmoment schwankt (va stark bei langsamen Drehzahlen - Stichwort Kriechgeschwindigkeit) um bspw. 4 mNm mit +- 0,5 bis 1 mNm aber ein vergleichbar dimensionierter 5poler bringt bei gleicher Leistungsaufnahme etwa 3,2 mNm mit einer Schwankung von +- 0,3 bis 0,6 mNm, dann würde ich lieber den 5poler in meiner Lok wissen.

Bei höheren Drehzahlen ist das Problem mit dem Drehmomentrippel nicht mehr so stark. Aber in einer Modellbahnlok will ich ja auch langsam geschmeidig Anfahren können. Da scheinen mir mehr Pole grundsätzlich mehr Sinn zu machen. Ich persönlich finde die eisenkernlosen Motoren ja spitze, wenn es da nur nicht die Proleme im Digitalbetrieb gäbe. :roll:
Diese Motoren haben ja auch eine viel höhere Leistungsdichten (so nennt man das glaube ich?).
Freundliche Grüße,
Stephan Leist

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