{"id":17278,"date":"2026-06-14T17:00:41","date_gmt":"2026-06-14T15:00:41","guid":{"rendered":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=17278"},"modified":"2026-06-14T17:20:52","modified_gmt":"2026-06-14T15:20:52","slug":"gleichstrommotor-mit-custom-wicklung-das-resultat-%f0%9f%a4%a9","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=17278","title":{"rendered":"Gleichstrommotor mit Custom-Wicklung – das Resultat \ud83e\udd29"},"content":{"rendered":"\n

Theorie und Praxis sind offensichtlich nicht das Gleiche: ich werde insgesamt drei<\/em><\/strong> \ud83e\udd74 Versuche ben\u00f6tigt haben, bis das Ergebnis meiner Custom-Bewicklung eines Gleichstrommotors der in einem vorigen Beitrag beschriebenen<\/a> Theorie entspricht.<\/p>\n\n\n\n

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Vorher: satt Freiraum bei 122 Windungen eines \u00f8 0.17 mm Kupferlackdrahts<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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1. Versuch: satt ausgef\u00fcllt bei nun «161» Windungen eines \u00f8 0.20 mm Kupferlackdrahts<\/figcaption><\/figure>\n
Hart am Limit: das Kupfervolumen in den Nuten soll um > 80% gesteigert werden<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Drei Versuche, von denen jeder die Entfernung der alten Wicklung, das Aufbringen der neuen Wicklung, den Wiederzusammenbau des Motors, Einspannen in den Pr\u00fcfstand und die Vermessung des frisch gewickelten Motors umfasst.<\/p>\n\n\n\n

Erster Versuch<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Beim ersten Versuch erreichte der Motor weder die angestrebte Spannung, noch die angestrebte Stromst\u00e4rke, und folglich auch nicht die Schwelle von 2.00 Watt. Woran lag es? Nun, ganz eindeutig an meiner Unerfahrenheit in Sachen Motorwicklung, in Verbindung mit einer ern\u00fcchternden Unf\u00e4higkeit meinerseits, f\u00fcnfmal in Folge eine Z\u00e4hlaufgabe von «1» bis «161» Windungen fehlerfrei auszuf\u00fchren. Wie kann man das nachtr\u00e4glich feststellen, wo sich die Windungen doch gegenseitig \u00fcberlappen und schliesslich zu einem endlosen Ring verschaltet sind?<\/p>\n\n\n

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Zur Erinnerung: geschlossener Ring aus f\u00fcnf Einzelwicklungen<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Beim Messen des Gesamtwiderstands \u00fcber zwei benachbarte<\/em><\/strong> Lamellen des Kollektors hat man es n\u00e4mlich immer noch mit einer Parallelschaltung aus einer (1) Einzelwindung und einem Strang (Serienschaltung) der \u00fcbrigen vier Windungen zu tun:<\/p>\n\n\n

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Schwierig: aus der Messung des Gesamtwiderstands auf Fehler einer Einzelwicklung zu schliessen<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

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Hier hilft es, sich zun\u00e4chst einmal eine Vorstellung dar\u00fcber zu bilden, welchen Gesamtwiderstand man denn in der vorliegenden Konstellation erwarten w\u00fcrde<\/em><\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Das Ersatzschaltbild …<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

… f\u00fchrt auf den formelm\u00e4ssigen Zusammenhang:<\/p>\n\n\n\n

R<\/mi>g<\/mi>e<\/mi>s<\/mi>(<\/mo>R<\/mi>)<\/mo><\/mrow><\/msub>=<\/mo>1<\/mn>1<\/mn>4<\/mn>\u2217<\/mo>R<\/mi><\/mrow><\/mfrac>+<\/mo>1<\/mn>1<\/mn>\u2217<\/mo>R<\/mi><\/mrow><\/mfrac><\/mrow><\/mfrac><\/mrow>R_{ges(R)}=\\frac{1}{\\frac{1}{4*R}+\\frac{1}{1*R}}<\/annotation><\/semantics><\/math><\/div>\n\n\n\n

Diese Formel als zus\u00e4tzliche Spalte in meine bereits fr\u00fcher erw\u00e4hnte Excel-Tabelle<\/a> eingef\u00fcgt, ergibt bei Annahme<\/em><\/strong>(!) der gestreckten L\u00e4nge einer (1) Windung von 7.1 cm einen Zielwert von 5.01 \u03a9<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Tats\u00e4chlich konnte ich f\u00fcr die f\u00fcnf betroffenen Kollektorsegementpaare Werte von 5.0, 5.8<\/strong>, 5.0, 5.0 und 5.5<\/strong> messen (Reihenfolge zuf\u00e4llig). Um die «schlechten» Einzelwicklungen zuverl\u00e4ssig identifizieren zu k\u00f6nnen, habe ich im n\u00e4chsten Schritt den geschlossenen Ring am Endpunkt der Bewicklung aufgetrennt (ein Ende ausgel\u00f6tet):<\/p>\n\n\n

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Einzelmessung bei aufgetrenntem Ring<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Die Einzelmessungen ergaben bei einem Zielwert von nun 6.26 \u03a9<\/strong> pro Einzelwicklung Werte von 6.1, 6.9(!), 6.0, 7.5(!) und 6.2 \u03a9, diesmal in der Reihenfolge der Bewicklung.<\/p>\n\n\n\n

Angesichts dieses Chaos und des Umstands, dass sich die Wicklungen gegenseitig \u00fcberlappen und nicht wahlfrei erneuert werden k\u00f6nnen, habe ich diesen ersten Versuch verloren gegeben \ud83d\ude25 und den Anker wieder komplett abgewickelt.<\/p>\n\n\n\n

