Drehstrommotoren

[akirahugo]

Hallo,

da ich nicht so ganz in der Thematik drin stecke, habe ich ein paar Fragen.

Also ich will einen Roboterarm bauen und brauch dafür natürlich Motoren. Jetzt stellt sich für mich die generelle Frage, da ich gelesen habe, dass meistens Gleichstrommotoren angewendet werden, warum dies so ist.
Haben Drehstrommotoren ein Problem mit dem ständigen Anfahren und Abbremsen oder liegt es allein an der einfacheren Drehzahlreglung bei Gleichstromotoren oder liegt ich hier komplett falsch?

Ich nehme stark an, dass für meine Zwecke eh nur Gleichstrommotoren in Frage kommen, da ich unter 50 V bleiben wollte, aber die Frage hat mich generell beschäftigt.

Dazu dann gleich die nächste Frage, da Drehstrommotoren ja meist relativ hohe Spannungen haben sind überhaupt Drehstrommotoren unter 50 V prinzipiell möglich und gibt es da welche?

[Ceos]

sagen wir es so, den drehenden Strom bekommst du problemlos aus der Dose, nur eben mit Netzspannung ... und dann meist auch mit einer festen Geschwindigkeit!

Strom mit niedriger Spannung kommt in der Regel aus Batterien und dreht sich halt nicht, den muss man erst zu drehen bringen!

Und genau da wird es umständlich, das gleiche gilt auch für Drehstrommotoren mit variabler Frequenz!

Zumeist bekommt man die notwendigen Treiber nur ausm Modellbau als fertige Schaltung oder man muss sich halt mit der Materie auseinandersetzen und basteln ... DC-Motoren kann man mit einer einfachen H-Brüke ansteuern, Drehstrommotoren brauchen 3 Brücken ... und benötigt meiner Meinung nach "Anpassung" an die Motorwindungen, da der Motor sonst nervtötend pfeift, schlimmer als DC-Motoren (aber das kann auch individuelles Empfinden sein)

DC ist halt "einfacher" zu steuern! Für deine zwecke sollten abe rSchrittmotoren eher geeignet sein!

[Richard]

Ich bin mir nicht wirklich sicher, vermute aber das Industrie Roboter wie Kuka mit Drehstrom Motore angetrieben werden. Deren Ansteuerung (FU's) ist sicher erst einmal aufwändiger aber der Nutzen z.B. volles Drehmoment von 0 1/Min an und sehr hohe Beschleunigung sowie Haltekraft dürften den Ausschlag geben. Spannungsmäßig gibt es solche Motore in jeder erdenklichen Größe und natürlich auch Preise... Wobei die kleineren eher Drehzahl optimiert sind und teilweise Turbinen durchaus übertreffen was für Roboter eher weniger geeignet ist. Das ist aber ein Ding des inneren Aufbaus der Motore, E-Fahrrad Motore sind auch Drehstrom Motore, relativ klein mit hohem Drehmomend, niedriger Drehzahl und 24 bis 36 VDC Versorgung. Für den Drehstrom sogt dann eine FU.

Wenn man einmal bedenkt das so ein Außenläufer ohne Getriebe auskommt und quasi in den Teilen/Gelenken eines Roboters integriert werden kann, also nicht "Eingebaut" sondern ein Teil des Roboters Stator sowie Rotor ist / sein kann. Bleiben nur noch Vorteile, außer der für Eigenbau zu hohe Preis.

Gruß Richard

[Besserwessi]

Es gibt da auch noch eine Größeneffekt: wenn Drehstrommotoren (klassische asynchrone) kleiner werden als etwa 100 W nimmt der Wirkungsgrad relativ schnell aber, es sei denn es wird großer Aufwand in der Präzision für einen minimalen Luftspalt getrieben. Bei kleiner Leistung sind Motoren mit Permanentmagnet in der Regel deutlich besser als solche ohne, einfach weil im kleinen ein Permanentmagnet besser ist als ein Elektromagnet.

Die Bruschless-motoren sind im Prinzip auch eine Art Synchronmotor wo der Umrichter zur Erzeugung des passendes Drehstromes gleich mit dabei ist und die Frequenz mehr oder weniger automatisch wählt.

[akirahugo]

Erstmal Danke für die Antworten.

Ich hab mal bei Kuka reingeguckt, die benutzen bürstenlose AC-Servomotoren, hab zwar nichts zur Voltzahl gefunden, aber denke die werden ein bischen höher als 50 V laufen . Aber heisst ja schon mal prinzipiell sind AC Motoren bei Robotern nicht ausgeschlossen und haben wie Richard sagte auch Vorteile scheinen aber bei niedrigen Voltzahlen kaum sinnvoll.

@Richard: Bei den Motoren die direkt in die Achsen ohne Getriebe eingebaut werden, meinst du da die sogenannten Torquemotoren? Die finde ich natürlich auchsuper, hab da aber auch bis jetzt nur welche mit über 50 V gefunden. Hat da jemand Ahnung oder Vorschläge ob und wo es welche mit niedrigerer Spannung gibt? Ich weiss, dass das ganze preislich ziemlich hoch ist, aber ich würde gern wissen was generell möglich wäre. Quasi zumindest die schönste Lösung auf dem Papier zu haben .

[Richard]

Die Spannung muss nicht immer sehr hoch sein http://de.nanotec.com/servomotor_db42.html der erwähnte http://de.wikipedia.org/wiki/Torquemotor ist natürlich auch "schick" muss aber nicht unbedingt als Permanentmaget Motor aufgebaut sein. Ein BLDC oder Drehstrom Motor kann als Außenläufer ähnliches Leisten. Immer wieder interessant ist auch http://www.powercroco.de/ zu lesen.

Gruß Richard