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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Welcher max Strom bei welchem Draht?



Gerhard Würtz
04.08.2002, 02:22
Hallo Leute,

ich suche eine Liste oder Diagramm, aus welcher/m hervorgeht, mit welchem max Strom ein Draht belastet werden darf/kann bevor er Schaden nimmt.
ZB. Ein LRK 345/20 ist mit 12 Windungen 2x0,7 er Draht gewickelt. Wie hoch darf in diesem Fall der Strom sein? Es sollte also eine Tabelle oä. sein, wo man einigermassen genau sagen kann mit welchem Strom ein Motor belastet werden kann.

Gruß Gerhard

Michael Schöttner
04.08.2002, 11:04
Hallo Gerhard,

auch hier gilt, wie so oft im Leben die Antwort, die der Schwabe auf solch eine Frage gibt: "Bis er kaputt geht" (Wir können doch Hochdeutsch!)
Es gibt zwar Richtlinien über Stromdichte in Kupferlackdrähte, die in jedem Tabellenbuch für Elektrotechnik stehen aber befolgt man die, dann wird aus einem LRK 345/20/... plötzlich ein Speed300 mit Getriebe.
Das Problem ist die "Betriebsart". Unsere Motoren werden nur eine kurze Zeit betreiben. In dieser Betriebszeit dürfen sie nicht wärmer werden, als die Isolierung des Kupferdrahtes verträgt. Dauerbetreib würde heißen, daß bei einer Umgebungstemperatur von 20°C die Wicklung dauernd mit ihrem Nennstrom beaufschlagt werden darf. Der Nennstrom würde demzufolge recht niedrig liegen.

Also, es hilft nur Messen und sich langsam an den Punkt rantasten, den der Motor noch überlebt.
Bedenke aber, daß der Punkt des besten Wirkungsgrades meißt weit darunter liegt.

Gruß, Michael

Ulrich Horn
06.08.2002, 02:48
Hallo,

völlig richtig, Michael. Ich mag noch folgendes hinzufügen:

Wenn man, wie Gerhard, Länge und Durchmesser des Drahtes vorgibt, kann man den ohmschen Widerstand in jedem Physikbuch nachlesen. Damit hat man die Verlustleistung des Drahtes bei gegebenem Strom. Diese gibt zumindest einen Anhaltspunkt für die Temperatur, von der man zunächst nur weiss, dass sie die Schmelztemperatur der Lackschicht nicht überschreiten darf.

Die Temperatur hängt aber kurzfristig von der Wärmekapazität und langfristig von der Kühlung ab. Da kommt nun die Bauart des Motors ins Spiel. Hier hört jedes Physikbuch auf.

1. Näherung: man belaste den Draht, bis die Isolierung abtropft -> Grenzstrom
2. Man wiederhole 1 bei einem dicht gewickelten Drahtknäuel -> Maximalstrom
3. Man belaste den Motor, bis ein innerer Temperatursensor bei Dauerbetrieb
- 60% der inneren Temperatur des Drahtknäuels aus 2. zeigt
- 70% der Maximaltemperatur der Magnete zeigt
Ich vermute, dass man dann auf der sicheren Seite liegt, den maximalen Betriebsstrom ermittelt zu haben. Man möge mich bitte korrigieren.

Auf jeden Fall kann es keine einfache Tabelle geben, die einen Zusammenhang zwischen Draht und maximalem Strom herstellt, wenn es um Motoren geht.
Vielleicht irre ich mich, aber ist ein LRK mit dicken Drähten an der Belastungsgrenze nicht ein Widerspruch in sich?

Grüße, Ulrich Horn

Gerhard Würtz
06.08.2002, 05:33
Hallo Leute,

ersttmal vielen Dank für alle "Tips".
Es ist aber nicht unbedingt mein Ding, einen Motor bis zum Abfackeln zu belasten, um danach neu zu wickeln.
@Ulrich: Es ist ja genau der Punkt, daß ich eben keinen dicken Draht nehmen will. Daß man einen dicken Draht höher belasten kann als einen dünnen ist klar, aber genau das ist doch der Punkt. Woher nehmen die Motorenhersteller die Angaben, wenn sie schreiben, daß Motor a mit zB. 12Zellen und 70Amp. belastet werden darf?
Ich kann mir nicht vorstellen, daß die jeden neu entwickelten Motor bis zum Wicklungsschluss hochjagen. Es muss doch Anhaltswerte geben.

Gruß Gerhard

Michael Schöttner
06.08.2002, 07:54
Hallo Gerhard,
abfackeln tut keiner gerne einen Motor. Es gibt zwei Möglichkeiten diese Angaben zu untermauern. 1. Man mißt den ohmschen Widerstand vor und während des Betriebs und erhält so die Temperatur in der Wicklung oder man mißt direkt mit einem Temperaturfühler, den man in die Wicklung mit einwickelt.
2. Man simuliert den Temperaturverlauf mittels finiter Elemente. Dazu gibt es viele Abhandlungen und Software. Die meisten sehr umfangreich und teuer. Die Simulation lebt aber auch nur von Erfahrungswerten, die als Parameter eingegeben werden. So ist es zum Beispiel sehr schwer, den genauen Wert für einen Temperaturübergang zwischen Kupferlackdraht und Eisenstator zu bestimmen.

Wie Du jetzt vielleicht erkennst, ist es sehr wichtig, wie die Wärme, die immer in der Wicklung entsteht, nach außen abzuführen ist. Das Problem der Außenläufer ist, daß die Wärme im tiefsten Inneren entsteht. Die Wärme muß auf den Stator und anschließend auf den Lagerhülsen nach außen geführt werden. Da ist es natürlich wichtig gute Wärmeleiter, wie Aluminium zu verwenden und für gute Wärmeübergänge zu sorgen. Verwendet man dann noch einen Motorträger aus Aluminiumblech, dann kann man ganz schön was wegtransportieren.

Aber bitte auch den Wirkungsgrad dabei im Auge behalten. Irgend wann fackelt auch der größte Motor ab!

Gruß, Michael

Christian Lucas
06.08.2002, 21:42
Hallo Gerhard,
ein Wert so aus dem Ärmel sind 25 Amp´s pro mm².
Hans Lehner gibt als wert den Strom an ab dem die Wirkungsgradkurfe wider abzufallen anfängt,für Ihn gibt es aber nur einen vernünftigen Betriebspunkt und der ist bei ETA max.
Du kannst natürlich auch eine Kühlung in den Motor bauen,bei LRK´s must Du an den Stirnseiten des Stators GFK scheiben dicht auf der Welle verkleben,die Kabel durchführen und abdichten und dann eine dünne GFK Bandage über den Stator und die Scheiben ziehen und an den Scheiben verkleben.
Jetzt kannst Du den Stator mit Destilierten Wasser füllen.Da Wasser eine hohe Wärmekapazität hat vor allem wenn Du es verdampfen läst kann dadurch eine menge Energie verbraten werden.Denn Wasserdampf durch einen Schlauch mit eingeschobenen Kügelchen als überdruckventiel entweichen lassen,damit beim Rollen fliegen das Wasser im Motor bleibt. CO² Motoren Flieger nutzen so einen Wassermantel um den Gastank damit sich der Tank nicht zu sehr abkühlt und der Druck erhalten bleibt.

[ 06. August 2002, 21:46: Beitrag editiert von: Christian Lucas ]