Hauser Servomotor zerlegt, Fotos vom Innenleben

[Bernd]

Heute habe ich den Generator endlich wieder zusammen gesetzt.
Ich habe zunächst mal den vorderen Dicht-Simmering weg gelassen, da er sich später ohne Demontage nachrüsten lässt.
Beim Durchdrehen merkt man sofort das es leichter geht als zuvor mit dem eingebauten Dichtring und dem ganzen Berg an Staub
der da noch im Motor war sowie den alten Lagern. Beim langsamen Drehen sind merklich leichte Rastungen zu spüren.
Ich messe jetzt ein Losbrechmoment von ca. 0,3 Nm.
Wenn man schneller dreht passiert etwas merkwürdiges. Man gewinnt den Eindruck das das Leerlaufmoment mit
zunehmender Drehzahl immer kleiner wird und ab ca. 150 U/min sehr deutlich kleiner wird.
Je schneller man dreht (mit einer Art Kurbel) desto leichter scheint es zu gehen.
Ich schätze das Leerlaufmoment nach meiner Säuberungsaktion und dem entfernen des Simmerings auf ca. 0,15 Nm was für
einen Permanentmagnet bestückten Generator dieser Leistungsklasse aus meiner Sicht sehr wenig ist.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Ich wollte heute nach dem Zusammenbau überprüfen ob sich an der Spannung pro Umdrehung etwas geändert hätte.
Hierbei hatte ich nicht eine mögliche Verbesserung im Sinn sondern ich wollte überprüfen ob die Magneten durch das
Zerlegen und den anschliessenden Zusammenbau und die unvermeidlichen leichten Schläge etwas von ihrer Leistung
verloren hätten, denn auf Servomotoren dieser Art sind immer Warnschilder die vor einem rauhen Umgang, insbesondere
dem Einsatz eines Hammers auf die Generatorachse warnen.
Ich hatte zum Zweck der Überprüfung den Servo mit meinem Universalgleichrichter verbunden.
Die gleichgerichtete Ausgangsspannung habe ich dann gemessen.



Mit einem Fahrradtacho habe ich die Drehzahl gemessen und kam bei 750 U/min auf eine gleichgerichtete Spannung
von 63,8 Volt. Rechne ich noch die Verluste im Gleichrichter von ca. 1,4 Volt hinzu wären es 65,2 Volt.
Umgerechnet auf 100 U/min ergibt sich eine Spannung von 8,69 Volt und dieser Wert liegt damit nahezu 100%ig bei der
Nennangabe von 8,7 Volt bei 100 U/min, mit anderen Worten alles in Ordnung.

Mir kam dann die Idee rein aus Interesse mal die Spannung zwischen zwei Phasenanschlüssen zu messen.
Ich ermittelte, ebenfalls bei 750 U/min, ca. 44,2 Volt. Rechne ich die 1,4 Volt Spannungsverlust durch den Gleichrichter
hinzu dann lande ich bei 45,6 volt.
Teile ich nun die erzielte Spannung nach Gleichrichtung aller drei Phasen ( 65,2 Volt ) durch die erzielte Spannung
zwischen zwei Phasenanschlüssen ( 45,6 Volt ) so komme ich auf den Wert 1,43.
Dieser Wert deckt sich sehr gut mit dem "Gleichrichtwert" von 1,41.
Der Verkettungsfaktor von 1,73, den viele vermuten würden, ist hier nicht auszumachen.

Ich schreibe diese Geschichte weil wir im Grundlagenbereich unbedingt noch die Zusammenhänge der Spannungen im
Drehstrombereich hinterlegen müssen.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

Ja,und wieviel ich weiss Faktor 1,73 gilt nur für reine Wechselspanung von 3 Fasen. Nach Gleichrichtung hat er keine Gültigkeit,nach dem was ich bis jetzt gelesen habe.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Bei meinem fligenden Aufbau kam mir der Gedanke :
" Was ist wenn bei voller Drehzahl ein Kurzschluss aller drei Phasen auftreten würde ?"

Es würde bedeuten das der Generator mit seiner Kurschlussleistung Die Drehbewegung abruppt abbremst.
Soviel sei vorab gesagt, das darf nie auftreten sonst zerfetzt es einem den Messaufbau, den Akkuschrauber
oder das Handgelenk !!

Machen wir uns mal den Spass die Bremsleistung so eines Servos zu berechnen, sie ist mehr als beeindruckend.
Die Bremsleistung im Kurzschlussfall errechnet sich aus der erzeugten Spannung und dem Innenwiderstand des Generators.
P Kurschluss = Spannung²/ Widerstand
Die erzeugte Spannung beträgt 87 Volt pro 1000 U/min
Der Innenwiderstand beträgt 0,29 Ohm

Fangen wir mal vorsichtig an und setzen unsere Kurzschlussbremse bei 100 U/min. Das wären dann:
]Bremsleistung bei 100 U/min = 8,7 Volt² / 0,29 Ohm = 261 Watt

Bei 100 U/min bremst der Servo im Kurzschlussfall mit einer Bremsleistung von 261 Watt, das ist schon viel
für eine so geringe Drehzahl, aber noch überschaubar. Machen wir mal weiter.

Bremsleistung bei 250 U/min: 21,75 Volt² / 0,29 = 1631 Watt
Mit 2,5 kW tritt der Servo in die Bremse bei nur 250 U/min. Jetzt geben wir mal Gas, 1000 U/min.

Bremsleistung bei 1000 U/min: 87 volt² / 0,29 Ohm = 26.100 Watt bzw. 26,1 kW
Unglaubliche 26,1 kW würden als Bremsleistung wirken, der Servo würde schlagartig die Drehzahl reduzieren.
So ein Zustand darf nie auftreten, aber wir haben noch Luft nach oben, der Servo kann max. 6000 U/min.

Bremsleistung bei 6000 U/min : 522 Volt² / 0,29 Ohm = 939,6 kW

Aus voller Drehzahl einen satten Kurzschluss und es würde wohl den Servo zerfetzen wenn die gigantische
Bremsleistung von fast 1 Megawatt in den ersten Millisekunden wirkt. Ich schätze es würden Drähte/Kontakte verglühen,
die Welle abscheren oder die Magnete abreissen oder ähnliches, irgendwas von dem würde wohl passieren.

Darum sei davor gewarnt starke Permanentmagnetgeneratoren bei hoher Drehzahl einem Kurzschluss auszusetzen !!
Wenn man Windräder elektrisch bremsen will muss das "sachte" erfolgen und nicht mit der harten Brutalobremse.


Bei allen Betrachtungen wurden induktive Einflüsse, die die Bremsleistung mindern würden, vernachlässigt.


Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

Sehr schöne Lehrstunde die retten kann wenn man darauf denkt,muss zugeben auf so was habe nie gedacht.

Auch wenn das passiert bei Windbetrieb und bei starken Wind,dann ist möglich das Windrad kapput geht bei abbrupte bremsen,weill er auch Masse hat und dadurch geht er mit sicherheit kapput.

Habe immer an jede Fase Sicherung von 20 A gemacht,aber wen Kurzschluß in Wicklungen kommt dan hilft keine Sicherung mehr,weill Kurzschlus ist vor dem nicht hinter dem.

Grüße

Ekofun