DC Motor Parameter verstehen

[zxSpectrum]

Hallo,

für mein Hobbyprojekt brauche ich einen DC Motor, bin aber relativ neu in der ganzen Materie und daher kann ich noch nicht so viel mit den Parametern von den Motoren anfangen.
Nun, wäre meine Frage wie berechnet man das benötigte Drehmoment von dem Motor. Welche Rolle spielt dabei die Nenndrehzahl. Einige Hersteller geben sogar das Nenndrehmoment in Kg.cm an. Wie wäre es dann zu verstehen? Auf welcher Armlänge ist das angegebene Nenndrehmoment erreichbar. Dann gibt es noch die Kraft an dem Arm und an der Welle. Wann brauche ich diese Werte, bzw. woran besteht der Unterschied?

Für mein Beispiel, ich möchte mir ein DIY Schießstand bauen, wo ein DC Motor eine Kette bewegt. Wir sagen, dass die ganze Kette nicht mehr, als 3Kg wiegen soll. Würde da z.B. ein DC Motor mit 3Kg.cm ausreichen, wenn mein Zahnrad 1cm Durchmesser hätte? Könnte mir jemand vielleicht mit ein Paar Formeln auf die Sprünge helfen, damit ich das auch zukünftig für mich selbst ausrechnen kann?

Und die letzte Frage, was muss ich noch berücksichtigen?

Besten Dank im Vorraus!

Gruß

ZxSpectrum

[HaWe]

Hallo,

für mein Hobbyprojekt brauche ich einen DC Motor, bin aber relativ neu in der ganzen Materie und daher kann ich noch nicht so viel mit den Parametern von den Motoren anfangen.
Nun, wäre meine Frage wie berechnet man das benötigte Drehmoment von dem Motor. Welche Rolle spielt dabei die Nenndrehzahl. Einige Hersteller geben sogar das Nenndrehmoment in Kg.cm an. Wie wäre es dann zu verstehen? Auf welcher Armlänge ist das angegebene Nenndrehmoment erreichbar. Dann gibt es noch die Kraft an dem Arm und an der Welle. Wann brauche ich diese Werte, bzw. woran besteht der Unterschied?

Für mein Beispiel, ich möchte mir ein DIY Schießstand bauen, wo ein DC Motor eine Kette bewegt. Wir sagen, dass die ganze Kette nicht mehr, als 3Kg wiegen soll. Würde da z.B. ein DC Motor mit 3Kg.cm ausreichen, wenn mein Zahnrad 1cm Durchmesser hätte? Könnte mir jemand vielleicht mit ein Paar Formeln auf die Sprünge helfen, damit ich das auch zukünftig für mich selbst ausrechnen kann?

Und die letzte Frage, was muss ich noch berücksichtigen?

Besten Dank im Vorraus!

Gruß

ZxSpectrum

kg.cm ist verballhornter Quatsch, aber leider sehr oft derart verballhornt, besonders in US- und chinesischen Quellen, die keine SI Einheiten kennen und kein Physik-Verständnis haben.
Drehmoment (engl.: torque) ist nicht Masse mal Weg sondern Kraft mal Weg bzw. Kraft mal Radius. Kraft aber hat die Einheit kp (oder N=Newton) und nicht kg.

Am ehesten zu interpretieren ist 1 kg.cm als 1 kp·cm (das wären 1 kg·cm·m/s²), das entspricht 9,8 N·cm,
gerundet ≈ 10 N·cm = 0,1 Nm
Das Drehmoment wird dort gemessen, wo es gebraucht wird, also an der Last-Achse, hinter irgendwelchen Getrieben. Bei 1:10 Untersetzung wird es also hinter dem Getriebe 10x so hoch sein wie vor dem Getriebe, dreht aber dafür eben nur 1/10 so schnell.

https://en.wikipedia.org/wiki/Torque
https://www.leifiphysik.de/mechanik/drehbewegungen/drehmoment

[i_make_it]

Willkommen im Forum.
Hier mal der Link zu einem Thread zum Verständniss der in China und anderswo gebräuchlichen (nicht IS konformen) metrischen Drehmomentangaben.
https://www.roboternetz.de/community/threads/69753-Kraft-%28N%29-und-Drehmoment-%28Nm%29-Angaben-in-nicht-SI-konformen-Ausdr%C3%BCcken-verstehen?highlight=kilopond

Eventuell hilfreich um die verschiedenen Angaben "übersetzen" zu können.
Nichtmetriche Einheiten hatte ich damals außen vor gelassen.

