Motor an der Kette

[waste]

Ok, dann muss ich wohl selber weitermachen.

Die mech. Leistung P = 2*pi*n*M
Damit kann die Drehzahl n berechnet werden, so wie es bereits involut gemacht hat, nur eben mit der geringeren mech. Leistung.
Heraus kommt: n = 168 U/min

Jetzt zur Bestimmung der Leerlaufdrehzahl:
Die an dem Innenwiderstand abfallende Spannung entspricht dem Drehzahleinbruch unter Last. Nennen wir sie Ankerspannung Ua.
Ua = I * Ri = 30 * 0.017 = 0,51V
Für die EMK im Motor stehen also nur noch 2,1V - 0,51V = 1,59V zur Verfügung. Die Drehzahl und die EMK sind proportional. Die 1,59V entsprechen den 168 U/min. Über den Dreisatz ergibt sich dann eine Leerlaufdrehzahl von 221 U/min. Wobei die mech. Verluste (Reibungsverluste) vernachlässigt wurden.

Gruss waste

[Manf]

So eilig ist es mit dem müssen nicht, die Lösung soll in etwa 2 Tagen vom Aufgabensteller angegeben werden.
In jedem Fall vielen Dank für die Angabe der Lösung, jeder ist aufgrufen die Lösung zu nennen.

Eine guter Lösungsweg ist, von der elektrischen Leistung die elektrische Verlustleistung abzuziehen. Man erhält damit die mechanische Leistung zu 35,7mW-8,7mW=27mW.

Die mechanische Leistung ist das Moment mal der Winkelgeschwindigkeit w.
Mit dem Moment von 1,55mNm ergibt sich w = 17,5. bzw. 2,79 Ups oder 167 Upm als Lösung für a)

Liegt am Motor die Spannung 2,1 V an und fallen am ohmschen Widerstand 0,51 V ab, dann bleibt für die induzierte Spannung 2,1 V – 0,51V = 1,59 V

Entfällt die Belastung, dann wird praktisch kein Strom mehr benötigt um das Moment zu erbringen und die induzierte Spannung steigt auf 2,1V. Die Drehzahl erhöht sich damit auf das 2,1 / 1,59 fache, also auf w = 23,2 bzw. 3,69 Ups oder 221 Upm das ist die Lösung für b)

Beim tatsächlichen Aufbau fließt im Leerlauf noch ein Strom von 1,7mA. Die Drehzahl liegt damit um 2,5% tiefer. So genau konnte das Moment oder die Steighöhe der Kette im ersten Aufbau kaum bestimmt werden.

Ein anderer Rechenweg geht über die Bestimmung der Motorkonstanten bei der das Moment pro Strom der induzierten Spannung pro Winkelgeschwindigkeit bei Leerlauf gleichgesetzt wird. Die Herleitung der Motorkonstanten ist im Link beschrieben. Es ist die gleiche Rechnung bei der aber zuerst die Leerlaufdrehzahl bestimmt wird.


Es kommt bei der Drehmomentmessung grundsätzlich darauf an, dass sich der Motor kontinuierlich dreht und auch die mechanische Last kontinuierlich wirkt.

Nachdem die Felge mit Abdrehen und Einfetten, danach mit Einwachsen behandelt wurde war ich kurz davor die zähflüssigen Eigenschaften von Honig für eine kontinuierliche Bremsung zu testen. Rechtzeitig habe ich noch eine Konfiguration gefunden in der der weiche Faden selbst über eine größere Strecke eine gleichmäßige Abbremsung ermöglicht. (Bild rechts)
Es zählt dann die Differenzhöhe. Man kann bei der Anordnung der Kette auf beiden Seiten dann leicht auch Zusatzgewichte anbringen und einen größeren Wertebereich für das Moment abdecken.

