THEMA: Trix: Softdrive sinus?

Nee, ist ein Drehstrommotor.

aha, und woher nimmt der den Drehstrom?

Decoder vermutlich

Hm, für mich sieht das eher wie ein Schrittmotor aus. Mit der Steuerelektronik läßt sich dann ein variables Drehfeld erzeugen und somit die Drehzahl und das Drehmoment regeln.

Gruß,
Stephan

Hallo ,

... wer in gemischten Foren (wegen H0) mitliest weiß was er von dem (bisher nicht in N Modellen verbauten) Schnickschnackmotor halten soll.
Wenn die Dinger dann noch Ruckelsinus genannt werden müßte eigentlich alles klar sein ? Noch nicht ? Dann schaut bitte  in den Beschreibungen des neuesten TRIX H0 ICE 1 oder des H0 TRAXX nach den dort eingesetzten Motoren : FÜNFPOLER schräggenutet )))
http://www.maerklin-info.de/trix/Trix_Flyer_22628_Der%20ICE1.pdf
http://www.maerklin-info.de/trix/Trix_Flyer_22632_TRAXX-BR185-2.pdf

BRAVO TRIX ! - nun bitte auch in N keinen "Zwangsschnickschnack ab Werk" mehr !

gaga

Beitrag editiert am 08. 11. 2007 09:11.

danke Alfred!

Gruß,
Roger
(der in besagten Foren nicht unterwegs ist)

Hallo,

es handelt sich um die Weiterentwicklung des Märklin C Sinus Motors. Das hat mit Minitrix nichts zu tun - die Ansteuer-Elektronik ist viel zu gross für N und erfordert Decoder mit 21poliger Schnittstelle.

Grüße, Peter W.

Wie bereits beschrieben ist der Motor ein Schrittmotor bzw Synchronmontor. Je nachdem wie man das Ding betrachtet. Also grundsätzlich anderes elektrisches Konzept als ein DC oder AC Motor klassischer Bauart.

Der Vorteil ist, dass die Elektronik einen Drehwinkel vorgibt und man davon ausgehen kann, dass der Motor dem genau folgt, außer er wäre überlastet zB blockiert. Als Folge daraus kann der Decoder eine Geschwindigkeit vorgeben und man kann erwarten, dass die Lok dann genau so schnell fährt. Man erspart sich also EMK zu messen und nachzuregeln. Der Decoder kann also primitiver ausfallen, was angesichts der überbordenden Rechenleitungen heutzutage kein wirkliches Theme mehr ist.

Wie gut oder schlecht das Antriebskonzept wird kommt auf die Implementation an. Bisher gibt es genügend klassische DC Motore die hervorragende Fahreigenschaften bieten, ohne den Weg über die Drehfeldmotore zu gehen.

Meiner persönlichen Meinung nach wollte Märklin vom Allstrommotor nicht zum jahrelang verpönten DC Motor wechseln. Obwohl in vielen Modellen Glockenankermotore eingebaut wurden. Daher musste was anderes her. Die Sinus Motore sind ein attraktives Konzept. Die dafür nötige Ansteuerelektronik kostet in Massen produziert so und so nichts. Da der Motor keine Bürsten hat fällt dieses Verschleisteil aus. Also eine Reihe von Vorteilen
Problem ist derzeit, dass die Ansteuerung derzeit noch den Umweg über einen klassichen PWM Decoderausgang geht. Das Drehfeld erzeugt nicht der Decoder. In der Lok wird die PWM gelesen und dann in ein äquivalentes Sinusmotorsteuersignal umgewandelt.

Die 21Pol Schnittstelle hätte dafür zusätzliche Anschlüsse vorgesehen und auch Pins für die Hallsensoren. Derzeit arbeiten die 21Pin Decoder aber alle noch nach der klassischen PWM Methode, die dann Lokseitig erst in Sinusmotor umgesetzt wird. Es gibt nach wie vor Diskussionen ob es sinnvoll ist 4 Pins auf der Schnittstelle zusätzlich dafür zu "verschwenden". Es gibt einen weiteren InterfaceVorschlag PluX. Dieser hat auch die Möglichkeit N tauglich schmälere 8/12/16 Polige Schnittstellen anzubieten. Womit wir wieder 1:160 Thema diskutieren. Mein derzeitiger Wissensstand ist, dass 21Pol Schnittstelle derzeit von der NEM dokumentiert ist mit dem Hinweis für Neukonstruktionen auf PluX zu setzen. Ab 2009 oder so soll dan nur mehr PluX verwendet werden. Das ist aber alles noch in Diskussion und im Fluss, womit ich eeh schon mehr schreibe als ich sollt'

SinusMotor in N ist also keineswegs auszuschließen. Ob das gut funktioniert ist eher eine Frage der Implementation. Man kann klassische DC Motore schlecht oder gut bauen. Auch bei den Sinus Dinger könnte man überlegen ob man nicht doch auch ruckelfreie Konstruktionen machen könnte.

