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Antriebskräfte Ferrariszähler (Elektronik)

verfasst von Hartwig, 29.04.2023, 11:04 Uhr

Der "Knackpunkt" sind wohl die im Winkel der Drehachse versetzten Spulen für Strom und Spannung. Eine Spule einzeln betrachtet erzeugt ein Magnetfeld, welches in der Zählerscheibe , deren Fläche größer als der Feldquerschnitt ist, kurzgeschlossen wird. Das passiert unabhängig davon, wo sich das Feld durch die Scheibe befindet. Das würde dem Experiment mit der Magnetschaukel (ein dünner Leiter bewegt sich quer durch das Magnetfeld) im Feld entsprechen, wenn man den Leiter der Magnetschaukel als deutlich größer als das Magnetfeld annimmt. Es wirkt also keine Kraft auf die im (Wechselstrom-) Magnetfeld befindliche Scheibe, die ein Drehmoment zur Folge hätte. Jetzt erzeuge ich mit Wechselstrom gleicher Phase ein weiteres Magentfeld, im Drehwinkel Winkel (z. B. 90°) versetzt zum ersten Magnetfeld. Bei gleicher Phase dürfte (wenn ich das richtig verstehe) immer noch kei Drehmoment entstehen, da ja zwei phasengleiche Magnetfelder auf die gleiche Scheibe einwirken. Vertausche ich aber die Anschlüsse einer Spule, erzeuge ich gegenphasige Magnetfelder. D. h. dass die Krafteinwirkung zwischen beiden Spulen und der Scheibe unterschiedlich und auch maximal ist und die Scheibe beginnt, sich zu drehen. Da die Kraft proportional der Amplitude des Magnetfeldes ist, wird klar, das bei Abschalten (Nulldurchgang) einer Spule das Produkt "0" ist und die Scheibe wieder steht. Bei Wechselstrom wird daher bei jedem Nulldurchgang einer Spule der aktuelle Momentanwert der anderen Spule mit "0" multipliziert. Das Produkt und somit die Drehgeschwindigkeit ist so phasenabhängig. Wir können mit dieser Konstruktion also mit einem Strompfad und einem Spannungspfad ein Drehmoment in der Scheibe erzeugen, welches dem momentanen Produkt beider Phasen entspricht. Also erhalten wir die Wikleistung. Bei reiner Blindleistung haben wir eine Phasenverschiebung von genau 90° - da würden sich die Krafteinwirkungen der versetzten Spulen aufheben, der Zähler würde stehen, obwohl in der "Stromspule" ein Strom fließt (Maximum einer Phase = der anderen Phase). Erzeuge ich jetzt eine weitere Phasenverschiebung, dann würde der Zähler, nachdem er stehen geblieben ist, beginnen, in die andere Richtung zu laufen. Wir speisen also ein.... Wichtig bei der Betrachtung ist vielleicht noch, dass (wie bei der Magnetschaukel) Die Frequenz direkt en Einfluß auf die Drehgeschwindigkeit hat - die Zähler sind also auf exakt 50Hz angewiesen.
So, das war jetzt mein Versuch so ganz ohne den Bierschaum - Entschluldigung . Ich habe das jetzt mal so geschrieben, wie ich mir das vorstelle, und habe nichts nachgesehen - da können also noch Ungenauigkeiten oder Denkfehler enthalten sein (dafür aber keine Spuren von Erdnüssen). Ins Grübeln bin ich gekommen, als ich über
das entstehende Drehmoment nachdachte. Ist das einfach nur die Differenz der Krafteinwirkung beiden Spulen auf die Zählerscheibe oder spielen da Ausgleichsströme in der Scheibe zwischen den Magnetfeldern eine Rolle???.
Mir sind die Ferrarismotoren als Stellmotoren in XY-Schreibern in Erinnerung - die waren erstaunlich schnell und recht kräftig, Da mußte man auf sein Finger aufpassen, das konnte sehr schmerzhaft, wenn man die auf dem Papier hatte.