---

Hi Leute,

bin gerade dabei einen Motorprüfstand für Gleichstrommotoren aufzubauen. Es sollen Drehmoment, Drehzahl und Motorgehäuse-Temp. erfasst werden.

Habe jetzt eine passende Hysteresebremse, Messwelle und Kupplungen ausgesucht. Das ganze besteht dann aus:
- einem Prüfling (Motor) der über eine Kupplung an die Messwelle adaptiert
- die Messwelle wird wiederrum über eine Kupplung an die Bremse angeschlossen
- Prüfling läuft und Bremse bremst, die Messwelle misst das so entstehende Drehmoment des Prüflings
... so mal kurz erklärt 

Nun zu meiner Frage:
Ich will nun rechnerisch sicher gehen, dass mein Prüfling die Kupplungen, Messwelle und Bremse mit all ihren Trägheiten auch beschleunigen kann.
Der Motor hat folgende Daten: M=60mNm; n=8000U/min J=10,4*10^-4kg*cm^2
Bremse: Externe Trägheit=4,35*10^-2kg*cm^2
Messwelle: J=2,5*10^-5kg*m^2
Kupplung: J=2,33*10^-6kg*m^2

Welche Angaben fehlen?
Und wie rechne ich das jetzt?

DANKE für Eure Hilfe!!!   

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Es fehlt, in welcher Zeit er das beschleunigen soll!
Wenn der Motor eingeschaltet wird, wird der ganze Aufbau mehr oder weniger schnell hochlaufen.
Ohne zu rechnen, aber so kräftig wie der Motor ist, wird das in wenigen Sekunden passieren.
Braucht man eigentlich keinen rechnerischen Nachweis dafür.

------------------
Gert Dieter 

"Erheblich verbessern ließe sich das Niveau der normalen Konversation durch den häufigen Gebrauch dreier Wörter: Ich weiß nicht."
Mark Twain

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

" Daten: M=60mNm "

Etweder Nm oder Nmm ?

Wann willst du messen ? Beim Hochfahren, im Betrieb oder beim Abbremsen ?

Beim Beschleunigen oder Verzögern sind die Masseträgheiten schon notwendig.  Im Betrieb nicht.

Jeder E-Motor hat ein sehr großes Anlauf Moment. Damit kann man alles zerlegen.

------------------
Klaus

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Gert, hallo Klaus,

besten Dank für Eure schnelle Antwort. 

@ Gert: Gehen wir für die Rechnung mal von 1sec aus. Wäre cool wenn du mir für die Rechnung bzw. den Ansatz dazu helfen würdest 
@ Klaus: Daten 60milliNm, also 0,06Nm meine ich. Gemessen wird eigentlich stetig um eine Drehzahl-Drehmomentenkennlinie aufzunehmen - Bremsen und Beschleunigen, auch Dauertests bei gelichbleibender Drehzahl und Last. So kann auch geschaut werden ob unser Steuergerät, das den Prüfling betreibt entsprechend gut nachregelt.

Hoffe ich hab die offenen Punkte so beantworten können.   

Danke schonmal für Eure Rückantwort! 

Gruss
alpai

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Und wie rechne ich das jetzt?

---

Hallo alpai,
also, erst einmal könntest Du die Trägheitsmomente des gesamten Antriebsstrangs addieren. Eine Untersetzung findet ja offensichtlich nicht statt.

Dann sehen wir weiter.
Andreas

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Andreas,

also gut jetzt doch eine genauere Erklärung zum Prüfling:
Geprüft werden Chirurgiehandstücke. Einfach ein Motor mit Getriebe der ein Werkzeug (z.B. kleiner Knochenfräser) antreibt.
Zum Motor selbst: 10,6*10^-4 kg*cm^2
Zum Getriebe: Untersetzung 5:1 und J=0,17*10^-4 kg*cm^2
Zum Handstück: J=? (soll ja berechnet werden), Nenndrehmoment = 0,06Nm und Drehzahl = 8000U/min

Gruss
Alpai

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Deine Erklärung verwirrt mich 

Zuerst schreibst Du, du möchtest das Beschleunigungsvermögen des Motors überprüfen und hast dementsprechend alle Trägheitsmomente, das Drehmoment des Motors und die Maximaldrehzahl des Motors angegeben. Daraus kann man die Zeit errechnen, in der der Motor auf diese Maximaldrehzahl hochfährt. Jetzt ist plötzlich ein Getriebe im Spiel. Wo befindet sich das in der Konfiguration? Und was genau beinhaltet das Handstück?

Andreas

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

ok.