Es gibt weitere Antriebskonzepte wie Piezomotore. Diese sind zB in der Fotowelt weit verbreitet, extrem klein und erlauben sehr große Kräfte. Das Thema Antrieb ist keineswegs "auskonstruiert"...

Dank auch an Peter und Arnold für eure Antworten.

Also langer Text, kurzer Sinn: ich lag falsch!

Gruß,
Roger

Hallo,
für alle interessierte möchte ich noch folgendes richtigstellen.
Dazu schalte ich erst einmal den "Besserwissermodus" ein.

Der Motor ist mitnichten ein Schrittmotor. Diese sind auf hohe Reluktanz ausgelegt, d.h. sie weisen ausgeprägte Rastmomente auf. Beim Betrieb springt der Anker mit jeden Schritt von Pol zu Pol, dadurch entstehen Verluste und Geräusche. Wahrscheinlich kennt Ihr das Schnarren dieses Motortyps in Drucker- und Scanner-Antrieben.

Es handelt sich entweder um einen
a. Drehstrommotor, genauer gesagt um einen permanenterregten Synchronmotor oder b. um einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor.
Mechanisch sind beide identisch (der Anker ist zylinder- und nicht glockenförmig). Vorteil der Bauform ist das Fehlen des Kollektors und damit geringe Reibungsverluste (ältere Motore benötigen 50% den Drehmomentes nur für diese Reibungsverluste), sanfter Anlauf und Wartungsfreiheit.

Der Unterschied liegt in der Betriebsweise.
a. wird mit sinusförmigen Strömen gespeist. Die Ansteuerung ist kompliziert, die Effizienz sehr hoch, die Geräuschentwicklung gering.
b. wird mit blockförmigen Strömen gespeist. Die Ansteuerung ist einfach, der Wirkungsgrad allerdings nicht so gut und auch die Geräuschentwicklung höher.

Das Antriebskonzept ist übrigens dasselbe wie beim Gleichstrommotor. Für Fall b. gelten sogar dieselben Formeln... Er wird nur elektronisch und nicht mechanisch kommutiert. Der Winkel der Ankerstellung wird dabei nicht nur vorgegeben, sondern auch gemessen, um bei Blockade des Motors, das Drehfeld nicht fröhlich weiter rotieren zu lasssen.

Welches der beiden Fälle realisiert wurde ist aus den Unterlagen von Märklin/Trix nicht ersichtlich. Der Name legt Fall a nahe, das hat aber nichts zu bedeuten...

Den Namen "Ruckelsinus" wurde übrigens für das Vorgängermodell vergeben, welches anscheinend eine schlechte Implementierung des Algorithmus aufwies. Über den Softdrive sinus hört man dagegen eigentlich nur Gutes (außer über seinen Preis).

Genug der Erklärungen und Besserwissermodus wieder aus.

Gruß
Burkhard

Hallo,

es ist ein elektronisch zwangskommutierter Drehfeldmotor mit 9 Statorwicklungen und 12 permanentmagnetischen, schräg gestellten Ankerpolen. Die Verbesserung des Softdrive- gegenüber dem C-Sinus Motor ist die schräg gestellte Magnetisierung des Rotormagneten.

Siehe auch:
United States Patent 20040217665
http://www.freepatentsonline.com/20040217665.html
Interessant ist die Note [0014]  (runter scrollen!)

Grüße, Peter W.

Hallo Peter W,

die Bezeichnung "elektronisch zwangskommutierter Drehfeldmotor" habe ich persönlich noch nicht gehört, aber das muss ja nichts bedeuten. Ich denke aber, dass wir dasselbe meinen.

Das, was mich nur verblüfft, ist die Tatsache, dass die Statorpolzahl kleiner als die Rotorpolzahl ist.

Gruß,
Burkhard

Hallo Burkhard,

jibbet et ooch nich, hab ick doch erst erfunden :)

Bei 3- oder 5-poligen DC Motoren ist doch auch die Statorpolzahl kleiner (nämlich 2) als die Rotorpolzahl (3 oder 5).

Grüße, Peter W.

Hallo Peter,

Dein Vergleich berücksichtigt mit konventionellen Motoren eins allerdings nicht:

Der elektronisch kommutierte Motor ist eine Innenpolmaschine (die Permanentmagnete sind innen, d.h. auf dem Rotor angebracht und der Anker ist gleich dem Stator), dagegen sind
Standard-Motore Außenpolmaschinen (die Permanentmagnete sind außen, d.h. auf dem Stator angebracht und der Anker ist gleich dem Rotor).

