Hallo Thomas,
zuerst einmal ein Dankeschön für Deine Bemühungen in diesem Ausführlichen Beitrag. Du hast mir dabei auch eine Idee kommen lassen, die ich am Schluss noch weiter beschreiben werde. Vielleicht gibt das den Rasenmähermotor von morgen. Ob wir dafür vielleicht einen der ersten geschenkt bekommen?
Einige Ansätze sollten wir aber dennoch überlegen.
Thomas.B schrieb:
Natürlich kann es am Dynamoblech liegen. Schlechte Qualität ist relativ. Was bei einem 50Hz-Asynchonmotor noch prima ist, kann bei einem Universalmotor mit 30.000 U/min schon erhebliche Eisenverluste haben. Fein gefiederte Blechpaket sind eben in der Herstellung etwas aufwendiger. Ferner haben die Werbe-Fuzzies die Aufnahmeleistung als "Qualitätsmerkmal" entdeckt.
So gesehen hast Du ja nicht unrecht, dennoch gibt es aber eine Grenze für die Hersteller, die Leistung entsteht auf kleinem Raum, damit entstehen auch neue Kühlprobleme die dann, bei schon geringer Verstopfung zur thermischen Überlastung und somit zur vorübergehenden Zwangsabschaltung führen können.
Thomas.B schrieb:
Kühlung:
Nach einer gewissen Zeit stellt sich ein quasistationärer Zustand ein: Soundsoviel Verlustleistung versus Luftdurchsatz. Die Masse des Motors spielt da kaum ein Rolle. Der Wirkungsgrad ist bei den üblichen Universalmotoren sehr viel schlechter. Die "wegzukühlende" Verlustleistung erreicht schnell doppelte und dreifache Werte gegenüber einem mittelprächtig bis eigentlich schon schlecht ausgelegtem Asynchronmotor.
Die Masse spielt eben genau für diese gewisse Zeit eine Rolle. Beim Universalmotor ist das Drehmoment proportional zum Strom, die Drehzahl proportional zur Spannung. Ein entsprechendes Regel-/Steuergerät ist einfach und günstig (Seriewiderstand in der Erregung, Thyristortechnik, DC-Chopper). Die Verlustleistung kann vor allem auch dadurch schnell ansteigen, wenn -eben durch die Leistungsfähigkeit- hohes, nasses Gras schnell gemäht wird.
Thomas.B schrieb:
Abtransport Mähgut:
Das hängt stark von der Konstruktion des RM ab. Dazu sorgt fortschreitender Verschleiß - insbesondere am Messer irgendwann für Verschlechterungen. Der Motor hat damit wenig zu tun. Es ist auch keine sinnvolle Lösung, gravierende Mängel am Mähsystem mit schierer Antriebskraft zu kompensieren. Nur bei kleinen Schnittbreiten wird es mit den knapp 3000 U/min eines Asynchronmotors langsam schwierig. Ab 38...40cm Schnittbreite ist das aber überstanden.
Bei der kleinen Schnittbreiten und scharfen Messer ist das Abmähen kein Problem, auch das fangen nicht, da ja beim Fangen die Luftleitbleche am Messer entsprechend steiler oder zumindest länger ausgeführt sind um die notwendige Transporteigenschaft zu erreichen. (Füllung Fangsack) Mit stumpfer werdenden Messern ist aber die Abtrenneigenschaft eher nur noch rupfend und damit nicht gerade gut fürs Gras.
Thomas.B schrieb:
Deine Darstellungen zur den Motoreigenschaften sind nicht korrekt:
Bei einem Asynchronmotor steigt innerhalb des Arbeitsbereiches mit zunehmender Belastung die Aufnahmeleistung und der Schlupf. Bei Überlastung bricht das Drehmoment relativ schlagartig weg. Bei vielen Anwendungen - zu denen auch ein Rasenmäher gehört - eine wünschenswerte Sache. Bei ausreichender Dimensionierung der Kühlung ist das eigentlich überlastsicher. Probleme gibt es erst, wenn der Luftdurchsatz durch Schmutz etc. reduziert wird - wie schon erwähnt.
