Motor für Mähwerk

[Bucki]

Hallo an alle Forumsmitglieder.

Und zwar bin ich gerade im Begriff einen Mähroboter zu bauen, habe aber noch ein paar Bedenken und Fragen bezüglich des Motors für das Mähwerk.
Was ist denn da so ein Richtwert für Drehmoment und Drehzahl? Bisher konnte ich mich nur an Benziner richten und habe aber einen etwas schwächeren Motor herausgesucht, da el. ja einige Vorteile dem Benziner über haben. Ach und als kleiner Hinweis: ich werde/möchte ein Mähblatt wie im richtigen Rasenmäher bzw. Mähroboter verwenden, hier vom Ambrogio L50, mit einem Durchmesser von 24cm. ( er soll ordentlich was schaffen )

Rausgesucht habe ich mir den ECI 80.40-K1 B00 von EBMPapst mit 1,2Nm und 4000 1/min http://www.ebmpapst.com/de/products/...php?pID=242751

Wäre der für diese Aufgabe geeignet? ( Batterie ist natürlich dementsprechend dimensioniert, wird ein Fahrradakku mit 24V )
Wenn ihr doch einen besseren oder anderen Vorschlag hättet, würde mich das sehr freuen!

Außerdem würde ich dazu noch eine Regelektronik benötigen, da ja Brushless DC Motor, hat da gleich Jemand auch etwas zu als Link? Am Besten mit Drehzahlvorgabe über 0-5V, da ich ein DSP verwenden werde.


Ich bedanke mich schon jetzt für eure Hilfe!

Grüße, Bucki

[Bucki]

Oder ist der Motor viel zu Overpowered? Ich habe leider absolut kein Gefühl für das benötigte Drehmoment zum Mähen.

Grüße, Bucki

[Klebwax]

Ich halte das Drehmoment zur Bestimmung eines solchen Motors für schlecht geeignet. Man kann es selber nicht vernünftig Messen und damit auch keinen Vergleich mit funktionierenden Geräten anstellen. Drehzahl und Leistung scheinen mir die besseren Werte zu sein.

Damit ein Messerbalken richtig schneidet, muß die Schneide eine Mindestgeschwindigkeit haben, sonst weicht das Gras einfach aus oder wird nur geknickt. Ich hab einen älteren Akkumäher da merkt man das ganz deutlich. Bei voller Batterie funktioniert er ganz ordentlich, läßt die Spannung aber nach, mäht er nicht mehr richtig. Man kann den Akku also nur schlecht ausnutzen. Ich würd mal davon ausgehen, daß man für so einen kleinen Messerbalken mit 24cm so 6000 Touren ansetzen sollte. Die 40cm Messer haben gerne mal drei- bis viertausend Umdrehungen.

Nun zur Leistung. Ich hab mal einen Benzinmäher auf Elektro umgebaut. Er hat eine Schnittbreite von rund 50cm und wird jetzt mit einem 1,2kW Drehstrommotor betrieben. Das funtioniert hervorragend, insbesondere da der Drehstrommotor ein hohes Anlaufmoment hat. Typische Elektromäher haben 800 bis 1000W. Für ein 24cm Mähdeck könnten 400W reichen. Die müssen aber auch zur Verfügung stehen, wenn der Akku fast leer ist.

Man könnte also einen 400W 24V Motor nehmen und ihn an einer 36V Batterie betreiben. Mit einer Regelung bekommt man dann die volle Leistung bis zur Entladeschlußspannung und kann die volle Akkukapazität nutzen.

Besser ist eigentlich eine noch höhere Spannung. Bei meinem Akkumäher mit 12V geht ein Teil der Akkuleistung zum Heizen der Kabel und der Steckverbinder drauf. Ich hab da erstmal die Kabel massiv gekürzt, schön ist es aber immer noch nicht. Ein Ansatz wäre eine Versorgung mit 48V und ein Motor mit rund 36V Nennspannung.

Motore dieser Leistungsklasse werden in Elektroscootern eingesetzt. Da findet man auch reichlich Angebote. Hier mal ein Beispiel. Als Steuerung reicht eine recht einfache PWM, sie soll ja nur die Drehzahl in etwa konstant halten. Umpolen ist ja nicht nötig.

