In der letzten Woche hatte ich ja schon vom SPURT Roboter-Rennen in Rostock berichtet, in dem es darum geht mit selbstgebauten Robotern möglichst schnell einen schwarzweißen Parcours abzufahren. Die autonomen Roboter haben hierbei die Aufgabe, selbständig, dass heißt ohne äußere Unterstützung beispilesweise durch eine Fernbedienung einer schwarz-weißen Linie zu folgen.
Beim Testen der einfachen Roboter sieht man sehr schnell, dass diese Linienfolger ziemlich hin und her wackeln und bei jeder Richtungsänderung über das Ziel hinausschießen.
Das Überschwingen kommt unter anderem daher, dass die abgeschalteten Motoren einfach auslaufen und nicht aktiv gebremst werden.
Abbremsen des Motors
Durch aktives Abbremsen kann das Überschwingen reduziert werden, so dass der Roboter ruhiger und damit auch schneller läuft.
Das Abbremsen eines Motors lässt sich nun folgendermaßen realisieren. Wenn der Motor nach dem Abschalten weiterläuft, wirkt er als Generator. Wenn nun dieser Generator belastet wird, also Strom liefern muss, wird es schwerer ihn zu drehen. Der Motor, der Generator, die elektrische Maschine wird also abgebremst. Warum das so ist, zeige ich unten im 2. Video.
Belastung durch die Freilaufdiode?
Auf meinen Vorschlag, den abgeschalteten Motor kurzzuschließen und damit stark zu belasten, sagte einer meiner Schüler „Warum muss der Motor denn kurzgeschlossen werden, er ist doch schon über die Freilauf-Diode kurzgeschlossen. Somit bremst die Freilauf-Diode ja schon“. Eigentlich richtig – die Freilaufdiode schließt den Motor kurz.
Warum der Motor trotzdem nicht abgebremst wird, soll folgendes Video zeigen …
Im folgenden 2. Video versuche ich nun zu zeigen, warum ein Generator bei Belastung gebremst wird.
Anschaulich ist da natürlich klar – wenn ein Generator bei Belastung nicht schwerer gehen würde, wäre das das Ende unserer Energieprobleme, denn wir könnten Energie erzeugen, ohne größere mechanische Leistung aufbringen zu müssen.
Im Video zeige ich, wie man das Abbremsen durch diese elektrische Belastung auch elektrotechnisch erklären kann…
