Die Simulation hat den Vorteil, dass die Signale sauberer sind als in Wirklichkeit, also ohne Störungen durch z.B. die Kommutierung. Des weiteren kann man schnell was ausprobieren ohne den Lötkolben schwingen zu müssen. Vieles macht auch erst die Simulation verständlicher.
Ich simuliere mit LTSpice. Das Modell für einen Gleichstrommotor ist angehängt. Der gestrichelt umrahmte Teil ist der Motor. Er ist unterteilt in einen elektrischen und einen mechanischen Teil. Es wird also auch Drehmoment und Drehzahl simuliert.
Der elektrische Teil besteht aus:
La1 = Ankerinduktivität
Ra1 = Innenwiderstand
B1 = Gegen-EMK
Die Gegen-EMK ist das Produkt aus Winkelgeschwindigkeit omega und der Motorkonstanten Km.
Der mechanische Teil besteht aus:
B2: Stromquelle, die das Drehmoment simuliert, 1A entspricht einem Drehmoment von 1Nm.
I1: simuliert die Reibverluste (trockene Reibung)
R1: simuliert drehzahlabhängige Verluste
Cm1: simuliert das Trägheitsmoment des Rotors, 1F entspricht 1kgm²
omega: Die Spannung an dem Knoten entspricht der Winkelgeschwindigkeit in rad/s.
Das Modell funktioniert sehr gut. Ich kann damit auch die Dynamik beim Hochlauf oder Auslaufen simulieren. Allerdings geht es nicht so ins Detail, dass auch die Kommutierung mit berücksichtigt ist. Das war auch gar nicht die Absicht. Die hauptsächlichen Verluste entstehen durch den Innenwiderstand und durch die Reibung und die sind mit erfasst.
Der Wirkungsgrad im Generatorbetrieb sollte gleich sein, sind ja die gleichen Verlustbringer beteiligt, vorausgesetzt die Bürstenplatte ist nicht verdreht.
Zum Einfluss der Magnetfeldstärke möchte ich auf den Artikel von Manfred hinweisen: https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...motorkonstante
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