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Vorwiderstand Lüftermotor
Moin zusammen,
gegeben: Ein Lüfter mit 300 Watt Leistungsaufnahme, 12 V Spannung, einstufig. Müsste nach ohmschem Gesetz bedeuten, dass im Betrieb ein Strom von 25 Ampere durchfließt. Das Teil wird zweistufig durch einen Vorwiderstand mit 0,3 Ohm betrieben. Der Vorwiderstand ist schon ein ordentliches Gerät und im Luftstrom betrieben, allerdings zweifel ich gerade meine Rechenkünste an. Was mich dazu bringt: Laut URI nimmt der 7,5V Spannung weg. Würde ja bedeuten, dass innerhalb des Widerstands um die 180 Watt in Wärme umgewandelt werden, wenn 25 Ampere durchfließen. Der Motor selbst würde noch 4,5V bekommen. Würde ihm das reichen, um anzulaufen? Auch das stell ich zur Frage, da es offensichtlich noch einen Vorwiderstand mit 0,8 Ohm gibt...
Es handelt sich beim Fahrzeug um einen Wagen, der auf der Grande Punto Plattform basiert, als Vorwiderstand ist sowas verbaut: https://eurostarter.de/...-original-oem-51805134-fuer-fiat-82790.html.
Werden solche Widerstände tatsächlich in Reihe geschaltet oder handelt es sich unter Umständen um eine Schaltung mit dem Widerstand als Spannungsteiler irgendwie parallel? Wobei der Motor ohne Widerstand nicht nicht auf der kleinen Stufe anläuft.
Kann jemand Licht in's Dunkel bringen?
9 Antworten
Hm, ich komm auf andere Werte. Ein 300 Watt Motor hat etwa 25 Ampere, ok. Du hast einen Spannungsteiler, der Motor hätte formal bei 300 Watt bzw. 25A bei 12 Volt etwa ein halbes Ohm.
Spannungsteiler kannste "online" besser rechnen: https://www.digikey.de/.../conversion-calculator-voltage-divider ... was etwa 7.5 Volt am Lüfter ergibt. Da die Leistung eines Motors in erster Näherung nach P = U^2/R läuft, kannste nun die neue Leistung und den neuen Strom rechnen, der eben durch die 0.3 Ohm des Vorwiderstands gehen muss. Weil bei irgendwas um 7-8 Volt fließen keine 25A mehr...
Was du ignoriert hast, ist, dass die 300 Watt und 25 Ampere NUR für den Motor bei 12V gelten.
Gemäß URI hat der Motor einen Widerstand von 0,48 Ohm, rund 0,5.
Den Vorwiderstand parallel schalten hätte keinen Sinn, dann liegen am Motor ja immer noch 12V an und er läuft wie sonst auch. Er hängt also in jedem Fall in Reihe.
Mit einem Gesamtwiderstand von 0,8 Ohm (0,5 Ohm vom Motor plus Vorwiderstand 0,3 Ohm) fließen nach URI bei 12V jetzt noch 15 Ampere durch beide Verbraucher. Das sind 200 Watt insgesamt für Motor und Vorwiderstand.
Gemäß Spannungsteiler liegen damit am Motor selbst (0,5/0,8)*12V gleich 7,5V an (und nicht am Vorwiderstand! Der erhält die restlichen 4,5V). Der Motor hat damit 7,5V * 15A = 112W, der Vorwiderstand die restlichen 88W.
"Der Motor selbst würde noch 4,5V bekommen. Würde ihm das reichen, um anzulaufen?"
Solche DC-Motoren können durchaus mit 1,5V schon anlaufen.
Danke!
Das war tatsächlich das fehlende Bindeglied in meinem Hirn, ich hätte die beiden Widerstände aufgrund der Reihenschaltung addieren sollen.
Und die Wärme am Widerstand ist einer der Gründe, wieso ein MOSFET mit Pulsweitenmodulation übers Steuergerät deutlich einfacher ist. Stufenlose 0-100%.
