Faller Bastelmotor, AC-Motor, Synchronmotor

    In Kirmesmodellen von Faller ® ist oft ein sog. Wechselstrom-Bastelmotor (Nr. 180628) als Antrieb vorgesehen. Dieser überzeugt oft nicht im Anlaufverhalten oder in der Geschwindigkeit. Im meinem Kaffeetassenkarusell habe ich zuerst versucht, diesen Motor vernünftig zu steuern - und bin dann auf einen Faulhaber mit Getriebe umgestiegen :-)

Der Faller AC-Motor

    Der Motor hat folgende Maße:
    Durchmesser:29,2mm
    Länge Motorblock:30,3mm
    Länge Anschraubgewinde:6,7mm
    Länge Antriebsstummel:3mm
    Durchmesser Antrieb:3mm
    Länge Blindstummel:5mm


    Der Motor ist intern recht einfach aufgebaut:
    Faller Motor 629 Verschlußklammern Gehäusedeckel Zahnradsatz Richtungsumschalter Getriebegrundplatte Magnetläufer Spule mit Eisenkern
    Der Motor besteht aus einer Spule, durch die ein Eisenkern führt. Dieser Eisenkern ist am oberen (dem Getriebe zugewandtem) Ende außen um die Spule herumgeführt, wobei er in 12 Lamellen aufgefächert ist. Auf der anderen Seite ist ebenfalls eine Lamellenplatte montiert, welche zusammen mit dem Fächerblech von der anderen Seite einen 12-poligen Stator bildet.
    In diesem Stator dreht sich ein Permanentmagnet. Das Getriebe besteht aus 2 Übersetzungsstufen mit je 40 / 10 Zähnen. Die Abtriebsdrehzahl ergibt sich somit zu:
      Drehzahl = 50Hz / 12 / 4 / 4 = 15 U/min.
    Durch Einfügen einer weiteren Zahnradstufe kann diese Drehzahl auch auf 4U/min gesenkt werden.

    Der Motor hat von der elektrischen Bauart keine Richtungsvorgabe, er läuft einfach in einer Richtung los. Durch eine einfache Sperrklinke wird aber das Drehen in der ungewünschten Richtung nach kurzer Zeit blockiert. Der Rotor hängt sich dann beim nächsten Feldwechsel einfach in Gegenrichtung ein und dreht anders herum.
    Das ist die Ursache der groben Anfahrruckler. Die Sperrklinke kann durch die äußere rote Stellklammer im oder gegen den Uhrzeigersinn aktiviert werden.

Versuche mit variabler Spannung und Frequenz

    Nachdem aus den mechanischen Aufbau schon klar geworden war, dass sich das Anlaufen in falscher Richtung und nachfolgendem Richtungswechsel nicht vermeiden läßt, habe ich trotzdem noch Versuche unternommen, den Motor mit anderen Steuersignalen zu versorgen:
  • Spannungsvariation:
    Da es ein Synchronmotor ist, ist die Drehzahl unabhängig von der Bewegung. Der Motor beginnt sich bei etwa 9V(eff) zu drehen und nimmt bei 16V(eff) 40mA auf; die Stromaufnahme verändert sich kaum, wenn der Rotor blockiert wird. Der Motor hält Dauerblockade aus.
  • Frequenzvariation:
    Wie an Hand des einfachen Aufbaus befürchtet, braucht der Motor eine Mindestfrequenz, damit der Läufer die Polwechsel des Feldes dynamisch mitnimmt. Versuche mit variabler Frequenz zeigten, dass der Läufer unter 30Hz nur zwischen zwei Polen des Stator hin- und herschwingt. Erst darüber schafft er es, durch seine Trägheit beim nächsten Feldwechsel wieder Drehenergie in der richtigen Phase aufzunehmen.

Fazit:

    Sowohl Anlaufverhalten als auch Geschwindigkeit sind ohne Eingriff in den Motor selbst nicht zu verbessern.
    Der Faller-Motor ist ein robuster, leise laufender und genial konstruierter *Spielzeug*motor, optimal für Dauerbetrieb. Für kontrollierte Bewegungen ist er weniger geeignet - hier sollte auf Servos bzw. Stepper ausgewichen werden.

Faller ist das eingetragene und geschützte Warenzeichen der Firma Gebr. Faller GmbH, Gütenbach, Deutschland.

Stromverbrauch diverser Faller Aritkel

    Zu Beginn unserer Faller Car Aufbauten hatten wir noch orginal Zubehör in Verwendung, nachfolgend die Stromverbräuche:
    Arikel Best.Nr. Strom
    Stoppstelle 161675 140mA
    Weiche, Abzweig 161677 140mA
    Parkplatz 161674 310mA
    Magnetfreimachspule 161680 310mA