Leistung Kraft eines Gleichstrommotors

[matte12]

Hallo,
mal eine Frage an die Physiker:
Ich habe einen Gleichstrommotor mit dem ich evtl. eine rangierhilfe wie der Wowamat selber bauen möchte.
Dieser Motor ist ein 24 V Motor, läuft aber auch mit 12 Volt.
Meine Frage: Hat der Motor mit einer 24 Volt Batterie mehr Kraft als mit 12 Volt oder erhöht sich nur die Drehzahl?
Es handelt sich um einen Fracmo Motor mit 7,2 A und 130 Watt mit 1500 RPM.
Wieviel Ampere muß die Batterie haben?

Matthias

[xtw]

Hi Matthias !

bei 24V hat der Motor die vierfache Kraft - mit der Spannung verdoppelt sich der Strom, dadurch vervierfacht sich die aufgenommene Leistung.

Da sich die Drehzahl erhöht, kann ein anderes Getriebe gewählt werden, um dem Gesamtantrieb ein entsprechend höheres Drehmoment zu ermöglichen.

Die (erforderliche) Kapazität der Batterie richtet sich nach dem Batterietyp, dem aufgenommenen Strom und der benötigten Motorlaufzeit.

Wenn der Motor mit seinen Nenndaten läuft (Anpassung über das Getriebe), würden zwei einfache 4Ah-Bleigelakkus in Reihe (2x12V) schon für einige Minuten rangieren reichen, ohne dass es zu einer Überlastung kommt. Wird der Motor über sein Nenndrehmoment hinaus "gequält", reichen sie nicht, aber davon ist eh abzuraten.

[matte12]

Hallo Thorsten,

Danke für die schnelle und kompetente Antwort!

Du hast mir sehr geholfen.

Matthias

[Electra]

entschuldigung, vielleicht habe ich ja etwas falsch verstanden.

der motor hat eine anschlußleistung von 130W das ist fakt.

da das ohmsche gesetz P=U*I hervorragend zur gleichspannung paßt

gilt formel umgestellt: I = P/U

I1 = 130W / 12V etwas über 1A

I2 = 130W / 24V etwas um die 0,5A

wo hat sich da der strom vervierfacht ? - ich denke er hat sich halbiert !

selbstverständlich läuft der motor auch mit 12V - aber sein bestes drehmoment und damit die meiste kraft wird er bei 24V haben, wenn er für diese spannung konstruiert wurde.

[xtw]

entschuldigung, vielleicht habe ich ja etwas falsch verstanden.

der motor hat eine anschlußleistung von 130W das ist fakt.
da das ohmsche gesetz P=U*I hervorragend zur gleichspannung paßt gilt formel umgestellt: I = P/U
I1 = 130W / 12V etwas über 1A
I2 = 130W / 24V etwas um die 0,5A
wo hat sich da der strom vervierfacht ? - ich denke er hat sich halbiert !
selbstverständlich läuft der motor auch mit 12V - aber sein bestes drehmoment und damit die meiste kraft wird er bei 24V haben, wenn er für diese spannung konstruiert wurde.

Tut mir leid, M.Heinzmann, aber abgesehen vom ersten Satz ist jeder falsch !

Bitte googel erstmal selber, ansonsten helf ich Dir gerne auf die Sprünge, wenn ich Zeit habe !

[Chili]

Ich würde es so sehen:
Bei 24 Volt hat er eine Nennleistung von 130 Watt. Es fließen also rund 5,4 Ampere. Das lässt auf einen Innenwiderstand von rund 4,5 Ohm schließen (R=U/I).
Bei 12 Volt fließen durch diesen Widerstand rund 2,7 Ampere (I=U/R). Man beachte: ungefähr die Hälfte. Das ergibt runde 32,5 Watt Leistung. Also ein Viertel. Somit hat XTW meine Stimme.

[ManfredBochum]

Nennleistung hat er doch nur bei Nennspannung.
Halbe Spannung, halber Strom.
0,5x0,5=025

Das war jetzt die einfache Ausführung.

XTW hat natürlich recht.

Gruß Mani

[Stingray 558]

..Stimmt auch nur teilweise…….
Ohmsches Gesetz is nicht bei Motoren, Induktivitäten, usw.
Bei Stillstand nimmt ein E- Motor mehr Strom auf, je nach Typ bis 6-7 fach.