Zitat:
@Eisberg schrieb am 10. Februar 2024 um 17:55:34 Uhr:
Was du ignoriert hast, ist, dass die 300 Watt und 25 Ampere NUR für den Motor bei 12V gelten.
Gemäß URI hat der Motor einen Widerstand von 0,48 Ohm, rund 0,5.
Den Vorwiderstand parallel schalten hätte keinen Sinn, dann liegen am Motor ja immer noch 12V an und er läuft wie sonst auch. Er hängt also in jedem Fall in Reihe.
Mit einem Gesamtwiderstand von 0,8 Ohm (0,5 Ohm vom Motor plus Vorwiderstand 0,3 Ohm) fließen nach URI bei 12V jetzt noch 15 Ampere durch beide Verbraucher. Das sind 200 Watt insgesamt für Motor und Vorwiderstand.
Gemäß Spannungsteiler liegen damit am Motor selbst (0,5/0,8)*12V gleich 7,5V an (und nicht am Vorwiderstand! Der erhält die restlichen 4,5V). Der Motor hat damit 7,5V * 15A = 112W, der Vorwiderstand die restlichen 88W.
"Der Motor selbst würde noch 4,5V bekommen. Würde ihm das reichen, um anzulaufen?"
Solche DC-Motoren können durchaus mit 1,5V schon anlaufen.
alles richtig....wenn sich denn der E-Motor (mit Luftpropeller!) wie ein ohmscher Widerstand verhalten würde......
Zitat:
@GaryK schrieb am 11. Februar 2024 um 10:17:28 Uhr:
Und die Wärme am Widerstand ist einer der Gründe, wieso ein MOSFET mit Pulsweitenmodulation übers Steuergerät deutlich einfacher ist. Stufenlose 0-100%.
Wobei die sichere Anlaufschwelle meist deutlich über 0% liegt. Je nach Motor wohl so um die 10% (evtl. bis 15%)
DC Motoren weniger, würde 5% oder so ansetzen. Bei AC Motoren (hier irrelevant) und Kühlung über einen Kurbelwellen-Ventilator sind tatsächlich um 15% herum Mindestdrehzahl tatsächlich zwingend notwendig, dass die Motoren nicht durchbrennen.
Bei älteren Fahrzeugen und je nach Verkabelung find ich Umbau von schaltbaren Vorwiderständen auf 12/24V PWM Steller (50A Peak gibts für unter 20€ aus Chinesien in der Bucht) sehr sinnvoll. Weil diese PWM Regler nur noch wenige hundert Millivolt Drain-Source Spannungsverlust und damit Abwärme haben.
Hatte ich Anfang der 2000er bei einem Ford Escort und dessen Lüftung - da ging wegen Vorwiderstand durchgebrannt nur noch "aus" oder "vollgas". Die Kiste war eh durch, heute hätte ich dem nen PWM Umbau spendiert.
Was man bei Lüftern nie vergessen darf: Die erzielbare Luftgeschwindigkeit ist proportional zur DRITTEN Potenz der Drehzahl, keinesfalls linear.
Im einstelligen %-Bereich sah ich im beruflichen Umfeld schonmal DC-Motoren bei 10% nicht (An)laufen. bei Horizontale Einbaulage tritt das merklicher auf weshalb wir den Min-Value schon auf 14% gesetzt haben. Laufen sie allerdings einmal bei 10%, laufen sie auch weiter. ... mittlerweile akzeptieren das auch die Entwickler im Haus :D
Zitat:
@GaryK schrieb am 11. Februar 2024 um 10:17:28 Uhr:
Und die Wärme am Widerstand ist einer der Gründe, wieso ein MOSFET mit Pulsweitenmodulation übers Steuergerät deutlich einfacher ist. Stufenlose 0-100%.
Jup. Die Wärme war vermutlich auch der Grund, warum der vorherige Widerstand ausgefallen ist. Da sitzt offensichtlich noch eine Thermosicherung drin (das silberne Teil unten dran, ich hab's nicht durchgemessen). Der Widerstand selbst war schon am bröckeln...