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Faulhaber- gegen Reihenschluß- gegen Gleichstrommotor mit Permanentmagneten

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Im Thread zur BR 62 habe ich es angekratzt und jetzt will ich mehr darüber wissen.

Kennt jemand Anbieter im Web, die für unseren Modellbau geeignete Reihenschlußmotoren (Allstrommotore) anbieten?
Wie ich es rausgefunden (und es mir gesagt wurde) habe, baut Märklin noch solche Motoren in seine Modelle ein.
Kann mir jemand etwas zu den Vor- bzw. Nachteilen dieser Motorenbauart sagen? - insbesondere was das Anlaufverhalten angeht -
Wär doch bestimmt mal ein Vergleichsversuch wert solche Antriebe zu testen weil nach der Stromunterbrechung keine Hemmung durch Magnetfelder auftritt - ähnlich den Glockenankermotoren.
 
Allstrommotore drehen sich, egal wierum die Spannung anliegt, immer in die gleiche Richtung, daher die Wechselstromeignung. Man müsste die Erregerwicklung separat ansteuern oder über Idioden abkoppeln.
Bei Märklin gibt es zum Umschalten der Drehrichtung ein Relais.
 
Wenn man mit Gleichstrom fährt, reicht es, Anker oder Feldspule eine Graetz-Brücke vorzuschalten.
Das Teil hinter dem Gleichrichter wird so immer in die gleiche Richtung vom Strom durchflossen, während das andere Teil umgepolt wird. So ändert sich die Drehrichtung.
 
Leuchtet ein!
Aber wie sieht's mit dem Anlauf/ Anfahrverhalten und den Langsamlaufeigenschaften aus.
Ich würde Allstrommotoren sowieso mit Gleichstrom betreiben.
Da gibt es, wie ich es gelesen habe aber auch noch Unterschiede zwischen Reihenschluß- und Nebenschlußmotoren. (Was Lastverhalten, Drehzahl etc. angeht. Der Aufbau ist mitr bekannt)
Der Vorteil von Reihenschlußantrieben würde darin liegen, das die Motoren rein rechnerisch ihre Drehzahl ins unendliche steigern würden, gäbe es keine mechanische Reibung. - Gut für's Auslaufverhalten der Lok.
 
Hi allemann,
ich will mal grob zusammenreimen, was bei mir aus dem Physikunterricht hängen geblieben ist:

Gleichstrommotor mit Permanentmagnet:

Das Magnetfeld des Stators (Magnet) ist konstant 1.
Das Magnetfeld des Rotors (Anker) ist abhängig von der angelegten Spannung U.
Spannung und Strom (I) verhalten sich proportional: U ~ I
Bei U = 1 und I = 1 ist die elektrische Leistung P auch 1, denn P = U x I
bei U = 0,5 folgt: I ist auch 0,5.
Die Leistung P des Rotors ist demnach (U x I) nur noch 0,25!
Die Leistung des Dauermagneten ist konstant 1
Rotorleistung x Statorleistung = Gesamtleistung:
0,25 x 1 = 0,25

Der Gleichstrommotor mit Permanentmagnet entwickelt bei halbierter Betriebsspannung nur noch ein Viertel seiner Nennleistung.

Beim Allstrommotor ist auch das Magnetfeld des Stators (Feldspule) von der Betriebsspannung abhängig, es gilt hier die gleiche Rechnung wie beim Rotor:
bei U = 0,5 folgt: I ist auch 0,5.
Die Leistung P des Rotors ist demnach (U x I) nur noch 0,25!
Die Leistung P des Stators ist ebenfalls nur noch 0,25!
Rotorleistung x Statorleistung = Gesamtleistung:
0,25 x 0,25 = 0,0625

Der Allstrommotor mit Feldspule entwickelt bei halbierter Betriebsspannung nur noch ein Sechzehntel seiner Nennleistung, da sich die Magnetfelder an Rotor und Stator in gleichem Maße vermindern.

Das mal zu den Langsamfahreigenschaften!

Sicher ist das hier physikalisch nicht ganz sauber erklärt, statt mit elektrischer Leistung müßte mit magnetischer Feldstärke gerechnet werden, aber ich hoffe doch, daß es im Groben paßt.

P.S.:
Größer und 'stromhungriger' sind die Allstrommotoren wegen der Feldspule natürlich auch noch.

Das Rastmoment bei Gleichstrommotoren entsteht durch das 'Einrasten' der eisernen Ankerhörner im Magnetfeld des Stators. Eine Erhöhung der Anzahl der Pole des Rotors (5- oder 7-polig) verringert diese Hemmung.
Ganz vermeiden läßt es sich nur durch die Verwendung 'eisenloser' Anker wie bei den bekannten Glockenankermotoren (Faulhaber, Maxxon).
 
