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Kommutatormotoren, Gleichstrommotoren kleiner Leistung

Aufbau, Wirkungsweise, näherungsweise Berechnung, Hinweise zum erfolgreichen Einsatz

Kommutatormotoren, Gleichstrommotoren kleiner Leistung
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Die mechanisch kommutierten Motoren, die für viele Antriebsaufgaben mit begrenzter Einsatzzeit... mehr

Kommutatormotoren, Gleichstrommotoren kleiner Leistung

Die mechanisch kommutierten Motoren, die für viele Antriebsaufgaben mit begrenzter Einsatzzeit und kleiner Leistung eingesetzt werden, sind nach wie vor aus Kostengründen nicht durch elektronisch kommutierte Motoren zu ersetzen. Der erfolgreiche Einsatz dieser Motorengruppe erfordert ein Grundverständnis der Wirkungsweise und der Auswirkung von konstruktiven Eigenschaften. Der Informationsbedarf entsteht unter anderem dann, wenn man als Anwender diese Motoren einkauft und sie in ein Gesamtsystem integrieren möchte. Werden dabei einige in der Veranstaltung erläuterte Randbedingungen nicht eingehalten, entstehen unerwünschte Nebeneffekte, wie ein vorzeitiger Ausfall, erhöhtes Auftreten von Schwingungen und Geräuschen, Funkstörungen, Abfall der mechanischen Leistung während der Laufzeit, Anlaufprobleme und weiteres.

Die Vermittlung der grundsätzlichen Funktionsweise erfolgt  anschaulich anhand einer vereinfachten Modellbildung, die schrittweise erläutert wird. Damit wird der Teilnehmer befähigt, selbst näherungsweise Berechnungen der Betriebseigenschaften derartiger Motoren durchzuführen.

Flankierend dazu werden verschiedene konstruktive Ausführungsformen einzelner Motorbestandteile vorgestellt und hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile bewertet. Die Teilnehmer werden dadurch in die Lage versetzt, Motordesigns und Ausführungsformen hinsichtlich ihrer Eignung für spezielle Einsatzbedingungen zu bewerten. 

Inhalt:

  • Einführung
    • Einordnung der Bedeutung der Kommutatormaschinen
    • Vor- und Nachteile des Kommutatormotors kleiner Leistung gegenüber dem alternativen Einsatz eines Elektronikmotors
    • Entwicklungstendenzen der Kommutatormotoren kleiner Leistung
  • Aufbau von Kommutatormotoren
    • Historische Entwicklung
    • Ständerschnitt: Reihenschluss - Permanentmagnetmotor
    • Läuferschnitt
    • Wicklungsauslegung
    • Konstruktive Randbedingungen
  • Wirkungsweise und Modellbildung, Möglichkeiten der Drehzahl- und Drehmomentstellung
    • Technischer Magnetkreis - Modellbildung Gleichstrommaschine
  • Stromkommutierung der Kommutatormotoren, Auswirkung auf Lebensdauer und Funkstörung
  • Konstruktive Ausführungsformen von Einzelbauteilen; Auswirkung auf Betriebsverhalten, Lebensdauer, Geräusch und Funkstörung 

Zum Thema

Mechanisch kommutierte Kleinmotoren, die unter den Bezeichnungen Kommutatormotor, Bürstenmotor, DC-Motor, PMDC-Motor, Reihenschlussmotor, Universalmotor und etlichen weiteren Namen geführt werden, sind nach wie vor nicht aus der Antriebstechnik für Stell- und Nebenantriebe kleiner Leistung wegzudenken. Ihr Aufbau und ihre Wirkungsweise bedingen jedoch einige Grenzen, die im erfolgreichen praktischen Einsatz zu berücksichtigen sind.

Programm

09:00 Uhr
Begrüßung und Einführung in das Thema

09:15 Uhr
Aufbau von Kommutatormotoren

10:45 Uhr
Kaffeepause

11:00 Uhr
Wirkungsweise und Modellbildung, Möglichkeiten der Drehzahl- und Drehmomentstellung

12:30 Uhr
Mittagessen

13:30 Uhr
Stromkommutierung der Kommutatormotoren
Auswirkungen auf Lebensdauer und Funkstörung

15:00 Uhr
Kaffeepause

15:15 Uhr
Konstruktive Ausführungsformen von Einzelbauteilen
Auswirkung auf Betriebsverhalten, Lebensdauer, Geräusch und Funkstörung

17:00 Uhr
Ende der Veranstaltung

 

Zielsetzung

Den Teilnehmern wird eine Übersicht über die verschiedenen aktuell üblichen Ausführungsformen von bürstenbehafteten Gleichstrommotoren gegeben und deren vorteilhafter Einsatzbereich erläutert.

In Summe befähigt das Seminar die Teilnehmer, mechanisch kommutierte Motoren anwendungsorientiert einzusetzen und Fehler beim Einsatz, die beispielsweise zum vorzeitigen Ausfall führen, zu vermeiden.

Teilnehmerkreis

Entwicklungs- und Konstruktionsingenieure, Berufseinsteiger, Einkäufer und Systemintegratoren von mechanisch kommutierten Motoren (Gleichstrommotoren) kleiner Leistung.

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Referenten

Prof. Dr.-Ing. Andreas Möckel

Fachgebiet Kleinmaschinen, TU Ilmenau, Ilmenau

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