Der Motor würde übrigens nicht reichen, Denn wenn man Reibungsverluste mal außen vor lässt, wäre das grade so die Haltekraft. Zum Bewegen braucht es dann aber noch etwas mehr Kraft und wenn man nicht ewig warten will, braucht es für eine vernünftige Beschleunigung zusätzlich nochmal etwas mehr Kraft.

Merkt man ja selbst, wenn man mal eine Hantel hebt.
Bis zu einem bestimmten Gewicht kann man die heben. Je leichter sie ist um so schneller kann man sie bewegen.
Und wenn jemand, einem noch ein kleines bisschen draufpackt wärend man sie gehoben hat, kann sie immer noch halten, aber einmal unten kriegt man sie nicht mehr hoch.

[Holomino]

Wenn die Kette in die Runde läuft, ist ihr Gewicht doch gar nicht ausschlaggebend!?!

[oberallgeier]

Willkommen im Forum.

Du hast noch nen funktionierenden ZxSpectrum?


.. brauche ich einen DC Motor .. neu in der ganzen Materie .. nicht so viel mit den Parametern von den Motoren anfangen ..Dann wäre so ein kleiner Physikkurs zu den Grundlagen zur Mechanik der Drehbewegungen (klick hier) (https://www.leifiphysik.de/mechanik/drehbewegungen) sinnvoll. Vielleicht noch ein bisschen Maschinenkunde für Anfänger dazu (https://www.leifiphysik.de/mechanik/einfache-maschinen/hebel) , eventuell dazu etwas mehr (https://www.leifiphysik.de/mechanik/einfache-maschinen) ?

Zu dem babylonischen Einheitenwirrwarr fernöstlicher oder transatlantischer Lieferanten (und mitteleuropäischer Benutzer) steht ja schon einiges oben.


.. ein DIY Schießstand .. wo ein DC Motor eine Kette bewegt .. die ganze Kette nicht mehr, als 3Kg wiegen soll .. DC Motor mit 3Kg.cm ausreichen, wenn ..Das kommt nun auf die Konstruktion an. Vermutlich wird das ne Drehscheibenanlage? Laufenden Keiler, Hasen oder Scheiben macht man wohl nicht mit Ketten. Ausserem: die Kette ist vermutlich "nur" das Übertragungsglied für die Bewegung, nicht die bewegte Sache selbst. Wichtig ist ja was da bewegt werden soll (ausser Motor, Getriebe, Kette und Kettenräder), wie groß die bewegten Massen sind nach Masse und Trägheitsmoment (https://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A4gheitsmoment), sprich Kilogramm und kgm² - darüber steht dann hier noch ´n bisschen (https://www.leifiphysik.de/mechanik/kreisbewegung).

Und ein klitzekleines, sehr praktisches Bisschen zur Motorenauslegung steht hier (https://www.roboternetz.de/community/misc.php?do=page&template=motorberechnung). Zwar "nur" zur Motorenauslegung für allerlei Fahrzeuge - aber Du siehst hier ganz gut wie und wieviel man vereinfacht oder vereinfachen kann. Auch manchmal vereinfachen muss um nicht gleich drei Seiten Berechnungen hinzulegen für etwas, wo es auf ne einstellige Genauigkeit ankommt.

Und jetzt bitte mal ein bisschen Schule spielen mit den Links. Dann treten sicher noch Fragen auf. Für die nächsten Fragen dann bitte gleich mehr Details, dringend auch ne Skizze und so.

[PICture]

Hallo!

Für mein Beispiel, ich möchte mir ein DIY Schießstand bauen, wo ein DC Motor eine Kette bewegt. Wir sagen, dass die ganze Kette nicht mehr, als 3Kg wiegen soll. Würde da z.B. ein DC Motor mit 3Kg.cm ausreichen, wenn mein Zahnrad 1cm Durchmesser hätte? Könnte mir jemand vielleicht mit ein Paar Formeln auf die Sprünge helfen, damit ich das auch zukünftig für mich selbst ausrechnen kann?