In dem Beispiel: mit 12 V betreiben, entspr. Belastung und messen, Leistung ist höher als 1/4;

Wenns der Motor unbedingt sein soll: halt mit 2x 12 V Akkus betreiben.
z.B. http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromotorische_Kraft

[hartmut2801]

moin,
von diesem vorhaben ist dringend abzuraten, der motor ist da nicht für ausgelegt. wir wissen auch nicht, ist es ein reihenschluss-, nebenschluss- oder doppelschlussmotor . also müßte die kristallkugel erstmal ran, aber die ist dummerweise weg zum poliert werden.

in diese fall ist das von der leistung her gesehen so: erstmal halber strom, leistung dividiert durch 2, dann nochmal halbe spannung, leistung dividiert durch 2, da haste dann dividiert durch 4. also XTW hat schon alles geagt.

bis denn

[Thomas Z.]

Die Leistungsangabe ist immer die mechanisch Nennleistung des Motors (Wellenleistung) und nicht die el. Leistung
Jeder E-Motor so auch der Gleichstrommotor passt sich in seiner el. Leistungsaufnahme der mechanischen Belastung selbst an.
Vereinfacht erklärt sich das so:
Motor dreht > Belastung erhöht sich > Drehzahl "bricht" zusammen > Gegeninduktionsspannung sinkt > Ankerspannung / Strom steigt d. h. Drehmoment steigt > Drehzahl erhöht sich wieder bis Ankerspannung = Gegeninduktionsspannung ist.

Grundsätzlich gilt:
- Das Drehmoment ist proportional zum Ankerstrom
- Die Drehzahl ist proportional zur Ankerspannung
- Reihenschlußmotor muß mech. Belastung haben sonst geht er hoch, ansonsten
starke Abhängigkeit der Drehzahl von der Belastung
- Nebenschlußmotor muß Feld haben sonst geht er durch, ansonsten
ziemlich konstantes Drehmoment über den ges. Drehzahlbereich
- permanenterregter Motor ist "ein Nebenschlußmotor ohne el.
Feldstrom" (Nebenschlußwicklung wird ersetzt durch Permanentmagnet)

Wie gesagt, soll ne vereinfachte Erlärung sein

Gruß
Thomas

[Electra]

also, es tut mir sehr leid, will den thread hier nicht zerlabern, aber so ganz kann ich mit euren ausführungen nicht konform gehen.

das würde nämlich das gesamte ohmsche gesetz wiederlegen wenn ihr recht habt.

was ich in meinen ausführungen nicht berücksichtigt habe und das gebe ich offen zu, ein elektromotor bzw. dessen spule stellt eine induktivität dar, was die berechnung kompliziert.

der eigentliche ohmsche wiederstand der spule (kupferwiederstand) ändert sich aber nicht egal ob 12V oder 24V

wo habt ihr weiter unten den strom von 5,4A bzw. 2,7A her ?

alleine aus der spannung 12V oder 24V und der leistung von 130W läßt sich dieser nämlich nicht ableiten.

[jannie]

Moin,
der Tip , mal zu googeln, war doch ganz gut. Erste Erkenntnis: 130: 24=5,4 (bei Dir 0,5) Zeite Erkenntnis: nun kann man den Widerstand berechnen (Beitrag Chili) Und damit die Leistung bei 12 V. Passt nur über zwei dicke Daumen, wegen der etwas komplizierten Verhältnisse bei den unterschiedlichen E-Motoren, inkl. der Induktivität, bringt aber ein prinzipiell brauchbares Ergebnis.
Also: rechnen üben und Tante Gurgel fragen.

Aber keine Sorge, verrennen geht schnell, kann ich auch.
gruesse
Hanse

[ManfredBochum]

Hallo,

wenn ein Motor 130W aufnimmt, dann fließt bei 24V auch ein Strom von 5,4A.
Die Leistungsangabe ist hier immer elektrisch, keine mechanische Wellenleistung.
Die hier schon kurz angesprochene Induktivität ist natürlich auch wichtig.
Das ist aber nicht alles.
Der Strom wird durch den Scheinwiderstand Z bestimmt.
Wobei Z= Wurzel aus XL x XL + R x R ist. Sch... Rechner, kann keine Hochzahlen
Da XL frequenzabhängig (Drehzahl) ist, ist das nicht mal eben zu berechnen.

