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Anlaufmoment Gleichstrommotor

Hier können Sie kostenlos und ohne viel Aufwand den Anlaufmoment einer Gleichstrommaschine berechnen lassen. Geben Sie dazu unten einfach nur die Netzspannung, die Anzahl der Ankerzweigpaare, die Anzahl der Polpaare, den magnetischen Fluß im Luftspalt, die Leitungslänge der Anker sowie die Ankerwindungszahl den Innenwiderstand und Außenwiderstand der Maschine an

Netzspannung [V]  
Anzahl der Ankerzweigpaare  
Anzahl der Polpaare  
magnetischer Fluß im Luftspalt [V/s]  
Leitungslänge Anker [m]  
Ankerwindungszahl  
Innenwiderstand der Maschine [Ω]  
Aussenwiderstand der Maschine [Ω]  

Das Anlaufmoment im Gleichstrommotor ausrechnen


Egal ob in der Uni oder der Schule oder der Ausbildung, eine wichtige Prüfungsaufgabe dreht, sich meist um die Berechnung des Anlaufmoments eines Gleichstrommotors. Vor allem als Techniker benötigt man dieses Wissen durchaus.Doch wie berechnet man diesen Anlaufmoment eigentlich? Um das Anlaufmoment zu berechnen, muss der Anlaufmoment aus dem Gleichstrom heraus ermittelt werden. Dazu sind komplizierte Formeln nötig. Diese lassen sich zwar auch traditionell ausrechnen, dazu bedarf es allerdings sehr viel Zeit und Disziplin. Ein kleiner Fehler kann das ganze Ergebnis verfälschen.

So berechnen Sie das Anlaufmoment


Wer schneller an das Ziel eines optimalen Ergebnisses möchte, sollte ganz einfach den vorliegenden Rechner nutzen. Dieser Rechner für das Anlaufmoment eines Gleichstromotors besitzt immer noch eine Vielzahl an Schritten, bis das finale Ergebnis präsentiert werden kann, aber er nimmt enorm viel Last von den Schultern vieler Schüler, Studenten und Auszubildenden, die ansonsten auf herkömmliche und somit mühsame Weise versuchen, müssten das Ergebnis vom Anlaufmoment des Gleichstrommotors zu ermitteln. Wer es selber ausprobieren möchte, benötigt im Vorfeld die entsprechenden Daten, die in die hierfür gedachten Felder eingefügt werden sollten. In wenigen Schritten erhält der Nutzer so das Ergebnis vorliegen.

Schritt 1:


Zunächst sollte in das erste freie Feld die Netzspannung [V] eingegeben werden. Diese ist ein wichtiges Grundelement zur Ermittlung des Ergebnis.

Schritt 2:


Geben Sie im zweiten freien Feld die Anzahl der Ankerzweigpaare an damit diese in der Berechnung berücksichtigt werden können.

Schritt 3:


Im dritten freien Feld sollten Sie nun die Anzahl der Polpaare einfügen.

Schritt 4:


Waren Ihre Messungen bislang korrekt und führten Sie zum Erfolg dann geben Sie im vierten Feld bitte den magnetischen Fluß im Luftspalt [V/s] ein.

Schritt 5:


Auch die Leitungslänge des Anker [m] wird mit in die Berechnung einbezogen. Diese fügen Sie bitte in das fünfte freie Feld ein.

Schritt 6:


Die Ankerwindungszahl wird in das sechste freie Feld eingesetzt.

Schritt 7:


Der Innenwiderstand der Maschine [?] ist ebenfalls ein wichtiger Bestandteil der Berechnung und wird dementsprechend in das siebte freie Feld eingesetzt.

Schritt 8:


Zu guter Letzt wird nun noch der Außenwiderstand der Maschine [?] benötigt, damit der Rechner ein optimales Ergebnis präsentieren kann. Dieses fügen Sie bitte im Abschluss in Feld Nummer acht hinein.

Schritt 9:


Unterhalb des großen, weißen Fensters finden sie links den Button "Berechnen". Drücken Sie diesen und in wenigen Sekunden steht das Ergebnis vor Ihren Augen gut ablesbar auf dem Bildschirm. Nun können Sie es sich für Ihre Unterlagen notieren oder zusätzlich bequem ausdrucken lassen.