Zweiter Versuch<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Um die Z\u00e4hl-«Challenge» in den Griff zu kriegen, habe ich auf die bew\u00e4hrte divide et impera<\/a> Strategie zur\u00fcckgegriffen und Strichlisten gef\u00fchrt: f\u00fcr je 5 Windungen einen (1) Strich. Nach jeweils 32 Strichen plus einer Einzelwindung h\u00e4tten es dann jeweils 161 Windungen je Wicklung sein m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

So sieht der Rotor des zweiten Versuchs aus:<\/p>\n\n\n\n

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Noch mehr Kupfer, allerdings «nach-verdichtet» mittels Q-Tip<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die genannte «Nachverdichtung mittels Q-Tip» nutzt ein hundskommunes Q\u2212Tip zur Abpolsterung der Kupferlackdraht-Wicklungen vor einem abschnittweisen Nach-Druck per scharfkantigem Schraubenzieher:<\/p>\n\n\n\n

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Nach-Verdichtung unter Mithilfe eines Q-Tips zur Abpolsterung<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


Die Vermessung des 2. Versuchs ergab eine perfekte \u00dcbereinstimmung der tats\u00e4chlichen Leerlaufspannung mit der theoretisch vorhergesagten. \ud83e\udd13\ud83d\udcaa. Zumindest die von der Windungszahl abh\u00e4ngige Leerlaufspannung deutet auf eine nunmehr korrekte Anzahl der Windungen hin, das ist ja immerhin ein Fortschritt.<\/p>\n\n\n\n

Die «Nachverdichtung» recyclet jedoch lediglich viele kleine vorher «verschwendete» Luftr\u00e4ume in einen gr\u00f6sseren nutzbaren Luftraum, durch Kompression von L\u00fccken zwischen benachbarten Windungen. Sie verk\u00fcrzt jedoch nicht die verbrauchte Drahtl\u00e4nge. So konnte auch die Nachverdichtung nichts daran \u00e4ndern, dass die angestrebte Stromst\u00e4rke immer noch nicht erreicht wurde. Offensichtlich war der Innenwiderstand des Rotors mit 8.32 \u03a9<\/strong> zu gross geraten und lag fast 11% \u00fcber dem angestrebten Zielwert von 7.51 \u03a9<\/strong>. Ich hatte zwar bei der Auslegung der Custom-Bewicklung die gestreckte L\u00e4nge einer (1) Windung massvoll von 6.8 cm beim Originalmotor auf 7.1 cm vergr\u00f6ssert um dem absehbar vergr\u00f6sserten Windungsumfang bei einem dickeren Wicklungspaket (mehr Windungen eines dickeren Draht-\u00f8) Rechnung zu tragen. War dabei aber anscheinend noch zu optimistisch gewesen.<\/p>\n\n\n\n

Tats\u00e4chlich habe ich – nach Abwickeln des kompletten Rotors – \u00fcber die gesamten 5 x 161 = 805 Windungen f\u00fcr den verwendeten Draht mit Nenn\u2212\u00f8\u00a00.20\u00a0mm eine tats\u00e4chliche mittlere Windungsl\u00e4nge von \u2248 7.43\u00a0 cm ermittelt. Ich sehe auch nicht, wie ich durch eine straffere Wicklung eines immerhin nur 0.20 mm<\/strong> dicken Dr\u00e4htchens hier gen\u00fcgend Drahtl\u00e4nge einsparen k\u00f6nnte, um den Innenwiderstand bei gleichbleibender Windungszahl im erforderlichen Umfang zu reduzieren. Es bleibt also nur eine Neubewicklung mit einem nochmals gr\u00f6sseren Draht Nenndurchmesser.<\/p>\n\n\n\n

Dritter Versuch<\/strong><\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr den dritten Versuch habe ich mich f\u00fcr den n\u00e4chst-dickeren Draht Nenn-\u00f8 von 0.21 mm<\/strong> entschieden. Der Draht ist bestellt<\/a> und soll in ca. 14 Tagen bei mir eintreffen. Damit wird es in den Nuten noch<\/em> gedr\u00e4ngter zugehen. Ich habe mir vorgenommen, anstatt, bzw. zus\u00e4tzlich zum Nach<\/em><\/strong>verdichten, bereits w\u00e4hrend<\/em><\/strong> der Neuwicklung regelm\u00e4ssig die bereits gewickelten Windungen an die W\u00e4nde der Nut anzudr\u00fccken um den Luftraum bestm\u00f6glich auszunutzen und die k\u00fcrzestm\u00f6gliche Windungsl\u00e4nge zu erreichen. Es wird eng werden, aber mit dem Nenn-\u00f8 von 0.21 mm und dem dadurch verg\u00f6sserten Querschnitt habe ich «Luft» bis zu einer durchschnittlichen Windungsl\u00e4nge von sogar 7.9 cm, bevor ich den urspr\u00fcnglichen Innenwiderstand des Motors (und gleichzeitig Zielwert f\u00fcr das Erreichen der 2.00 Watt Schwelle!) \u00fcberschreiten w\u00fcrde.
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Bereit f\u00fcr die insgesamt 4. Bewicklung (1 x Original und bisher 2 x durch mich)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Ich werde diesen Beitrag aktualisieren, sobald die Bewicklung mit dem zuk\u00fcnftigen Kupferlackdraht mit Nenn-\u00f8 0.21 mm<\/strong> stattgefunden hat und ich den dann definitiv zu erwartenden Erfolg best\u00e4tigen kann.<\/p>\n\n\n\n

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