Motor, der möglichst schnell auf Drehzahl kommt

[easter91]

Guten Morgen.

Für ein Projekt möchte ich möglichst schnell einen Drehimpuls erzeugen.
Dazu ist (bzw. soll) eine Schwungscheibe auf der Welle eines Motors montiert werden.

Es ist für mich entscheidend, dass ich reaktionschnell handeln kann. Der Motor muss also (natürlich bei passend dimensionierter Schwungscheibe) sehr schnell auf Drehzahl kommen.

Bisher habe ich mit einem einfachen DC-Motor gearbeitet : Link (http://de.rs-online.com/web/p/gleichstrommotoren/2389692/)
Dieser braucht jedoch fast Zeit im Sekundenbereich, um die Drehzahl zu erreichen.


https://www.youtube.com/watch?v=iqPaeyuDtQo
Dieses Projekt der ETH Zürich nutzt einen Brushlessmotor mit 50W (Link (http://www.maxonmotor.com/medias/sys_master/8813854326814/14-232-EN-Jun.pdf)).
Die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie zeigt mir auch, dass dieser Motor bereits bei geringer Drehzahl ein hohes Drehmoment aufbringen kann.

Kann mir jemand einen Motor(-typ) empfehlen, der meinen Kriterien entspricht ?


mfg,

Christian

[ranke]

Kann mir jemand einen Motor(-typ) empfehlen, der meinen Kriterien entspricht ?

Kriterien hast Du ja noch keine genannt. Aber Brushless dürfte bei der verlinkten Anwendung, auch wegen geringem Eigengewicht, die richtige Wahl sein.

[White_Fox]

Was heißt "möglichst schnell" in Zahlen? Was für eine Masse hat die Schwungscheibe?

[Geistesblitz]

Geht es denn um ein ähnliches Projekt wie in dem Video gezeigt? Dort wird nämlich der Impuls nicht durch plötzliches Beschleunigen, sondern durch plötzliches Bremsen erzeugt. Das Beschleunigen sollte sogar eher langsam erfolgen, um den Würfel nicht aus der Balance zu werfen.

[easter91]

Es geht darum den freien Fall eines kleinen Kartons zu beeinflussen.

[Geistesblitz]

Meinst du damit, dass der Karton wie eine Katze immer auf der Unterseite landen soll?
BLDC wurde ja schon genannt, ansonsten wäre es für so kurze Zeiten sicherlich auch möglich, einen höheren Strom durch den Motor zu schicken. Je höher der Strom, desto höher das Drehmoment und desto schneller wird beschleunigt. Dazu ist dann notgedrungen eine höhere Spannung erforderlich, die dann je nach Bedarf per PWM gedrosselt werden mus.

[Peter(TOO)]

Hallo Christian,

Für ein Projekt möchte ich möglichst schnell einen Drehimpuls erzeugen.
Dazu ist (bzw. soll) eine Schwungscheibe auf der Welle eines Motors montiert werden.

Es ist für mich entscheidend, dass ich reaktionschnell handeln kann. Der Motor muss also (natürlich bei passend dimensionierter Schwungscheibe) sehr schnell auf Drehzahl kommen.

Schneller geht nur mit mehr Motorleistung!

Den Impuls kann man physikalisch entweder durch Beschleunigen oder Abbremsen erzeugen, physikalisch unterscheidet sich dies nur durch das Vorzeichen.

Technisch ist es aber wesentlich einfacher, einen Motor durch Kurzschliessen blitzartig abzubremsen, als ihn mit sehr viel Leistung zu beschleunigen.
Das sieht man auch beim ETH-Projekt sehr schön!