Bei einem BLDC hab ich bedenken. Zusammen mit der Ansteuerung sind sie immer noch teurer als ein Bürstenmotor. Und für eine konstante Drehzahl in nur einer Drehrichtung sind sie eigentlich überqualifiziert. Mit sensorlosen wird man keine richtige Freude haben. Da die Startbedingungen sehr unterschiedlich sein können, der Mäher steht auf dem Plattenweg oder im Gras, braucht man einen Motor mit Sensoren, wie auch bei den eBikes. Das schränkt die Auswahl schon mal ein.

Soweit ein paar Gedanken zu Mähmotoren

MfG Klebwax

[Bucki]

Danke Klebwax! Aber mal noch eine Frage, kennst du vielleicht auch Seiten, wo man Motoren dieser Größenordnung mit mehr Daten findet? Weil so wirklich Vertrauenswürdig wirkt die Seite nicht und es soll für die Hochschule ein Projekt sein, da kann ich nicht unbedingt bei Ebay einen Motor kaufen,

Grüße
Bucki

PS: Bin jetzt auch auf Bürstenmotor wieder umgesattelt, die BLDC sind ja eine Heidenarbeit, vor allem in der Leistungsklasse.

[Klebwax]

Danke Klebwax! Aber mal noch eine Frage, kennst du vielleicht auch Seiten, wo man Motoren dieser Größenordnung mit mehr Daten findet? Weil so wirklich Vertrauenswürdig wirkt die Seite nicht

Welche Zahl glaubst du nicht? Die 36V, die 500W, die 2800 U/min (die glaub ich auch nicht, ein realer Messwert wird nie auf zwei Nullen enden, wenn da aber 2799 stehen würde, würd ich das erst recht nicht glauben, so genau ist der Drehzahlmesser bestimmt nicht), die Anzahl der Zähne auf dem Ritzel oder das Gewicht?

Und was spielen die "genauen" Daten für eine wirkliche Rolle? Was ändert sich wenn der Motor bei 36V nur 490W schafft? Du weißt ja nicht wirklich, wieviel Leistung du brauchst, sind doch alles nur Schätzungen.

und es soll für die Hochschule ein Projekt sein, da kann ich nicht unbedingt bei Ebay einen Motor kaufen,

Dann sie dir mal dieses Video an, und was da Ben Krasnow über Forschung/Entwicklung und Ebay sagt.

MfG Klebwax

[Bucki]

Ein paar Kennlinien bzw. Kenndaten wären schon ganz nett zu sehen. Und wie mach ich das denn dann am Besten mit dem Entladestrom? o.O Das wäre mit diesem ja um die 20 Ampere ( mit zusätzlich den Antriebsmotoren ), müsste ja ein "riesiger" Akku sein um das zu Leisten und vor allem um nicht schon nach 20 Minuten platt zu sein.

Und als Vorgabe müssen leider 24V sein.

Grüße
Bucki

[Feuerring]

Das wäre mit diesem ja um die 20 Ampere

Dein Mähwerk wird ja wohl nicht immer unter Volllast laufen ...

Die Stromaufnahme und somit die abgegebene Leistung hängt auch ganz stark vom widerstand ab ...

von der Menge an Gras welches geschnitten werden muss, vom Aufbau des Mähwerkes, von der Geschwindigkeit mit dem dein Mäher über das Gras fährt ...

irgendwo gab es ein Verzeichnis von Selbstbau-Projekten mit allen Angaben u.A auch der Angabe der Mähmotoren und der Schnittbreite ...

ich werde drei Mähmotore vorsehen mit je max 140 VA und einer Leerlaufdrehzahl 6.849 U/min,
geplant als Mähwerk sollen Scheiben _/---\_ mit einem Durchmesser von je 18 cm Verwendung finden ,
am Tellerrand sollen 3 bzw 4 bewegliche Klinken angebracht werden ...
je nach dem, ob es so funktioniert, muss eben angepasst werden ... Bastelprojekt eben ...