Manfred


https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...?p=21378#21378

Bild hier   ____ Bild hier  

[waste]

Hallo Manfred,

das Schwierige an der Messung eines Motors ist in der Tat die Messung des Drehmoments. Spannung, Strom und Drehzahl sind relativ einfach und genau elektrisch zu bestimmen, aber mit dem Drehmoment hat es so seine Tücken, zumindest für einen Bastler. Ich habe es früher aus der Beschleunigung einer Massenträgheit rückgerechnet. Also eine Schwungscheibe auf den Motor gesteckt, den Motor beschleunigt, dabei Spannung, Strom und Drehzahl über der Zeit gemessen und aus der Drehzahl über der Zeit die Beschleunigung und dadurch auch das Drehmoment bestimmt. Das hat sehr gut funktioniert. Die Messung war auch innerhalb einiger Sekunden erledigt. Ausgewertet wurde es dann auf einem PC.

Auf diese Methode bin ich per Zufall gestossen. Ich wollte eigentlich das dynamische Verhalten von Motoren testen, da ich festgestellt hatte, dass einige meiner Motoren bei bestimmten Drehzahlen nicht zogen. Im Nachhinein hat sich dann heraus gestellt, dass diese Motoren bei bestimmten Drehzahlen vibrierten und deshalb die Kollektoren keinen sauberen Kontakt mehr hatten. Das wirkte sich ähnlich aus wie das Turboloch bei einem Turbomotor. Abhilfe war: Auswuchten und Kollektor abdrehen.

Gruss Waste

[Manf]

Das mit der Drehmomentmessung war die Motivation für die Aktion:
Es sollte ein Drehmoment-Wandler für Kleinmotoren im Bereich 1W gefunden werden.

Mit diesem Wandler mit dem Kehrwert der Motorkonstanten von 11 A/Nm (hier eher 11mA/mNm) soll dann eine schnelle Beurteilung von Kleinmotoren möglich werden. Die Drehzahl darf dabei sicher nicht zu hoch gewählt werden, aber ein gut gebremster gleichmäßiger Lauf ist mit der Ankupplung über Silikonschlauch möglich.
Manfred

Siehe auch:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/vi...?p=94328#94328

Bild hier  

[waste]

Habe ich das richtig verstanden, du willst über eine Rutschkupplung und der bekannten Motorkonstante dieses Motors das Drehmoment eines anderen Motors oder was auch immer bestimmen?

Waste

[Manf]

Ich habe vor für einen Kleinmotor, oder besser gesagt eine Reihe von Motoren, die Motorkonstanten bestimmen. Sie werden dazu mit dem ausgemessenen Motor gekoppelt. Das könnte über eine Rutschkupplung gehen, einfacher aber noch über eine dirkete Kupplung. (Eine Ausgleichskupplung damit die Verluste der Kupplung klein bleiben.)

Das Moment, das der Motor im Test abgibt, wird durch den Strom des hier gemessenen Motors bestimmt. Falls sich Fehler durch Verluste ergeben, dann lassen sich diese sicher durch eine weitere Näherung korrigieren. (Messung der Messapparatur).
Manfred

[waste]

Ok, verstehe.

Deine Aufgabe hat mich übrigens inspiriert, mit 4 einfachen Messungen (Klemmenspannung, Leerlaufstrom, Innenwiderstand und Leerlaufdrehzahl), ein Excel-Programm zu machen, mit dem dann eine Motorenkennlinie incl. Drehmoment erstellt wird. Mal sehen, wann ich dazu Zeit finde.

Gruss Waste

[Manf]

Gib doch schon mal an, wie das Diagramm aussehen soll mit X-Achse, Y-Achse und Parameter(n). Es wäre schön eine Form zu haben, in der man Maßdaten mit möglichst vielen Motoren vergleichen kann.
Manfred

[waste]

Habe folgende Vorstellung:
X-Achse: Drehmoment in Ncm
Y-Achse: Drehzahl (1/min), Strom (A), Pmech (W), Wirkungsgrad (%)

Waste

[Manf]

Bei Faulhaber gibt es jede Menge Details an Motorgrunddaten, Diagramme habe ich jetzt dort nicht gesehen. http://www.faulhaber.de/

Ich Suche noch ein paar Beispiele, häufig ist auch die Drehzahl nach rechts und das Moment nach oben aufgetragen wie hier.
Es lohnt sich sicher ein eigener Thread bei Motoren.
Manfred

http://www.luk-korbmacher.de/Autos/ev_plus3.htm
Bild hier