MfG Peter(TOO)

[White_Fox]

Wenn er nur bremst funktioniert das Ganze aber nur in eine Richtung. Wenn er einen Karton im freien Fall damit steuern will halte ich eine Kombination aus Bremsen und Beschleunigen für nicht verkehrt-auch wenn Beschleunigung in der Tat eine besonders kräftige Lösung erfordert. Oder er braucht für jede Richtung eine eigene Scheibe-das würde immerhin schon sechs einzelne Schwungscheiben machen. Nicht daß das mit dreien davon schon kompliziert genug wird (viel Spaß beim Auslegen des Reglers). Ich persönlich würde für den ersten Prototypen wahrscheinich erstmal die Variante mit mehr Leistung ausprobieren. Denn bei zwei Schwungscheiben Torsionsmomente auf zwei anderen Achsen auszuregeln würde auch nicht viel einfacher werden. Und zwei Schwungmassen konstruktiv so zu verteilen, daß keine achsfremden Momente auftreten können (z.B. eine Scheibe mittig mit Hohlwelle, die andere Scheibe wird auf zwei Scheiben aufgeteilt welche wiederum auf einer gemeinsamen Achse sitzen, die durch die Hohlwelle der mittleren Scheibe geführt wird) würde wohl nur für eine Achse funktionieren.

Im Übrigen denke ich, daß im Video auch Bremsen UND Beschleunigen verwendet wurde. Nur in einer Richtung hält es sich schwer auf einer Kante mit der Möglichkeit in beide Richtungen zu kippen.

Mal was anderes: Der Würfel im Video regelt hauptsächlich in Ruhelage und dann auch noch "über die Kante". Würde eine einzelne Schwungscheibe gegen das Trägheitsmoment der anderen Scheiben im freien Fall eigentlich noch hinreichend ankommen, wenn sich die ganze Geschichte im freien Fall befindet? Soweit ich weiß hat man im Autobau einige schwierige Erfahrungen gemacht mit rotierenden Schwungmassen.

Das wäre mal ein Fall für Matlab.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Mal was anderes: Der Würfel im Video regelt hauptsächlich in Ruhelage und dann auch noch "über die Kante". Würde eine einzelne Schwungscheibe gegen das Trägheitsmoment der anderen Scheiben im freien Fall eigentlich noch hinreichend ankommen, wenn sich die ganze Geschichte im freien Fall befindet? Soweit ich weiß hat man im Autobau einige schwierige Erfahrungen gemacht mit rotierenden Schwungmassen.

Das faszinierende am Kreisel ist, dass man gar nichts regeln muss, der stabilisiert seine Lage ganz von selbst ;-)

Eine Regelung benötigt man nur um die Lage zu verändern. Kann man mit jedem Kinderkreisel ausprobieren

MfG Peter(TOO)

[i_make_it]

Auf der Ce-Bit hatte mal eine Uni-Gruppe drei gestrippte Notebook Festplatten genommen und anstelle der Aluscheibe eine Stahlscheibe mit Blei im Rand als Schwungrad genommen. Es ging damals um eine Lagekontrolle für einen microcube Sateliten. (also auch Lageveränderung im freien Fall)

[easter91]

Hallo zusammen, danke für die Tipps.
Ich versuche gerade einige Brushless-Motoren zum Testen zu besorgen.

@i_make_it :
Hast du noch mehr Informationen über das Lagekontrollen-Projekt ? Google spuckt leider nicht allzuviel aus.

mfg,

Christian

[White_Fox]

Eine Regelung benötigt man nur um die Lage zu verändern. Kann man mit jedem Kinderkreisel ausprobieren

...was ja auch Sinn und Zweck der ganzen Unternehmung zu sein scheint.

[i_make_it]

Leider nein, ist schon ein weilchen her. Es war die Ce-Bit 1994.

[hbquax]

Es gibt noch weitere Videos über den Würfel. In einem wird gezeigt, daß an den Schwungrädern mechanische Reibungsbremsen sitzen, d.h. man ist bei den erzeugbaren Moment gar nicht durch die Motoren eingeschränkt.

Im übrigen können eigentlich alle Elektromotoren bei kleiner Drehzahl ein großes Moment erzeugen, das haben die so an sich...

[PICture]

Hallo!

Sorry, falls es sinnlos ist, aber mir ist magnetisch einschaltbare Kupplung eingefallen (wie bei Autos). ;)