Motorkennlinie in Excel

[waste]

Hallo Leute!

Ich will ein Exceldiagramm erstellen, in dem man durch eine Eingabe von Spannung, Leerlaufstrom, Innenwiderstand und Leerlaufdrehzahl die Motorkennlinie anzeigen lassen kann. In dem Diagramm sollten Drehzahl, Strom, Leistung und der Wirkungsgrad in Abhängigkeit vom Drehmoment angezeigt werden. Die 4 Kennlinie waren kein Problem, aber wie schaffe ich es für die 4 Linie die dazugehörigen Y-Achsen anzeigen zu lassen. 2 Y-Achsen habe ich geschafft (siehe Bild excel.jpg), aber ich brauch noch 2 weitere. Vielleicht kann mir ein Excel-Experte hier weiterhelfen.

Gruss Waste

[Manf]

Vielleicht ist die Darstellung auch übersichtlich wenn man alle dargestellten Größen auf ihren Maximalwert normiert und den Maximalwert in der Legende angibt.
Der Bezug zwischen Gitter und Skala rechts ist ja schon jetzt nicht ganz einfach.
Manfred

Mit etwas Gewalt kann man
eine Skala im Diagramm erzeugen,
das Digramm nach ppt kopieren,
dort die Gruppierung auflösen,
die Skala neu gruppieren
und nach Excel zurückkopieren.

[waste]

Puh, das habe ich mir einfacher vorgestellt. Die Normierung der Skalen sehe ich da als kleineres Problem. Zuerst muss ich das mit den weiteren Y-Achsen lösen.
Wenn ich das nicht schaffe, verteil ich es auf 2 Diagramme, aber dann ist es nicht so schön kompakt.

Waste

[Manf]

Vielleicht ist die Darstellung auch übersichtlich wenn man alle dargestellten Größen auf ihren Maximalwert normiert und den Maximalwert in der Legende angibt.
Ich habe mir immer wieder mal (bewundernd) das erste Bild angesehen.

Wenn man den Bereich bis zur Drehzahl null beschreibt und auf die Maximalwerte normiert dann erhält man im Idealfall auch den Kreuzungspunkt von Drehzahl und Strom unter dem Leistungsmaximum?
Das wäre doch ganz nett.
Manfred

[waste]

Ich hab's, so soll es aussehen. Es geht mit einem 2. durchsichtigen Diagramm, bei dem nur die beiden äusseren Achsen zu sehen sind. Das hab ich darüber gelegt. Die Skalierung ist noch von Hand gemacht. Die Automatik kommt noch, das wird schon nicht so schwierig sein. Hoffentlich verschiebt sich nicht der Massstab, wenn es andere Maximalwerte sind.

Änderungswünsche werden noch entgegen genommen.

Waste

[Manf]

Ist eigentlich geplant, die EXCEL Tabell zur Verfügung zu stellen?
Eine interessante Sache wäre dann noch die Leistungsgrenze für Dauerbetrieb.
Ich habe noch eine kleine Reihenuntersuchung von Motoren vor, soll die als Beispiel hier rein, oder in einen neuen Thread?
Manfred

[waste]

Ja, ich habe vor, die Exceltabelle zur Verfügung zu stellen. Allerdings muss ich sie vorher noch fertig bringen, die Feinheiten brauchen mehr Zeit als ich gedacht hatte. Ich bin am Überlegen, ob ich die Kennlinien nur bis zum halben max. Drehmoment (im obigen Beispiel bis 3Ncm) laufen lasse. Das ist nämlich der interessante Teil der Kennlinie. Dann kommt der Teil mit dem höchsten Wirkungsgrad besser raus.

Wie bestimmt man denn die Leistungsgrenze für Dauerbetrieb? Die ist doch bestimmt vom mechanischen Aufbau (Wärmeabgabe nach aussen) abhängig und von Motor zu Motor anders.

Die Reihenuntersuchung würde ich in einen eigenen Thread stellen, weil es hier wohl keiner vermutet. Aber die Entscheidung überlass ich dir.

Waste

[Manf]

Ich habe mal bei Faulhaber die 29 Motorparameter herausgesucht, mit den die dort angebotenen Kleinmotoren beschrieben sind. (Sie sind nicht alle unabhängig voneinander.)
http://www.faulhaber.de/

Der Wäremwiderstand, und sogar auch der thermisch zulässige Dauerstrom als abgeleitete Größe sind angegeben. Solche Größen sind sicher etwas aufwändig zu messen.