Also lautet meine Frage eigentlich: Warum ist die Ankerpolzahl kleiner als die Erregerpolzahl ?
Bei 3-phasigem Drehstrom- bzw. T-Ankermotoren bedingen die 3 Ankerwicklungen nämlich ein sich drehendes Magnetfeld, somit erzeugen 9 Ankerwicklungen 3 Magnetfelder, die über den Umfang des Ankers verteilt sind.
Der Erregerteil besteht aus derselben Anzahl von Magneten, man spricht hier von der Polpaarzahl, die in diesem Beispiel gleich 3 ist.
Dabei muss die Polpaarzahl von Anker und Erreger gleich sein.

In dem gezeigten Beispiel hat der Erreger jedoch 12 Pole, also eine Polpaarzahl von 6; und das ist doppelt soviel wie beim Anker. Wenn man sich das einmal aufzeichnet, wird man feststellen, dass sich die Kräfte bzw. Momente von 2 Spulen gegenseitig aufheben.

Also ist der Motor entweder schlecht konstruiert (was ich nicht glaube, Elektromaschinenbau und seine Grundlagen sind seit ca. 100 Jahren bekannt) oder die Beschreibung und die Prinzipskizze des Motors sind schlichtweg falsch.

Ich tippe auf eine falsche Angabe der Erregerpole. Für so kleine, doch relativ hoch drehende Motörchen gibt es eigentlich keinen Grund, eine so hohe Polpaarzahl zu verwenden.

Viele Grüße,
Burkhard

Edit: Tippfehler

Beitrag editiert am 09. 11. 2007 07:21.

Hallo,

ich glaub es hat schon alles seine Richtigkeit, der Gag ist ja dass im Stator elektronisch ein Drehfeld erzeugt wird. Es müssen nicht notwendiger Weise alle Spulen gleichzeitig aktiv sein, weiters denke ich dass "Schrägverzahnung" der Magnetisierung des Rotors auch die nötige Anzahl der Pole erhöht.

Es ist aber durchaus möglich, dass die veröffentlichte Prinzipskizze bewusst nicht den exakt richtigen Aufbau wieder gibt um die Konstruktion gegen Nachbauten zu schützen. Vielleicht funktioniert der Motor ja mit 9 Statorwicklungen und 6 Rotorpolpaaren gar nicht, damit sich die Konkurrenz beim Nachbauen die Zähne ausbeißt ... wer weiß.

Grüße, Peter W.

Hallo Peter,

bei dem Motor muss es sich - wenn die Prinzipskizze richtig ist - gemäß http://www.iem.ing.tu-bs.de/paper/2001/reza_01.htm um einen sogenannten Polyphasigen Permanenterregten Synchronmotor handeln. Das Kennzeichen ist eine Einteilung, bei der auf 3 Statornuten 4 Erregermagnetpole kommen.

Auf der erwähnten HP werden als Vorteile des Motors die hohe Kraftdichte des Motors hervorgehoben. Allerdings gilt das bereits Gesagte: Die Maschine arbeitet nicht optimal, da sich Kraftkomponenten in hohem Maße gegenseitig aufheben.

Das ist bei der Feldliniensimulation in Bild 1 ersichtlich, wo sich Feldlinien von einem Magnetpol zum nächsten bewegen, ohne durch den Zahn zu gehen und dabei einen Kraftbeitrag zu liefern (rosa Wicklung). Zudem dürften die Wirbelstromverluste höher sein. Somit wird der Wirkungsgrad schlechter als bei konventionellen Maschinen sein.

Die Schrägung hat übrigens überhaupt nichts mit der Polzahl zu tun, sie dient lediglich dazu, die Rastmomente zu reduzieren, um ein besseres Anlaufverhalten zu erzielen.
Dabei reduziert sie leider auch das Gesamtmoment.

Ich weiß auch nicht, warum Märklin/Trix einen Motortyp gewählt hat, der eher für Direktantriebe (d.h. ohne Getriebe direkt am Rad befestigt) verwendet wird. Hat einer schon einmal die Getriebekonstruktion gesehen ? Wurde vielleicht auf die Schnecke
verzichtet ?

Vielen Dank für Eure Informationen,
Burkhard

Hallo ,

>>Hat einer schon einmal die Getriebekonstruktion gesehen ? Wurde vielleicht auf die Schnecke verzichtet ?<<

... zumindest hier nicht  -->
http://www.maerklin-info.de/produkte/softdrivesinus_video_320x240.swf

gaga

Beitrag editiert am 09. 11. 2007 17:01.

Hallo,

Märklin Modelle haben doch traditionell Stirnradantrieb und keine Schnecken.

Grüße, Peter W.

EDIT: Anscheinend doch Schnecken - laut Video.

Beitrag editiert am 09. 11. 2007 22:54.