Verluste in Gleichstromkleinstmotoren mit Kommutator

Zusammenfassung: In der vorliegenden Arbeit werden die in permanentmagnetisch-erregten Gleichstromkleinstmotoren (Pmech < 2W) auftretenden Verlustarten untersucht. Dabei werden laut Aufgabenstellung nur Micromotoren mit mechanischer Kommutierungseinrichtung - also keine elektronisch kommutierten Motoren - besprochen. Außerdem werden einfache Verfahren zur Messung dieser Verluste angegeben. Da insbesondere die Eisenverluste des Motors und darüber hinaus auch die durch Luftreibung des Ankers hervorgerufenen Verluste besonders stark von der jeweiligen Gestaltung des Rotors abhängen, erfolgt zunächst eine Einteilung der Gleichstromkleinstmotoren nach charakteristischen Läuferbauformen. Mit Hilfe des vereinfachten Vierpolersatzschaltbildes eines permanentmagnetisch-erregten Gleichstrommotors werden Art und Ursprung der wesentlichen Verlustleistungen aufgezeigt. Grundsätzlich kann dabei eine Unterteilung in einerseits vorwiegend drehzahlabhängige Leerverlute, und zum anderen in die von der Belastung des Motors - und damit vom jeweils fließenden Motorstrom abhängigen Lastverluste erfolgen. Zur meßtechnischen Bestimmung der Motorverluste werden im Rahmen dieser Arbeit verschiedene Meßverfahren vorgestellt und auf ihre Tauglichkeit hin untersucht. Als besonders geeignete Methode zur Trennung der Einzelverluste im Leerlauf muß dabei das sogenannte Auslaufverfahren hervorgehoben werden. Hiermit können die auch bei leerlaufendem Motor durch Lager-, Luft-, und Bürstenreibung hervorgerufenen Verluste, und darüber hinaus auch die bei Motoren mit Eisenankern auftretenden Ummagnetisierungsverluste voneinander getrennt werden. Es wurde beispielhaft an einem vorliegenden Kleinstmotormeßstand ein permanentmagnetisch-erregter Motor der Fa. MABUCHI bezüglich seiner Verluste untersucht. Die bei der Messung aufgetretenen Schwierigkeiten wurden diskutiert. Für genauere Messungen ist eine verlustärmere Drehzahlmessung notwendig