Häufig gestellte Fragen

Beispielrechnung aus der Praxis

Von einem Motorsystem sind folgende Daten bekannt:

U = 100 V
a … 4
p … 2
… 0,5 V * s
NA … 200
Ri … 5 W
Ra … 60 W

 

Wie groß ist das Anlaufmoment bei dieser Konfiguration und mit welcher Massnahme kann es halbiert werden?

MA = (U * 3,25 * p / a * NA * 10² * F) / (Ri + Ra)

= (100 V * 3,25 * 2 / 4 * 200 * 100 * 0,5 V * s) / (5 W + 60 W)

= 650.000.000 V² * s / 65 W

Drehmomente werden in Newtonmeter angegeben, zur Verifizierung der obigen Rechnung wird hier noch kurz eine Umrechnung der Einheit V² * s / W in Nm gezeigt:

Mit

1 W = 1 V / A

gilt:

1 V² * s / W = 1 V * s * A

1 N * m = 1 V * A * s (laut SI-Definition)

Der im Beispiel berechnete Motor hätte also ein Anlaufmoment von 25 kNm.

 

Was ist ein Anlaufmoment?

Als Anlaufmoment wird das Drehmoment bezeichnet, dass ein Elektromotor im Moment seines Einschaltens entwickelt. Das Anlaufmoment ist beim Gleichstrommotor höher als beim Betrieb auf Nenndrehzahlniveau, was Gleichstrommotoren insbesondere für den Einsatz als Anlasser im Kraftfahrzeug oder auch als Antrieb von Straßenbahnen besonders attraktiv macht, da in diesen Betriebszuständen hohe Drehmomente gefordert sind.

 

Wie berechnet man das Anlaufmoment?

Für die Berechnung des Anlaufmoments sind eine Reihe von Kenngrößen erforderlich, die nachfolgend zunächst kurz erläutert werden sollen:

U … Netzspannung (in V),
entspricht der Betriebsspannung des Gleichstrommotors
a … Anzahl der Ankerzweigpaare (dimensionslos),
bauliche Kenngröße des verwendeten Motors
p … Anzahl der Polpaare,
bauliche Kenngröße des verwendeten Motors
… Magnetischer Fluss im Luftspalt (in V * s),
beschreibt das magnetische Feld, vergleichbar mit dem elektrischen Strom
NA … Ankerwindungszahl (dimensionslos),
Anzahl der Windungen, die mit dem Wicklungsdraht ausgeführt sind
Ri … Innenwiderstand der Maschine (in W),
entspricht dem Quellwiderstand der Gleichstrommaschine
Ra … Außenwiderstand der Maschine (in W),
entspricht dem Anschlusswiderstand der Maschine, gemessen an den Klemmen

 

Mit diesen Kenngrößen wird das Anlaufmoment MA wie folgt berechnet:

MA = (U * 3,25 * p / a * NA * 10² * F) / (Ri + Ra)

 

Wo findet die Berechnung des Anlaufmoments ihren Einsatz?

Das Anlaufmoment eines Motors bestimmt über seinen möglichen Einsatzzweck. Viele der genannten Einflussgrößen sind konstruktiv bedingt und können beim fertig entwickelten Motor nicht mehr beeinflusst werden.

Die Berechnung des Anlaufmoments ist deshalb oft in der Konstruktionsphase anzuwenden, um das richtige Produkt für die vorgegebenen Anwendungsbedingungen zu erschaffen. Ein Anlassermotor muss das notwendige Anlaufmoment aufbringen können, das für die ersten Drehbewegungen eines unter Umständen sehr kalten Verbrennungsmotors mit noch zähem Schmierstoff benötigt wird.

Umgekehrt können zu hohe Anlaufmomente auch angrenzende Bauteile zerstören, was zur Folge hat, dass diese durch konstruktiv einzuplanende Schutzelemente wie Rutschkupplungen oder nur langsam steigenden Betriebsspannungen geschützt werden müssen.

 



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