Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Scheibenwischermotor Wattberechnung korrekt?
Chris266
06.03.2006, 09:12
Hallo zusammen,
vor einem Jahr hatte ich gepostet was ich vorhabe (Schneeplug). Der Prototyp in klein ist soweit fertig. Nun kommen demnächst Praxistests mit einem Prototyp in groß.
Dafür habe ich mir zunächst zwei Scheibenwischermotoren bei Pollin bestellt. Habe irgendwo gelesen dass dieser Motor 2000 U/Min haben soll, bei I=0,7A und 12V = 12V*0,7A = 8,4W. Nach dem Getriebe etwa 40U/Min=2000U/40U = 50 -> 8,4W x 50 = 420W nach dem Getriebe.
Kann ich so rechnen?
Hatte geplant jedes Rad (bzw. Kette) mit einem von diesen Motoren auszustatten. Demnach wäre ein Antrieb von 4x420W=1680W Antrieb vorhanden (bei 40U/Min).
Da mir 40U/Min zuviel sind (bräuchte etwa 20) käme so eine Leistung von 3360W zu stande. Dies entspräche etwa 4,3PS.
Kann ich so rechnen?
Klar, der Motor bringt noch Wärme und Verlustreibung etc.
Wenn die Rechnung in etwa stimmt sind die Pollin Motoren ein unglaublicher Preis/KW Preisknaller ;-)
Die Wattzahl hat überhaupt nichts mit den Umdrehungen zu tun. Wenn die Daten stimmen, hat dein Motor 8,4 Watt (insgesamt).
Chris266
06.03.2006, 10:16
Jop, selbstverständlich ändert sich nichts an der Watt Anzahl des Motors selbst, mir geht es eigentlich darum wieviel Leistung ich nach dem Getriebe auf die Räder bringe.
robo_wolf
06.03.2006, 10:49
Hallo Chris266,
die Leistung bleibt natürlich gleich.
Das ist ein physikalisches Grundgesetz.
Was sich aber ändert, und ich glaube das meinst Du auch, ist die Kraft oder Drehmoment.
Im Fall einens Motors -> das Drehmoment.
Der Motor ist doch der Gleiche. Da ist nur die Untersetzung von 2000 auf 40 U/min. Der Antrieb ist dann 50mal langsamer und wenn man den Wirkungsgrad vernachlässigt, sollte sich die Kraft um den Faktor erhöhen.
Typisches Beispiel ist das Auto. Man hat ja auch nicht im 1. Gang 150 PS und im 5. Gang 30 PS.
Chris266
06.03.2006, 14:26
Wenn ich also von einem Wirkungsgrad, elektrische Energie (P=U*I) -> mechanische Energie (P=2pi*Drehmoment*Umdrehungen) von 60% ausgehe, dann erhalte ich Pm=8,4W * 0,6 = 5,04W
Diese Leistung 5,04W VOR dem Getriebe wäre dann 50mal nach dem Getriebe? -> 252W (diese Watt Anzahl ließe sich nun in Drehmoment umrechnen da Drehzahl bekannt ist).
Da ich nur 20U/Min benötige also 504W / Rad. Bei 4 Antrieben also 2016Watt (mechanisch) = 1,55PS?
Richtig?
Günter49
06.03.2006, 15:38
Richtig?
Nein!
Wie robo_wolf mit seinem schönen Autobeispiel schon gesagt hat, erhöht sich die Leistung durch ein Getriebe nicht. Sie wird durch die Verlustleistung im Getriebe eher noch geringer. Die mechanische Abgabe-Leistung des Motors ergibt sich aus kleinem Drehmonent mal hoher Drehzahl. Was passiert nun durch die Verwendung eines Getriebes? Das Drehmoment wird erhöht und die Drehzahl verringert. Am Produkt von Drehzahl und Drehmoment (= Leistung ) verändert sich nichts – außer den Verlusten im Getriebe.
Gruß, Günter
Du hast doch die Formel für die Leistung schon angegeben:
(P=2pi*Drehmoment*Umdrehungen)pro Sekunde noch.
Die Leistung vor dem Getriebe ist nur einige Prozent größer als nach dem Getriebe.