Ich verstehe nicht warum ausrechnen und nicht messen. :confused: https://www.ebay.de/itm/Digitale-40KG-Gepackwagen-Federwaage-Haken-Hange-Waage-Zugwaage-Kofferwaage-new/322861757005?hash=item4b2c0f724d:g:XyoAAOSwvR5Z~Ca Q

[oberallgeier]

.. Ich verstehe nicht warum ausrechnen und nicht messen ..Ich würde das ähnlich machen. Wenn nicht unbedingt rechnen, so doch schätzen. Der TO scheint aber a) noch an der Konstruktion mit seinen Überlegungen nicht ganz im Reinen zu sein und b) noch nicht wirklich den Antriebsstrang von der angetriebenen Last - gedanklich - trennen/unterscheiden zu können. Ein bisschen Planung macht sich nach meiner Überlegung ganz gut, bevor man am fertigen Teil durch Messung merkt, das man weit drüber liegt. Weit drunter erkennt man ja schon meist beim ersten Probelauf - aber auch da ist dann zuviel unnötige Arbeit vertan worden. Schließlich scheint er mit einer Waagenanzeige xx Kilogramm noch nicht wirklich was übers Drehmoment zu wissen.

[HaWe]

Ich würde das ähnlich machen. Wenn nicht unbedingt rechnen, so doch schätzen. Der TO scheint aber a) noch an der Konstruktion mit seinen Überlegungen nicht ganz im Reinen zu sein und b) noch nicht wirklich den Antriebsstrang von der angetriebenen Last - gedanklich - trennen/unterscheiden zu können. Ein bisschen Planung macht sich nach meiner Überlegung ganz gut, bevor man am fertigen Teil durch Messung merkt, das man weit drüber liegt. Weit drunter erkennt man ja schon meist beim ersten Probelauf - aber auch da ist dann zuviel unnötige Arbeit vertan worden. Schließlich scheint er mit einer Waagenanzeige xx Kilogramm noch nicht wirklich was übers Drehmoment zu wissen.

im Prinzip hat er ja Recht:

Wir sagen, dass die ganze Kette nicht mehr, als 3Kg wiegen soll. Würde da z.B. ein DC Motor mit 3Kg.cm ausreichen, wenn mein Zahnrad 1cm Durchmesser hätte?
wenn man "3Kg wiegen" mit 3kg Gewichtskraft = 3 kp "übersetzt", die zu heben wären, und der Hebel (das Zahnrad) 1cm Radius hat, dann entspricht das tatsächlich 3 kp·cm Drehmoment im Stillstand ("stall torque") = ca. 29 N·cm.
Allerdings: Radius, nicht Durchmesser!
bei 1cm Durchmesser = 0,5cm Radius also 3 kp·cm durch 2 dividieren, nach Adam Riese also 1,5 kp·cm ( ≈ 15 N·cm).

Hierbei wären dann Motorkraft und zu bewegende Gegenkraft "in der Waage", wären also dann quasi "gerade noch im Stillstand" gleich groß;
zum Bewegen der Anlage im Dauerbetrieb baucht es dann je nach benötigter Geschwindigkeit noch ein Eck mehr, das wäre dann das Nenn-Drehmoment ("rated torque").

Vorraussetzung ist allerdings, dass die zum Heben benötigte Kraft tatsächlich 3kp beträgt (d.h. wenn z.B. etwas angehoben werden soll was "3kg wiegt"), und da habe ich momentan meine Zweifel, ob das so stimmt (vgl. Holominos Post): vermutlich muss ja die Kette gar nicht angehoben werden, sondern wir haben es hier eher mit (vereinfacht ausgedrückt) horizontalen Zug- und Dreh- und Reibungskräften zu tun.

Wenn die benötigte Kraft indes exakt bekannt ist, ist das Problem auf diese Weise lösbar, und eine Federwaage ist da sicher hilfreich zum Messen (s. PICtures Post).