[Bucki]

Ja aber im ungünstigsten Fall dann doch mal 20A bzw Vollast, das muss der Akku ja leisten können. Du weißt nicht zufällig noch ungefähr wo das Verzeichnis hinterlegt war bzw kennst Jemanden der es wüsste? Ich hab nämlich schon Stunden mit der Suche nach Motordaten verbracht. ^^ Dennoch schon einmal vielen Dank für deinen Post Ralf!

Grüße
Bucki

[Klebwax]

Ein paar Kennlinien bzw. Kenndaten wären schon ganz nett zu sehen. Und wie mach ich das denn dann am Besten mit dem Entladestrom? o.O Das wäre mit diesem ja um die 20 Ampere ( mit zusätzlich den Antriebsmotoren ), müsste ja ein "riesiger" Akku sein um das zu Leisten und vor allem um nicht schon nach 20 Minuten platt zu sein.

Und als Vorgabe müssen leider 24V sein.

Das mit den 24V würde ich noch mal argunentieren. Aber, daß der Motor aus meinem Link nicht gut passt, sollte dir, wenn du den Rest auch gelesen hast, schon klar geworden sein. Die 2800 U/min sind zu wenig. Ich wühl mich jetzt aber nicht durch tausend Ebay oder Aliexpress Treffer.

Da du das Lastprofil deines Mähers nicht kennst, nützt dir eine Kennlinie auch nichts. Du musst also erst einen Mäher bauen, das Lastprofil aufzeichnen und dann kannst du mit den Kennlinien etwas anfangen.

Wenn du aber schon das ganze Internet ausgelesen hast, wirst du auch gefunden haben, daß ein Elektromotor beim Start gerne mal den mehrfachen Nennstrom aufnimmt. Damit muß man umgehen können. Die erforderliche Akkugröße kann man ja mal schätzen:

Es ist ein 500W Motor und er nimmt im Mittel 250W auf. Das sind dann rund 10A an deinen 24V. Für eine Stunde Laufzeit brauchst du also 24V 10Ah. Da das ja nur eine Schätzung ist, verdoppeln wir mal: 20Ah. Das bewegt sich in Richtung Autobatterie (12V 40Ah). Eine Autobatterie kann im Winter den Starter schon mal mit 200 bis 300A versorgen. Das sind so die Größenordnungen.

Aber besorg dir mal so einen Motor, Lüftermotor vom PKW (Schrottplatz) oder Scootermotor (Wertstoffhof) oder ersteigern bei ebay. Alles was ein paar Kilo wiegt ist da ok. Dazu ein- zwei alte Autoakkus oder ein kräftiges Labornetzteil. Mit Volt- und Amperemeter kannst du dann ein paar Experimente machen. Ein dicker Lederhandschuh um den Motor auch mal von Hand bremsen zu können ist hilfreich. Mit ner Reflexlichtschranke und einem Scope kann man auch leicht einen rudimentären Drehzahlmesser realisieren.

Was hat der von mir oben verlinkte Ben Krasnow als Überschrift seines Vortrages gewählt: "Build First and Ask Questions Later". Und von mir noch "Der erste Versuch ist meißt für die Tonne und sollte daher billig sein. Aber gleich mit dem zweiten Versuch anzufangen klappt auch nicht."

MfG Klebwax

[Feuerring]

Bei einem selbstgebautem Mähroboter sollte man sich Fragen,
was will ich damit erreichen ...

Bei meinem Entwurf gehe ich von einem Mähroboter aus, der jeden Tag raus fährt und den Rasen kürzt.

Bedeuten das Mähwerk wird immer nur paar mm vom Grashalm abschneiden müssen ...

Sollte aus irgendeinem Grund der Rasen zu hoch sein, muss der Mäher sein Mähwerk automatisch für diesen Durchlauf anheben und
bei einem erneuten Durchlauf entweder am gleich Tag oder am nächsten Tag auf die gewünschte Höhe durch absenken sich nähern.

Alles eine Frage der Anforderungen ... einen Mäher zu bauen der gleich 5 cm abschneidet können soll, wird nicht einfach werden ...