Ich nehme aber an, dass der Motor etwas mehr Leistung aufbringen kann und dass der Wert 0,7A nur der Leerlaufstrom ist.
Manfred
Chris266
06.03.2006, 16:26
Offensichtlich stehe ich auf dem Schlauch (sorry).
Wenn ich nun einen Motor wünsche der die 40 Umdrehungen OHNE Getriebe macht, aber die selbe Kraft (Drehmoment) wie der Scheibenwischermotor mit Getriebe ... denk .... müsste der dann nicht 252 Watt besitzen?
Also:
Scheibenwischermotor vor dem Getriebe = 8,4W
Scheibenwischermotor vor dem Getriebe = 2000U/Min
Scheibenwischermotor nach dem Getriebe = 40U/Min
Drehmomentverstärkung nach dem Getriebe = 50 (2000/40)
soll ersetzt werden durch einen Motor ohne Getriebe mit dem selben Drehmoment:
Austauschmotor ohne Getriebe = ?W
Austauschmotor ohne Getriebe = 40U/Min
Drehmoment = so hoch wie der vom Scheibenwischermotor nach dem Getriebe
Wenn mir jetzt erzählt wird: der Austauschmotor brauch auch nur 8,4W ohne Getriebe dann brauch' ich erst mal Urlaub... :-(
Es ist eigentlich gar nicht so schlimm.
Die Leistung ist immer Drehmoment mal Drehzahl.
Es wird eine niedriege Drehzahl benötigt und ein hohes Moment.
Da diese Werte nicht direkt von einem Motor geliefert werden können nimmt man einen Motor der eine höhere Drehzahl hat und ein niedrigeres Moment, also die gleiche Leistung und setzt ein Getriebe dazwischen.
Das Getriebe senkt die Drehzahl und erhöht das Moment.
Manfred
Robotronix
06.03.2006, 17:10
P (W) = Drehmoment (Nm) x Drehzahl (U/Min) / 9,55
also mit 2Nm und 40 rpm ergibt's 8.4W,
egal ob mit oder ohne Getriebe
Günter49
06.03.2006, 18:48
soll ersetzt werden durch einen Motor ohne Getriebe mit dem selben Drehmoment:
Welches Drehmoment hat denn der vorhandene 8,4Watt-Motor? Pi mal Daumen ohne Joulsche Verlustleistung sind das ungefähr winzige 40 milliNm. Für den Schneepflug ohne Getriebe vielleicht etwas schwächlich. Bei 8,4W und 40 Umdrehungen ohne Getriebe erreichst nach du nach Robotronix Rechnung aber ein Drehmoment von 2000 milliNm. Leider sind solche Elektromotoren nach meinem Wissensstand ziemlich selten. Ein Getriebe ist unvermeidlich.
Gruß, Günter
Diese Scheibenwischermotoren von Pollin ziehen aber einiges mehr!!! Sobald man die belastet fließt da ne beträhtliche Portion, habs zwar noch nie nachgemessen, aber das müsste bei DER Leistung, wenn man die mal richtig belastet, um einiges mehr ziehen \:D/ \:D/ \:D/
Wenn mein Scheibenwischermotor am Auto den Schnee von der Frontscheibe "pflügt", dann ist bei einer Schnee-Schichtdicke von 20 cm Schluß, bei Naßschnee noch eher.
Vielleicht wäre es nicht verkehrt, die Rechnung nach der benötigten Leistung andersrum aufzuziehen: Wieviel Schub braucht's denn überhaupt, um eine Schneedecke einer bestimmten Höhe wegzu-"schieben"?
Erst dann kann man doch die benötigten Motoren auswählen, oder nicht?