Sehr gut formuliert, was den Schutz des Antriebes angeht. Dafür ist auch keine weitere Elektronik notwendig.
Das Problem liegt aber darin, -gerade beim Rasenmäher- dass diese Überlastung und damit das wegbrechen des Drehmomentes beim Mähen von nassen, manchmal nur zu hohen Gras dazu führt, das der Rasenmäher angehoben werden muss, damit er sich überhaupt wieder befreien kann und anschließend langsamer weitergelaufen werden muss um diesen Vorgang nicht wiederholen zu müssen.
Thomas.B schrieb:
Ein Universalmotor würde theoretisch eine endlos hohe Drehzahl erreichen. Elektrische und mechanische Verluste halten ihn davon ab - hoffentlich. Deshalb ist die Stromaufnahme im Leerlauf oft sehr viel höher als beim Asynchronmotor. Ein Universalmotor gibt auch kein "Gas". Das macht möglicherweise eine zusätzliche Elektronik in Verbindung mit einer entsprechenden Auslegung des Motors. Beim Universalmotor, der am AC-Netz per Phasenanschnitt geregelt werden kann, ist das mit sehr geringem Aufwand machbar. Möglicherweise hat Dein Bosch-RM so etwas. Ein Überlastschutz kann da billig integriert werden. Da Bosch das bei anderen Maschinen mit Universalmotoren auch nicht konsequent macht, würde ich mich darauf nicht verlassen.
Einen Anlassermotor vom Auto würde es zerlegen, der könnte die Drehzahl die er erreichen würde nicht verkraften, dafür ist der Anker / Kollektor nicht ausgelegt. Ich habe aber einen Anlasser von Bosch von meinen alten Hubschraubern (von 1976) der läuft im Leerlauf mit unter 2 A, geht aber bei Belastung auf über 30 A hoch. Das verstehe ich unter Gas geben. Weiter oben habe ich bereits beschrieben, wie sich Strom und Spannung zum Drehmoment verhalten. Für diese Zusammenhänge bedarf es noch keiner Elektronik. Aber Du hast insofern Recht, dass ein Überlastschutz durch einen billigen Kaltleiter, der in Reihe geschaltet wird, erreicht werden kann. Das muss auch so sein, den der Universalmotor kennt beim Arbeiten nicht seine Grenze. Wenn jetzt Bosch auch damit wirbt, das der Rotak bis zu 30 cm hohes Gras scheiden kann, dann glaube ich es schon, ich glaube aber nicht, den ganzen Rasen damit mähen zu können, ohne dass der Überlastschutz sich bemerkbar macht.
Ein weiteres Beispiel sind die großen Winkelschleifer von Bosch. Ich habe da einen BLAUEN, der hat eine elektronische Anlaufstrombegrenzung. Das hat den Grund, das die Trägheit (beim Einschalten) nicht die Sicherung raushaut. Der Motor kann nicht unterscheiden, ob es ein abbremsen oder ein anlaufen ist, er gibt immer außerhalb der Nenndrehzahl Quasi Gas.
Thomas.B schrieb:
Die Nachteile eines Asynchronmotors lassen sich übrigens elektronisch beheben. Das Zauberwort heißt Frequenzumrichter. Das ist lange Stand der Technik und kostet heute nicht mehr viel. Ob das bei einem RM viel bringt, sei mal dahingestellt - bei vielen anderen Maschinen aber schon.
Jetzt komme ich zu dem eingangs beschriebenen Gedanken. Es Liese sich doch ein Asynchronmotor mit einem Frequenzumsetzer und Drehzahlmesser so regeln, dass bei einem größer werdenden Schlupf der Frequenzumsetzer den Motor wieder hochzieht. Ich glaube, Du weißt schon was ich meine. Dann hätten wir einen Rasenmäher mit einem Antrieb der bei einer Blockierung Problemlos anhält und bei größer werdender Belastung Nachhilfe bekommt.
