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GleichstromMotor als Generator, Drehmoment aus Strom,Drehzahl, Spannung, Bremsbetrieb
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BID = 841209
budist
Gerade angekommen
Beiträge: 10
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ich hoffe mir kann jemand einen Hinweis zu folgendem Sachverhalt geben:
Ich habe einen Nebenschlussmotor mit Permanenterregung zur Verfügung. (Maxon A-max: http://www.maxonmotor.de/produkt_ue.....html)
Nun wird dieser mit einem bestimmten Moment und einer bestimmten Drehzahl angetrieben.
Die Drehahl kann ich messen. Das Drehmoment zu ermitteln, könnte ich mir mit folgende Varianten vorstellen( aber da bin ich nicht sicher und würde gern wissen, ob dem so ist):
A)
Die induzierte Spannung und den induzierten Strom kann ich über einen Widerstand messen. Dann über Gleichungen (?) das Drehmoment bestimmen.
B) Ich betreibe den Motor entgegen der anregenden Drehrichtung und steigere seine Leistung, bis alles zum Stillstand kommt und Antreibendes Moment und Motor-Moment gleich sind. Der Motor ist sozusagen eine Bremse. Dabei zeigt mir meine Quelle Strom und Spannung an. Die Drehzahl kann ich auch messen.
Dann müsste ich über irgendeine Kennlinie oder Gleichung ja auch auf das Drehmoment kommen, oder?
Wie kann ich nun am besten das antreibende Drehmoment bestimmen und mit welchen Gleichungen (keine lineare Kennlinie)? Ich habe nur die Kennlinie (im Anhang).
aber die nützt mir ja bei variierender Spannung, je nach Drehmoment, nichts, oder?
Wäre es so möglich?:
Ich ermittel die Leistung im Bremsbetrieb, gerade wenn ich das anreibende Moment kompensiert habe und betreibe dann den Motor, bis ich auf diese Leistung komme und berechne dann mit der Drehgeschwindigkeit:
P=M*w => M = P_stillstand/w ?
vielen Dank für eure Hilfe im Voraus!
Grüße |
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BID = 841219
Brizz
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Das Drehmoment kannst Du ermitteln, indem Du den Motor drehbar lagerst und in einem definierten Abstand zum Drehpunkt die Kraft senkrecht zum Hebel misst.
Die Kurve auf dem angehängten Bild, gilt nur bei einer Leistung von 4,5 Watt.
Die Frage ist, was Du eigentlich messen oder berechnen willst.
Möchtest Du die Leistung in Abhänigkeit von der Drehzahl bei konstanter Spannung oder bei konstantem Strom ? Oder das Drehmoment bei konstanter Spannung in Abhängigkeit von der Drehzahl, usw, ... ?
Da gibt es viele Kombinationen.
Die Werte über Gleichungen zu betimmen, ist deshalb schwierig, weil die Kenngrößen des Motors nicht konstant sind.
Der Klemmenwirkwiderstand des Motors z.B. kann zwar bei Stillstand gemessen werden, ändert sich aber durch Ummagnetisierungsverluste des rotierenden Ankers, somit mit der Drehzahl und dem Strom, der durch den Anker fließt.
In der Praxis ändern sich oft die schönsten Formeln zum Kampf mit Dreck-Effekten, je nachdem, wie genau man es nehmen muss. |
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BID = 841221
budist
Gerade angekommen
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danke für die schnelle Antwort!
Das Problem ist, dass ich den Motor als Generator nutze.
Es exisitert also ein antreibendes Moment und im Motor werden U und I induziert. Die Drehzahl kann ich messen. (U1,I1,n1)
Das antreibende Drehmoment ist gesucht.
Nun war meine Idee, den Motor entgegen diesem Moment anzutreiben, sodass er zum Stillstand kommt. Antreibendes Drehmoment und Motordrehmoment sind dann ja gleich. In diesem Zustand kann ich Spannung und Strom des Motors ebenfalls messen. (U_H. I_H)
Nun wollte ich mit diesen fünf gemessenen Größen im besten Fall das Drehmoment ausrechnen.
Sollte ich versuchen den Motor an der Abtriebswelle mit Gewichten zu belasten, sodass ich U und I in den größen erhalte, wie als er durch das antreibende Drehmoment gebremst wurde?
Also Motor bestromen und dann versuchen mit Gewichten belasten, um auf U_H und I_H zu kommen und wenn er dabei stehen bleibt ist das Gewicht über den Hebel mein Drehmoment?
Oder gehts auch "einfacher" bzw. weniger umständlich mit einer Berechnung?
Grüße
[ Diese Nachricht wurde geändert von: budist am 2 Aug 2012 10:22 ]
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BID = 841222
budist
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: budist am 2 Aug 2012 10:23 ]
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BID = 841225
Brizz
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Wie genau musst Du das Drehmoment denn bestimmen ?
Mit U = Klemmenspannung des Generators und I = entnommener Strom
In erster Näherung kannst Du ja rechnen:
P = U * I = M * ω
oder M = (U * I) / ω
musst aber beachten, dass die Verluste des Generators (Motors) in der Rechnung nicht enthalten sind.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Brizz am 2 Aug 2012 10:50 ]
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BID = 841227
budist
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Eine grobe Einschätzung reicht (Nmm). Nachkommastellen sind egal.
Ja, die Rechnung hätte ich auch gemacht. Aber das ist doch die Gleichung, wenn der Motor selbst bestromt wird, oder?
Also wenn ich den Motor bestrome, dann zieht er mehr Strom, als wenn er nur angetrieben wird, oder?
Und wenn ich ihn als Bremse nutze, dann zieht er mehr Strom, was einer Bestromung des Motors gleichkommt? Wären das dann nicht die richtigen Werte?