Hab mal im Archiv gekramt

Im Januar hab ich von meinem Stiefvater einen Parteiauftrag erhalten:
Er hatte zwei Lok's von Piko, die aber seit Jahrzehnten nicht mehr fuhren. Sämtliche seiner Modelle stammen aus den späten 1950er oder frühen 60er Jahren und werden mit Gleichspannung auf Dreileitergleis gefahren.
Weil meine beiden jüngsten Neffen aber sehr gern mit den alten Modellen spielen, bat er mich, mir sie doch mal anzusehen und sie nach Möglichkeit wieder fahrtauglich zu machen.
Gesagt getan - hat ja nur drei Monate gedauert die Dinger aufzuschrauben weil richtige Freizeit bei uns grad nur im Duden rumsteht.
Unter einer E44 kam ein Allstrommotor ans Tageslicht. Spannung lag an den richtigen Stellen an, aber er brummte nur. Vermutlich hatte der Selengleichrichter das Zeitliche gesegnet und wurde deswegen gegen eine 0815-Siliziumbrücke aus der Grabbelkiste getauscht. Da der Motor rund 800mA zieht, hab ich eine für 1,5A Dauerstrom verwendet.
Auf's Gleis gesetzt - Lok fährt wieder!:flower:

Bei dem D-Kuppler war die Angelegenheit etwas diffiziler weil die Stromabnahme von den Rädern und der Sicherungsring für die Schneckenwelle auf der Motorachse fehlte. In einer Fahrtrichtung schob es die Schnecke bei zu großer Belastung von der Rotorwelle des Motors.
Um die Stromversorgung wieder herzustellen hab ich kurzerhand zwei Stücken Federstahldraht auf die ersten beiden Räder gebogen und die letzten beiden Räder auf der linken Seite mit dem zweiten Anschluss des Motors verbunden.
Ein paar Tropfen Öl in die Lager, in Ermangelung eines Sicherungsringes ein Stück Kupferlitze in die Nut der Motorwelle gelegt, den Draht verdrillt und verlötet damit er nicht herunter rutschen kann,
Auf's Gleis gesetzt - Lok fährt und der Motor schnurrt!:flower:

Die beiden oben erwähnten Bälger standen vor einiger Zeit mit allergrößter Faszination vor meiner Tilligschen P8 im grünen Farbkleid. Die stellte ich ihnen ausnahmsweise mal auf ihren selbst aufgebauten Testkreis und die Augen wurden bei der Fahrt des Modells immer größer - die beiden waren schlicht und ergreifend sprachlos als sie auf das sich bewegende Gestänge der Lok starrten.
Als ich am Dienstag zufällig bei Michas Bahnhof in Berlin im Laden stand, kam mir das wieder in den Sinn und nach dem Wechsel von etwas buntem Papier stand eine alte P8 aus dem Hause Märklin bei mir auf dem Tisch. Die musste aber noch umgebaut werden.
Das Umschaltrelais der Feldspule wurde rausgeschmissen und gegen einen Brückengleichrichter ersetzt.
Auf's Gleis gesetzt - Lok fährt jetzt mit Gleichspannung! :flower:

Alle Modelle benötigen eine sehr hohe Anfahrspannung. Dafür sind sie aber äußerst gemächlich unterwegs was bei heutigen Modellen eher anders herum anzutreffen ist.
Bei der ganzen Bastelei fiel mir die Robustheit der Modelle auf. Die E44 ist mir sogar vom Schreibtisch gefallen und es ist bis auf leicht verbogene Stromabnehmernachbildungen nichts passiert.
Mach das mal mit aktuellen Modellen - da kriegste Schreikrämpfe!
Es handelt sich um spitzenmäßiges Spielzeug für Kinderhände und verzichtet auf jeglichen Schnickschnack. Trotzdem kann man die Detailierung als gut bezeichnen, der Wiedererkennungswert der Modelle ist hoch und dabei wird klar, dass es also nicht immer alles mit Wischbewegeungen, Geblinke, Rumgetatsche, Rumgepiepse und optisch aufwändigen Grafiken, geschweige denn filigransten Detailnachbildungen versehen werden muss um Kinder begeistern zu können.
Einfache Sachen scheinen die Fantasie mehr anzusprechen.
Sofern mein Kurzer später Interesse zeigen sollte, bekommt er auch sowas in die Hände gedrückt.
Vorher muss er aber erstmal stubenrein werden.
 