Ganz einfach, halbe Spannung, viertel Leistung.

Gruß Mani

[Holger vom Rhein]

Wenn ich mir ansehe was professionell gebaute Rangiersysteme (von denen ich eines im Wohnwagen in Betrieb habe) für Leistungsdaten haben ...

Betriebsspannung 12 V DC
Durchschnittliche Stromaufnahme ca. 20 A (ebenes Gelände)
Maximale Stromaufnahme 120 A (Abschaltung Steuerung)

Da muss ich sagen das dieser Motor wohl selbst bei 24V völlig überlastet sein wird.

VG, Holger

[life0815]

Hallo,

also ich würde etwa so an die Sache herangehen: Frage nach der erforderlichen Leistung, welche der Motor an der Welle bringen sollte, Wirkungsgrad des Motors eingerechnet müsste dann die erforderliche Eingangsleistung sein. Liegen dann Spannung und Strom im Nennbereich, dann sollte der Motor geeignet sein. Bin aber nur ein Laie

[Thomas Z.]

Zitat von ManfredBochum

Hallo,

wenn ein Motor 130W aufnimmt, dann fließt bei 24V auch ein Strom von 5,4A.
Die Leistungsangabe ist hier immer elektrisch, keine mechanische Wellenleistung.
Die hier schon kurz angesprochene Induktivität ist natürlich auch wichtig.
Das ist aber nicht alles.
Der Strom wird durch den Scheinwiderstand Z bestimmt.
Wobei Z= Wurzel aus XL x XL + R x R ist. Sch... Rechner, kann keine Hochzahlen
Da XL frequenzabhängig (Drehzahl) ist, ist das nicht mal eben zu berechnen.

Ganz einfach, halbe Spannung, viertel Leistung.

Gruß Mani

Sorry aber da bringste jetzt einiges durcheinander!
1., Du darfst meine obige, vereinfachte Kurzbeschreibung schon glauben die stimmt. Die bei Motoren angegeben Leistung ist die abgegebene Nennwirkleistung, das Produkt aus Spannung und Strom die aufgenommene el. Leistung (bei Wechselstrommotoren die Scheinleistung, bei G-Motoren die Wirkleistung) das Verhältniss zwischen abgegebener und aufgenommener Wirkleistung nennt sich Wirkungsgrad.
2., Bei Gleichstrom gibts weder einen el. Schein- noch einen Blindwiderstad

Entscheidend ist immer das von der Maschine geforderte Drehmoment.
Ein Motor passt sich immer in seiner elektrischen Leistungsaufnahme der mechanischen Belastung von selbst an.
Darum mußt Du auch aufpassen dass bei Überlast der aufgenommene Strom auf den Nennstrom begrenzt wird.

Nix für ungut aber Antriebstechnik läßt sich leider nicht auf URI oder reine Wechselstromtechnik herunterbrechen.


Gruß
Thomas

[matte12]

Also ich habe ja den Motor mit angebautem Getriebe (leider ohne Daten) bereits.
Ich teste das Ganze mal bei Gelegenheit und teile euch das Ergebnis hier mit.

Gruß
Matthias

[Electra]

ich habe mich (ohne taschenrechner) kopfrechnen schwach tatsächlich vertan 130 : 24 ist tatsächlich 5,4 und nicht ungefähr 0,5 wie ich geschrieben habe, tut mir leid kopfrechnen mangelhaft.

aber trotzdem bleibe ich dabei, dass der motor bei gleicher leistung an 12V den doppelten strom zieht

[Chili]

Zitat von Electra

aber trotzdem bleibe ich dabei, dass der motor bei gleicher leistung an 12V den doppelten strom zieht

Das kann gar nicht sein.
Denn das würde bedeuten, dass er bei jeder Spannung die gleiche Leistung aufnehmen/abgeben würde. Nur halt mit entsprechend mehr Strom.
Also bei 6 Volt den vierfachen Strom, bei 3 Volt den achtfachen Strom usw.
Wenn die Spannung gegen Null geht, müsste der Strom gegen Unendlich tendieren.

Fazit: die Überlegung kann nicht korrekt sein.