Kontaktsystem und Kommutierung der Kommutatormotoren kleiner Leistung
von Andreas MöckelDas Ziel der Arbeit besteht darin, einen Überblick über die Thematik der Stromkommutierung
von Reihenschluss- und Permanentmagnetmotoren zu geben, den Vorgang der
Stromkommutierung dieser Motoren zu analysieren, das Kontaktsystem sowohl konstruktiv
als auch funktionell zu beschreiben, bekannte als auch neue Analyseverfahren zur
messtechnischen Beurteilung der Kommutierung vorzustellen und aus den messtechnischen
Ergebnissen Ansätze zur Berechnung und zur optimalen Gestaltung des Magnetkreises
hinsichtlich der Kommutierung abzuleiten.
Den Kern der Ausführungen bildet die messtechnische Analyse der Stromkommutierung des
Kommutatormotors mit einer automatisierten Auswertung der Messergebnisse. Die
Aufbereitung der experimentell gewonnenen Daten nimmt einen breiten Raum ein. Es werden
spezielle Verfahren für Reihenschluss- und Permanentmagnetmotoren erläutert. Praktische
Beispiele illustrieren die Anwendung und zeigen die Grenzen des Einsatzes. Die neu
entwickelten und in der vorliegenden Arbeit beschriebenen Verfahren zur
Kommutierungsanalyse wurden in einer Software mit integrierter Versuchsstands- und
Messgerätesteuerung umgesetzt, sodass ein praktisch anwendbarer Versuchsstand für weitere
Untersuchungen zur Verfügung steht.
Die experimentellen Arbeiten dienen als Grundlage für die Formulierung von Zielrichtungen
zur Optimierung und für die Modellbildung des Kommutierungsvorgangs. Die umfangreiche
Kenntnis der Einflussgrößen auf die Kommutierung liefert die für die Modellbildung nötigen
Parameter. Zwei Ansätze zur Berechnung zeigen Wege für eine Simulation der
Kommutierung.
Die aus den experimentellen Untersuchungen gewonnene umfangreiche Kenntnis der die
Kommutierung prägenden Einflussgrößen erleichtert, gezielt auf problembehaftete
Stromkommutierung zu reagieren bzw. bereits bei der Auslegung und Konstruktion von
Motoren die Grundlage für eine vorteilhafte Kommutierung zu legen.