Ich werde mal für die Untersuchung einen neuen Thread aufmachen, auf die schöne Darstellung der grundlegenden Diagramme hier möchte ich aber schon aufbauen.
Manfred


1. Nennspannung
2. Anschlusswiderstand
3. Abgabeleistung
4. Wirkungsgrad
5. Leerlaufdrehzahl
6. Leerlaufstrom (bei Wellen ø 1,5 mm)
7. Anhaltemoment
8. Reibungsdrehmoment
9. Drehzahlkonstante
10. Generator-Spannungskonstante
11. Drehmomentkonstante
12. Stromkonstante
13. Steigung der n-M-Kennlinie
14. Anschlussinduktivität
15. Mechanische Anlaufzeitkonstante
16. Rotorträgheitsmoment
17. Winkelbeschleunigung
18. Wärmewiderstände
19. Thermische Zeitkonstante
20. Betriebstemperaturbereich:
– Motor
– Rotor, max. zulässig
21. Wellenlagerung
22. Wellenbelastung, max. zulässig:
– für Wellendurchmesser
– radial bei 3 000 rpm (3 mm vom Lager)
– axial bei 3 000 rpm– axial im Stillstand
23. Wellenspiel:
– radial
– axial
24. Gehäusematerial
25. Gewicht
26. Drehrichtung

Empfohlene Werte
27. Drehzahl bis
28. Dauerdrehmoment bis
29. Thermisch zulässiger Dauerstrom

[waste]

Hallo, wer will mal Betatester spielen. Ich habe das Excel-Programm so weit fertig. Es werden bestimmt noch Bugs zu finden sein, aber man kann damit schon arbeiten. Insbesondere bin ich mir nicht sicher, ob es auch auf anderen Excel-Versionen einwandfrei läuft. Ich habe es mit Excel2000 erstellt. Damit sollte es problemlos laufen.

Auf dem 2. Tabellenblatt ist eine Kurzbeschreibung. Da sollte die Bedienung kein Problem sein. Vorsicht, wenn ihr das Diagramm verschiebt oder verändert. Die Skalen werden dann nicht mehr zueinander passen. Ich musste für die äusseren Y-Achsen einen Trick anwenden und ein 2. Diagramm überlagern. Wenn ihr da was verändert, müsst ihr beide Diagramme wieder aufeinander anpassen, damit die Skalen stimmen.

Dann viel Spass beim Testen!
Waste

[Manf]

Ja, sehr schön, die Tabelle funktioniert, ich habe sie mit Beispielwerten geladen und es kamen sinnvolle Ergebnisse heraus. Ich habe auch die Formeln nachvollzogen.
Aus den Eingabegrößen

Ub
il
Ri
wl

werden

EMKl = Ub - il * Ri
k = EMKl / wl
Ma = (Ub / Ri) - il) * k

bestimmt und daraus für die Drehmomentwerte die folgenden Größen berechnet

i= M/k + il
w = (Ub - i * Ri) / k
P = w * M
eta = P / (Ub * i)

Manfred

ps: Ich habe noch die folgende Funktion für das Moment ausprobiert:
M(A2)=(ZEILE(A2)-2)/50*H$8
die Konstante 2*pi()/60 ist auch ganz brauchbar
(aber das sind nur Feinheiten am Rande)
Die Programmierung des Diagramms mit den 4 Achsen habe ich noch nicht ganz verstanden.

[waste]

Ja, es gibt noch einige Feinheiten zu machen. Das Ersetzen des Ausdrucks 2*pi()/60 habe ich auch schon auf meiner Liste. Bei der Leistung hatte ich es bereits ersetzt, nur bei der Drehzahl hatte ich es übersehen.

Bei dem Diagramm werden nur die Maximalwerte der Y-Achsen für Drehzahl, Strom und Leistung per VBA neu berechnet und eingestellt. Das hat den Sinn, dass die Skalierung zu dem Grid passt. Die Automatik von Excel würde es irgendwie einstellen.

Waste

[Blackbird]

Für E-Motore für Modellflugzeuge hatte ich auch mal ein Berechnungsprogramm geschrieben, das von Meßwerten der Motoren zu solchen Motordiagrammen (und noch ein paar mehr Werten) kommt.
Das Drehmoment ist bei der Fleigerei nicht so wichtig, Leistung und Drehzahl umso mehr. Das Programm kann auch mit bürstenlosen Motoren umgehen, aber nur mit den Außenläufern.

Ist nur so als Gestaltungsvorschlag gedacht.


Blackbird

[Blackbird]

Nachtrag: Die Berechnung, die dem Diagramm zugrunde liegt, ist nicht ganz trivial - und auch noch für Modellflugzeuge zugeschnitten. Die Diagramme werden automatisch generiert. Wenn Interesse daran besteht: das Buch "Antrieb nach Maß" von Wilhelm Geck beschreibt die Vorgehensweise.

jetz bin ich aber erst mal im Urlaub :) , nach 3 Wochen bin ich wieder da.

Blackbird