Blackbird
Robotronix
07.03.2006, 09:59
ich habe Chris266 so verstanden, daß der 'Scheibenwischermotor' schon kräftig genug war und auch die richtige drehzahl hatte. Er will aber einen (ausgangsseitig) vergleichbaren motor ohne Getriebe benutzen (warum eigentlich ?) und fragt sich jetzt wieviel Watt dieser Langsamläufer mit hohem Drehmoment haben müßte. Und das sind eben maximal die gleichen 8,4W des 'Scheibenwischermotors'.
robo_wolf
07.03.2006, 11:23
Hallo Chris266,
Dein Scheibenwischermotor von Pollin mit einer Leistung von 8,4W und 2000 Umdrehungen hat nach den Berechnungen von Günter 0,04Nm nach dem Getriebeinsatz(nur noch 40 Umdrehungen) laut Rechnung von Robotnix 2Nm. Nun schreibst du, dass dir 20 Umdrehungen genügen. Sind das schon 4Nm. Jetzt willst du alle 4 Räder antreiben, so hat Dein Schneepflug eine Leistung von 8,4W x 4Räder => 33,6Watt
und ein Drehmoment von 16Nm wenn man die Verlustleistung vernachlässigt.
Wenn man jetzt von den physikalischen Begriffen absieht und es simple ausdrückt, ist ein Scheibenwischermotor nach allen Untersetzungen von 2000 Umdrehungen auf nun mehr 20 Umdrehungen 100mal stärker als ohne diesen Untersetzungen.
"Jop, selbstverständlich ändert sich nichts an der Watt Anzahl des Motors selbst, mir geht es eigentlich darum wieviel Leistung ich nach dem Getriebe auf die Räder bringe."
Die Watt Anzahl ist die Leistung.
Ändert tut sich aber die Kraft des Motors(eigentlich nicht des Motors sondern des Antriebs) Da der Motor immer noch die gleiche Leistung hat.
->>> Geschwindigkeit wird kleiner und die Kraft größer - somit wird die Leistung nur anders verteilt
Chris266
07.03.2006, 12:30
Danke für die vielen Antworten.
Was ich mich dem Austauschmotor gemeint hatte war einen Vergleich zu haben ob nun dieser ebenfalls 8,4W haben müsste - war nur für mein Verständniss wichtig.
Die ganze Rechnung wollte ich lediglich heranziehen um einen Vergleich mit der bereits vorhandenen Schneefräse zu haben. Diese hat selbst einen Verbrennermotor mit etwa 3KW.
Nun wollte ich die zukünftige Schneefräse/Pflug, elektrisch angetrieben, mit der die einen Verbrennungsmotor hat, leistungstechnisch vergleichen.
Damit ich jetzt schon eine Vorstellung davon habe ob der Antrieb zum fortbewegen reicht. Die Fräse selbst wollte ich anders lösen - momentan beschäftigt mich lediglich der Antrieb.
Mein Gefühl sagt mir (ohne es jetzt ausprobiert zu haben) dass ich mit den Pollin Motoren (trotz der mikrigen 8,4W vor, sowie NACH dem Getriebe) dennoch auskommen werde - da ja das Drehmoment (scheine es jetzt geblickt zu haben) hoch genug sein könnte um die Steigungen und Unebenheiten zu überwinden.
Morgen werde ich mir die Pollin Motoren bei der Post abholen und am Wochenende ein Vorabgehäuse basteln und das Teil mal die Wiese hoch und runter fahren lassen, zusammen mit einer LKW Batterie. Zunächst noch mit 40U/Min, später dann über ein Getriebe 20U/Min. Sollte es mit 40 schon funzen, hätte ich noch genug Leistungsreserven.
Grüße und vielen Dank an alle.
NACHTRAG: Es ist nicht wirklich ein Schneepflug und auch keine Schneefräse, sobald mir ein Wort dazu einfällt werde ich das Teil benennen.
Für einen reinen Schneepflug reicht die Leistung sicherlich nicht aus um den nassen Schnee beiseite zu räumen. Für eine Fräse sicherlich auch nicht wenn der Schnee erst mal vereist ist.
Schätze bis in einem Jahr bin ich soweit das Teil hier mal vollständig vorzustellen.
Überhaupt hätte ich nicht gedacht dass es so viel Planarbeit und Experimente benötigt um ein solches Teil zu bauen.
Wenn ich überlege wie lange ich alleine an der Programmierung beschäftigt war und noch sein werde - von den kleinen Problemen mal abgesehen (Baumarkt nach Teilen durchsuchen, Webseiten abchecken etc.).