Also das Handstück enthält den Motor und das Getriebe.
Das Handstück soll also getestet werden (Dremoment, Drehzahl, Temperatur). Es treibt die Kupplungen, die Messwelle und die Bremse an.
Nun will ich RECHNERISCH sicher gehen, dass mein Handstück (also Motor mit Getriebe) diese genannten Komponenten antreiben kann und berechnen wie lange er braucht um auf 8.000U/min zu kommen.

Besser erklärt?   

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Gut.
Also vermute ich, dass der Motor 40'000 Umdrehungen pro Minute macht und sich die Drehzahl 8'000 min^-1 auf die Abtriebswelle des Getriebe bezieht.
Bezieht sich das Trägheitsmoment des Getriebes ebenfalls auf die Abtriebswelle mit 8'000 oder auf die Antriebswelle mit 40'000 min^-1?

Andreas

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Genau Motor mit 40.000U/min und 8.000U/min hat die Abtriebswelle des Getriebes. 
Trägheitsmoment des Getriebes bezieht sich auf die Abtriebswelle mit ihren 8.000U/min.
Also:
Motor: J = 10,6*10^-4 kg*cm^2 (40.000U/min)
Getriebe: J = 0,17*10^-4 kg*cm^2 (8.000U/min)

Alpai

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

So, nun kannst Du ja alle Trägheitsmomente addieren. Diese müssen sich allerdings auf eine gemeinsame Drehzahl beziehen.
Der Faktor der benötigt wird, um das Trägheitsmoment von der schnellen Seite auf die langsame Seite zu beziehen ist das Übersetzungsverhältnis hoch 2, also i^2. Umgekehrt, also wenn Du die Trägheitsmomente auf die schnelle Drehzahl beziehen willst, ist der Faktor 1/(i^2). Schlage vor alle Trägheitsmomente auf die 8^000 min^-1 zu beziehen. Liegt das Drehmoment am Motor an oder am Getriebeabtrieb?

Andreas

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Gut. Drehmoment liegt am Getriebabtrieb.

Mit i=5 ergibt das dann für das Handstück (Motor und Getriebe addiert) >>> J = 5,94*10^5 kg*cm^2.

Bremse: Externe Trägheit=4,35*10^-2kg*cm^2 ---> Richtig hier die "Externe Trägeheit" zu verwenden??? (Habe noch Winkelbeschleunigung alpha=16100 rad/s^2 und Restdrehmoment nicht erregt @ 1000U/min von 7,06*10^-4 Nm. Nicht erregt heißt, dass die Bremse nicht bremst also nicht angeschlossen ist und eine n=1000U/min)
Messwelle: J=2,5*10^-5kg*m^2
Kupplung: J=2,33*10^-6kg*m^2

So...
Jetzt alle J des gesamten Systems addieren und über das Drehmoment vom Handstück (0,06Nm) die Winkelbeschleunigung ausrechnen?
Oder bin ich schon wieder auf dem Holzweg? 

Danke und Gruß 

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ein bischen Literatur:

http://www.maxonmotor.ch/medias/sys_master/8802918137886/maxon-Formelsammlung-d.pdf?attachment=true

Gruß Alex

P.S.: Was ist Dein Kenntnisstand bzgl. Mechanik? Bist Du Student  -> Sysinfo???

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

J = 5,94*10^5 kg*cm^2? wie kommst du auf diesen Wert?
Wenn die von dir angegebenen Trägheitsmomente für Motor und Getriebe stimmen, 10,6 und 0,17 * 10^-4 kg * cm^2 dann komme ich bei einer Übersetzung von 5 auf einen Wert von 10.6 * 5^2 + 0,17 = 265,5 * 10^-4 kg * cm^2 bzw. 2,65 * 10^-2 kg * cm^2.
Das Drehmoment liegt am Getriebeausgang an, oder?

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ok, hatte das mit dem *i^2 und 1/i^2 verwechselt.      Du hast natürlich recht... 
Drehmoment liegt am Getriebausgang an!

So jetzt alles zusammen addieren, also J=J1+J2+J3+... (Trägeheitsmomente aller Bauteile addiert)
Dann mit J=M*alpha die Winkelbeschleunigung berechnen (M von Getriebausgang, M=0,06Nm)
Und dann mit alpha=w/t und w=2*Pi*n die Zeit brechnen die für die Beschleunigung notwendig ist.

Korrekt oder Holzweg? 

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

w=2*Pi*n
vermute hier, das w die Winkelgeschwindigkeit ist, dann muss es aber heissen w=2*Pi*n*1/60 (60 s pro min, wenn n in 1/min^-1 angegeben, deine 8000 min^-1)

Andreas

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ja.
Tausend Dank für Deine Hilfe Andreas!!!       

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP