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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Berechnung der benötigten Motorleistung


Autor: Öhrstedtbase (Gast)
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Ich möchte gerne die richtige Motorleistung berechnen, um ein 
mechaniches Gerät anzutreiben.

Früher befand sich an dem Gerät eine Riemenscheibe von ganz früher. 
Momentan betreibe ich das Gerät mit einer Handkurbel, aber an der 
Geräteantriebswelle ist eine Nut für eine Passfeder vorhanden, an die 
ich auch eine Normkeilriemenscheibe dranmachen kann.

Jetzt geht es um die Frage, wie groß muss die Leistung eines Motors sein 
bzw. das benötigte Antriebsmoment. Wie könne man das bestimmen - normal 
ist das Moment das Kreuzprodukt von Kraft und Weg - ich selber kann es 
ja betreiben, aber ich kann schlecht meine angewendete Kraft bestimmen, 
ich bin zwar sehr stark und darum kann ich das Gerät antreiben, aber wie 
könnte man es exakter bestimmen? Wäre es eine Idee, einfach Gewichte an 
ein Seil an den Hebelarm dranzuhängen und wenn die Masse so groß ist, 
dass das Mindestingangsetzegewicht erreicht ist, dann kann ich darüber 
die Kraft und im weiteren Schritt das benötigte Moment bestimmen? Und 
dann mach ich einfach noch einen Faktor von 1,5 bis 2,0 dazu, um etwaige 
Reibungen und andere Verluste auszugleichen?

Theoretisch - wenn man die Möglichkeit hätte, könnte man ja auch einen 
Drehmomentschlüssel an die Welle dranmachen, um so besser abschätzen zu 
können, wie man das benötigte Drehmoment bestimmen kann, oder? jedoch 
ist dies etwas zu kompliziert.

Gibt es vielleicht ein Standardverfahren zur Lösung eines solchen 
Problems?

Autor: mexman (Gast)
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Öhrstedtbase schrieb:
> Gibt es vielleicht ein Standardverfahren zur Lösung eines solchen
> Problems?

Ja, das Standardverfahren ist genau das, was Du beschreibst:
Zuerst ermitteln, welches Drehmoment der Verbraucher benoetigt.
WIchtig auch, welche Drehzahl.

Dann gehst Du mit diesen Daten in die Kennlinie eines Motors um zu 
schauen, ob er passt!

Wie Du das Mindestmoment ermittelst, ist Dur ueberlassen. Geht 
natuerlich ueber Hebel und Gewicht oder Drehmomentmesswelle...... aber 
das ist eben die einzige Moeglichkeit.

Genauso, wie Du die Stromaufnahme eines elektrischen Geraetes wissen 
musst, um eine Spannungsversorgung zu dimensionieren, fuehrt kein Weg 
daran vorbei.



Gruss

Michael

Autor: compressed (Gast)
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ich weiß ja nicht wie schwer sich das Ding drehen lässt, aber mit einem 
kleinen Drehmomentschlüssel könnte man vielleicht was rausfinden

Autor: Öhrstedtbase (Gast)
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compressed schrieb:
> ich weiß ja nicht wie schwer sich das Ding drehen lässt, aber mit einem
>
> kleinen Drehmomentschlüssel könnte man vielleicht was rausfinden

das problem liegt eher daran, dass ich mit dem drehmomentschlüssel nicht 
die welle drehen kann, ich müsste dann wahrscheinlich eine Nuss in die 
Welle reinschlagen, damit ich den Drehmomentschlüssel dort ansetzen 
kann, damit er dort Halt bekommt, ohne die Welle zu zerstören, dass 
meinte ich mit kompliziert.

Und ich hab gedacht, die Leistung des Motors berechnet man so:

Ich muss die gewünsche Drehzahl meiner Antriebswelle wissen, sagen wir 
z.B. mal 10 Umdrehungen min^-1, dann ist die benötigte Leistung

P_benötigt = 2pi * 10 U/min * 1min/60s * M

M sei z.B. 3000Nm, also P_benötigt = 3100,4 Nm/s ~ 3,1 kW

Und ich dachte, so ein einfacher Motor mit 230 Volt hat 1440 Umdrehungen 
in der Minute als Standard und nen Wirkungsgrad z.B. 0,8, also müsste 
doch das Nenndrehmoment des Motors folgendermassen sein:

P_Motor = P_benötigt/Wirkungsgrad = 3,1kW/0,8 = 3,875kW
M_Motor = P_Motor / (2pi * 1440 min^-1 * 1min/60s) = 0,0257kNm ~ 25,7 Nm

Und die Riemenscheiben müssen so ausgelegt werden, dass durch die 
gewählten Durchmesser die gewünschte Wellendrehzahl der Welle am Gerät 
erreicht wird, also wenn der Wellendurchmesser am Motor z.B. 10mm wäre, 
dann wäre

Übersetzung = M_Motor / M_Maschine = 3000 Nm/25,7 Nm = 116,73
Ü = d_2/d_1 ---> d_2 = Ü*d_1 = 10mm * 116,73 = 116,73mm

Also wäre Durchmesser d_2 = 117 mm

Ist diese Rechnung so theoretisch richtig?

Autor: U. B. (pasewalker)
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> P_Motor = P_benötigt/Wirkungsgrad = 3,1kW/0,8 = 3,875kW

Die Motorleistung auf dem Typschild ist üblicherweise die an der Welle 
abgegebene Leistung, also wäre hier:

P_Motor = P_benötigt = 3,1 kW

Autor: Frank Xy (flt)
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Öhrstedtbase schrieb:




> Und die Riemenscheiben müssen so ausgelegt werden, dass durch die
> gewählten Durchmesser die gewünschte Wellendrehzahl der Welle am Gerät
> erreicht wird, also wenn der Wellendurchmesser am Motor z.B. 10mm wäre,
> dann wäre
>
> Übersetzung = M_Motor / M_Maschine = 3000 Nm/25,7 Nm = 116,73
> Ü = d_2/d_1 ---> d_2 = Ü*d_1 = 10mm * 116,73 = 116,73mm
>
> Also wäre Durchmesser d_2 = 117 mm
>
> Ist diese Rechnung so theoretisch richtig?

Ein paar Anmerkungen dazu:

-Es gibt keinen 3,1kW Motor - 3kW sind ein Standardwert.
-Die Welle eines 3kW Motors ist mit Sicherheit dicker als 10mm.
-Zuerst solltest Du Dir eine passende Riemenscheibe für den Motor 
beschaffen Stichwort "Taperlock Buchse"
-Von 1500 1/min auf 10 1/min ist ziemlich viel
-Besser ein 8-poliger Motor(750 1/min)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Öhrstedtbase schrieb:
>>> Momentan betreibe ich das Gerät mit einer Handkurbel
Wie lange? Gibt das Muskelkater?
Da werden kaum mehr als 200 Watt zusammenkommen...

>>> Momentan betreibe ich das Gerät mit einer Handkurbel
>> P_Motor = P_benötigt/Wirkungsgrad = 3,1kW/0,8 = 3,875kW
Scheint mir sehr überdimensioniert zu sein...  :-o

Autor: Oehrstedtbase (Gast)
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Es sollte doch einfach erstmal ein Rechenbeispiel sein. Natürlich leiste 
ich keine 3KW Energiemenge am Stück, aufm Radergometer hörts leider bei 
500 Watt auf, aber ich will ja auch keine Tour De Franse fahren.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Öhrstedtbase schrieb:
> P_benötigt = 2pi * 10 U/min * 1min/60s * M
>
> M sei z.B. 3000Nm, also P_benötigt = 3100,4 Nm/s ~ 3,1 kW

Da stimmt was nicht.

3000Nm sind mit einer 50cm langen Kurbel 600kg. So eine Kraft kannst du 
normalerweise nicht aufbringen.

Autor: Ohrstedtbase (Gast)
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Alexander Schmidt schrieb:
> Da stimmt was nicht.
>
>
>
> 3000Nm sind mit einer 50cm langen Kurbel 600kg. So eine Kraft kannst du
>
> normalerweise nicht aufbringen.

Ich habe doch geschrieben, es handelt sich um ein Rechenexempel, die 
tatsächliche Kurbel hat einen Durchmesser von etwa 600mm, das daran zu 
befestigende Gewicht habe ich noch nicht ermittelt, weil ich noch keine 
Zeit dazu hatte, das geht erst am Wchenende.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Ohrstedtbase schrieb:
>> 3000Nm sind mit einer 50cm langen Kurbel 600kg. So eine Kraft kannst du
>> normalerweise nicht aufbringen.
>
> die tatsächliche Kurbel hat einen Durchmesser von etwa 600mm,

Dann sind es "nur noch" 500kg.

Autor: Uwe R. (aisnmann)
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Alexander Schmidt schrieb:
> Ohrstedtbase schrieb:
>>> 3000Nm sind mit einer 50cm langen Kurbel 600kg. So eine Kraft kannst du
>>> normalerweise nicht aufbringen.
>>
>> die tatsächliche Kurbel hat einen Durchmesser von etwa 600mm,
>
> Dann sind es "nur noch" 500kg.

He, das ist ein Beispiel, jetzt haengt euch doch nicht daran auf das 
sie(?) den richtigen Weg mit der richtigen Frage beschreitet. Sie hat 
doch genau die richtige Loesung, eigentlich braucht man garnicht zu 
antworten, aber das geht ja auch nich... ;o))

bye uwe

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