Der Strom ändert sich ja, je nach Last
Oder verdreh ich was?
Grüße
[ Diese Nachricht wurde geändert von: budist am 2 Aug 2012 10:54 ]
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BID = 841230
Brizz
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Die Frage ist doch, wieviel Leistung in das System gesteckt wird, und wieviel Leistung es wieder ausgibt.
Wenn Du den Motor als Motor betreibst, hast Du die Verluste auf der elektrischen Seite.
Pzu = U * I; Pab = M * ω
Wenn Du den Motor festhälst oder leer laufen lässt, ist Pab = 0
Wenn Du den Motor als Generator betreibst, hast du die Verluste auf der mechanischen Seite.
Pzu = M * ω; Pab = U * I
Wenn Du keinen Strom entnimmst oder die Klemmen kurzschließt, dann ist Pab = 0
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Brizz am 2 Aug 2012 11:12 ]
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BID = 841242
budist
Gerade angekommen
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Richtig.
Also macht es gar keinen Unterschied, ob ich das mit der Bremse versuche oder im Generatormodus den entnommenen Last-Strom messe, oder welche Verluste sind gravierender?
Also könnte ich in beiden Fällen das Moment berechnen?
Dann könnte ich, wenn ich den Wirkungsgrad im Generatorbetrieb kenne, mit P_ab = P_zu setzen und mit U*I / ω = M auf das Drehmoment kommen?
Also generell kann ich das Drehmoment mit der Gleichung berechnen, habe aber entsprechende Verluste?
Ich danke dir vielmals für deine ausführlichen Antworten!
(Kannst du gute Literatur über das Thema empfehlen bzw. vielleicht auch über Generatoren? )
[ Diese Nachricht wurde geändert von: budist am 2 Aug 2012 12:17 ]
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BID = 841280
winnman
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Das Moment des Motors wird sich abhängig von dessen Drehzahl verändern.
Bremst du nun mit deinem Generator (auch wenn du ihn als Motor verwendest) bis zum Stillstand, entspricht das niemals dem Moment bei Nennbedienungen.
Was sollst du eigentlich messen? Den treibenden Motor oder den Generator?
Unter welchen Bedingungen soll das gemessen werden? Nennbedingungen, Losbrechmoment, Kippmoment, . . .
Oder sollst du irgenwelche Kurven aufnehmen?
Fragen über Fragen.
Beschreib mal deine Aufgabenstellung nochmals genauer!
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BID = 841287
Ltof
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Zitat :
Brizz hat am 2 Aug 2012 10:10 geschrieben :
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Das Drehmoment kannst Du ermitteln, indem Du den Motor drehbar lagerst und in einem definierten Abstand zum Drehpunkt die Kraft senkrecht zum Hebel misst.
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Und das nennt sich dann Drehmomentwaage.
Genau so und nicht anders würde ich das antreibende Drehmoment ermitteln. Das lässt sich mit relativ simplen Mitteln bauen.
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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)
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BID = 841297
der mit den kurzen Armen
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Zitat :
Brizz hat am 2 Aug 2012 11:10 geschrieben :
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Wenn Du keinen Strom entnimmst oder die Klemmen kurzschließt, dann ist Pab = 0
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Brizz am 2 Aug 2012 11:12 ]
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wie Bitte?? Es besteht ein kleiner aber feiner Unterschied zwischen Leerlauf und Kurzschluss einer Spannungsquelle.
Bei einem Kurzschluss wird die Spannungsquelle Maximal belastet und damit erreicht Pab seinen Max Wert.
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Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!
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BID = 841307
dl2jas
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Bei einem Kuzschluss wird keine Leistung abgegeben, alles wird im Generator verheizt.
DL2JAS
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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert
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BID = 841310
der mit den kurzen Armen
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Einen voll kommenden Kurzschluss gibt es noch nicht, deshalb wirkt der Kurzschluß als Lastwiderstand für den Generator und verheizt die erzeugte Leistung. Das die Verlustleistung im Generator ebenfalls ansteigt hat damit nichts zu tun.
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BID = 841326
Brizz
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Ich denke, dass Du nicht drumherum kommst, die Kennlinien Deines Generators oder Motors aufzunehmen.
Konstante Drehmomente kannst Du erzeugen, wenn Du um die Welle eine Schnur oder Drahtseil 2 bis 3 Mal wickelst. Auf der einen Seite befestigst Du das Seil.
An die andere Seite hängst Du ein Gewicht. Dann lässt Du den Motor drehen, so dass er das Gewicht heben würde. Er kann es aber nicht heben, da sich das Seil um die Welle lockert und rutscht. In der technischen Mechanik gibt es den feststehenden Begriff "Das umschlungene Seil". Da kannst Du dann ja einmal ausrechnen, wie groß der Unterschied zwischen zwei mal und vier mal umwickeln ist.
Das Gebilde wird aber warm. Also schnell messen und abkühlen lassen.
............................... -> .. -> -> .. -> ...... ->
Das Moment ist dann M = r x F = r x (m * g) und drehzahlunabhängig.
Damit kannst Du dann das Kennfeld des Motors in der von Dir gewünschten Betriebsart aufnehmen.
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BID = 841398
budist
Gerade angekommen
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vielen Dank euch allen!
also müsste ich nun verschiedene Drehmomente am Generator ( ist ein DC-Motor) erzeugen und jeweils seine elektrische Leistung messen, sodass ich das antreibende Drehmoment (was diesen Generator antreibt) für verschiedene Leistungen, über die Generator-Kennlinie, ermitteln kann, richtig?
btw: das antreibende Moment kommt nicht von einem Motor, das könnte ich nicht so ermitteln, falls ihr das annehmt.
Grüße
[ Diese Nachricht wurde geändert von: budist am 3 Aug 2012 8:12 ]
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