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... Alle Modelle benötigen eine sehr hohe Anfahrspannung. Dafür sind sie aber äußerst gemächlich unterwegs was bei heutigen Modellen eher anders herum anzutreffen ist. Bei der ganzen Bastelei fiel mir die Robustheit der Modelle auf. ...
Es handelt sich um spitzenmäßiges Spielzeug für Kinderhände und verzichtet auf jeglichen Schnickschnack. Trotzdem kann man die Detailierung als gut bezeichnen, der Wiedererkennungswert der Modelle ist hoch ...
Einfache Sachen scheinen die Fantasie mehr anzusprechen.
Sofern mein Kurzer später Interesse zeigen sollte, bekommt er auch sowas in die Hände gedrückt.
... dann aber hoffentlich entsprechende Modelle in TT-Spurgröße! ;)

K_E_B
 
Schöne alte Modelle. Eigentlich zu schade zum spielen.
Wenn man sieht wie einfach alles war. Niemand hat gemeckert.
Nicht einmal anheben ließen sich die Stromabnehmer ohne Anpassungen durch biegen.

Das Umschaltrelais der Feldspule wurde rausgeschmissen und gegen einen Brückengleichrichter ersetzt.
Auf's Gleis gesetzt - Lok fährt jetzt mit Gleichspannung! Alle Modelle benötigen eine sehr hohe Anfahrspannung. Dafür sind sie aber äußerst gemächlich unterwegs was bei heutigen Modellen eher anders herum anzutreffen ist.

Da hast Du aus der Wechselspannungs-Feldspule einen Magnet mit stets gleicher Polung gemacht. Somit funktioniert der wie ein Permanentmagnetmotor.

(Das Telex Relais hat ja nichts weiter gemacht als die Feldspule gegenüber der Ankerspule umzupolen)

Im Gegensatz zum normalen Gleichstrommotor mit Permanentmagnet (beidem das Stator Feld immer da ist) ist beim Anfahren anfangs gar kein Magnetfeld vorhanden. Sofern die Mechanik in Ordnung ist - kein Problem. Unsere Ahnen setzten eben in perfekte langlebige Mechanik - eine andere Wahl hatte man damals ja auch nicht.

Heute werden unausgereifte mechanische Baugruppen dem Kunden überlassen um sie nach nur 2 Jahren (Dauer-) Betrieb dann mit viel Hin und Her doch letztendlich gegen das nachfolgende, nun angeblich ausgereiftere Produkt auszutauschen. (Nachlass und Garantieverlängerung beim Neuprodukt)
Die alten Maschinen (groß und wuchtig) sind seit vielen Jahren in Betrieb - entsprechen allerdings nicht mehr den heutigen Anforderungen an die Energieeffizienz.
Ob die Energieeinsparung im laufenden Betrieb nun den erhöhten Beschaffungs- / Wartungs- / Reparaturaufwand rechtfertigt steht auf einem anderen Blatt. Aber das wird ja auf unterschiedliche Kostenstellen verteilt...
 
Naja... bezogen auf die Fertigung eines Teils hat sich der Energiebedarf seit den 1970ern halbiert.
Allerdings wird heute mehr als die doppelte Menge hergestellt.
Themen wie kalkulierte Nutzungsdauer würd ich hier aber lieber nicht anreißen wollen. Das führt zu weit vom Thema weg. Trotzdem lässt sich gut vorstellen, dass auch heutige Eisenbahnmodelle durchaus 50 Jahre und älter werden könnten weil sie letzten Endes nur einem geringen Verschleiß unterliegen.
Bei der alten P8 hat mich insbesondere die Wirkung der Radsätze fasziniert. Meiner Meinung nach haben das zwei Hersteller in TT bei einigen ihrer Dampfer nicht hinbekommen - mit dem Unterschied, dass die Konstruktionen locker 30 Jahre auseinander liegen dürften.
Sammeln tät ich solche Modelle nur unter dem Gesichtspunkt der Nutzbarkeit für kleine Grobmotoriker, die sich den ganzen Nachmittag beim Spielen vorstellen dass sie da selber im Führerstand sitzen und einen großen Zug fahren, oder Schaffner spielen, oder Reisende, oder, oder, oder.

@KEB
Meinst' wirklich dass Rokalmodelle eine ähnliche Standhaftigkeit besitzen? :auslach:
 
@KEB
Meinst' wirklich dass Rokalmodelle eine ähnliche Standhaftigkeit besitzen?
JA! Im Dauer-Ausstellungsbetrieb mehrfach bewiesen. Die ROKAL-TT-Modelle der 1950er und 1960er Jahre stehen den damaligen H0-Modellen anderer Marken in nichts nach! Alle erwähnten Eigenschaften treffen auch bei den Produkten des Lobbericher TT-Pioniers 100%ig zu.


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Zudem ist die Wartungsfreundlichkeit vor allem der ROKAL-Fahrwerke mit Einheitsmotor (ab ca. 1961) herausragend. Innerhalb einer Minute liegt der Rotor, Scheibenkollektor und die Kohlebürsten zerlegt auf dem Tisch ...

K_E_B
 
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