Hoffe nächsten Winter erste praxistests in Groß machen zu können nachdem das Gestell vielleicht diesen Sommer ausprobiert wird.
marvin42x
07.03.2006, 15:20
Das mit den 0,7A bei 12V könnt ihr getrost unter Leerlaufstrom abbuchen. Mein Netzgerät hat bei 2,5 A aufgegeben weil es nich mehr kann. Realistischer werden 3,5A unter Last sein. Das sind 12x3,5 und das sind 42. Das ist erstens mal die Antwort auf die Frage aller Fragen und zweitens eine realistische Größe : 42 Watt bei 12 V wird eher hinkommen. wenn ich Zeit finde werde ich das noch genau nachmessen.
Netter Gruß
Robotronix
07.03.2006, 19:13
interessant wäre nicht nur der Motorstrom, sondern das dabei abgegebene Drehmoment. Für den Dauerlauf sind dann noch die zulässigen Werte zu klären.
Hallo Chris266,
Dein Scheibenwischermotor von Pollin mit einer Leistung von 8,4W und 2000 Umdrehungen hat nach den Berechnungen von Günter 0,04Nm nach dem Getriebeinsatz(nur noch 40 Umdrehungen) laut Rechnung von Robotnix 2Nm. Nun schreibst du, dass dir 20 Umdrehungen genügen. Sind das schon 4Nm. Jetzt willst du alle 4 Räder antreiben, so hat Dein Schneepflug eine Leistung von 8,4W x 4Räder => 33,6Watt
und ein Drehmoment von 16Nm wenn man die Verlustleistung vernachlässigt.
Wenn man jetzt von den physikalischen Begriffen absieht und es simple ausdrückt, ist ein Scheibenwischermotor nach allen Untersetzungen von 2000 Umdrehungen auf nun mehr 20 Umdrehungen 100mal stärker als ohne diesen Untersetzungen.
"Jop, selbstverständlich ändert sich nichts an der Watt Anzahl des Motors selbst, mir geht es eigentlich darum wieviel Leistung ich nach dem Getriebe auf die Räder bringe."
Die Watt Anzahl ist die Leistung.
Ändert tut sich aber die Kraft des Motors(eigentlich nicht des Motors sondern des Antriebs) Da der Motor immer noch die gleiche Leistung hat.
->>> Geschwindigkeit wird kleiner und die Kraft größer - somit wird die Leistung nur anders verteilt
Moin moin,
Damit währen wir dann beim einfachen und simplen Flaschenzug. :-)
Leistung und Arbeit sollte man nicht verwechseln, Arbeit ist halt Kraft (Leistung) x Weg/h. So ein Getriebe ist nix anderes als ein endlos Flaschenzug, je mehr Umlenk Rollen, je weniger wird der Antrieb , Mensch von Hand, oder Motor (Kraft mäßig) belastet, dafür muß er aber länger Arbeiten.Der Energie Verbrauch wird wenn man Verlußte einmal außer Acht läßt, dürfte sich da kaum ändern.
Ich denke auch nicht das der Ursprungsposter einen Motor ohne Getriebe einsetzen will, er möchte nur wissen wie Fiel (PS) sein Schneeflug auf den Boden bringt. Dazu müsste dann aber letztendlich der Raddurchmesser bekannt sein, Drehmoment an der Achse ist laut Hebelgesetz ja vom Hebelarm, Achsen Mittelpunkt ...Rad Radius ....abhängig.
Ich habe bei einem Scheibenwischer Motor unter leichter Belastung (Schiebetür) durchaus schon 5 A gemessen!
Grüße Richard
NumberFive
07.03.2006, 22:51
Der Pollin kann auch Durch aus mal 10 A Brauchen wenn man in richtig belastet. 60 Kg Bot die Wand Hoch.
Wenn ihr das so genau aus rechen wollte dran denken das das getriebe auch was Frist reibung und so entwas.
Pollin sagt nichts über das Drehmonent weil die es Anscheinend selbst nicht wissen.
Vielleicht hilft auch das ein bisschen weiter.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=11585
Ziemlich weit hinter gibt es eine gerechnet Kurve für den Motor.
Gruß
Just to know... Wenn jemand einen Motor braucht mit richtig derbe Schmackes, aber auch einem ziemlich üblen Stromdurst - die Lösung lautet Anlasser für Turbodiesel. :D
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