Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lastsimulator für Motor gesucht


von Gerhard G. (gga33)


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Hallo,
wir haben einen Prüfling (24V-Gleichstrommotor mit angeflanschtem 
Getriebe, 60 U/Min und 70Nm), der getestet werden muß.
Dieser soll bei Normallauf einen Widerstand vorfinden 
(Leichtlastverhalten) und beim simulierten Anschlag eine ideal 
unendliche Last (in der Prxis später ein mech. Anschlag) - die 
Elektronik der Motoransteuerung muß dann reversieren und das müssen wir 
erfassen.
Es geht nicht darum, genau zu messen sondern einen Torlauf zu 
simulieren.

Ein Schrittmotor war zunächst naheliegend, aber ich höre dazu eigentlich 
nur Negatives. Ich will aber weder ein Vermögen für was Fertiges wie 
z.B. Wirbelstrombremse puls Ansteuerung ausgeben noch Manntage in die 
Entwicklung einer Motorbremse stecken.
Ideal wäre etwas, was im Leerlauf immer ca 1-5Nm Last macht ('schleift') 
und auf Befehl dann 'blockiert'.
Hat dazu jemand eine pragmatische Idee?

Danke!

von J. D. (jch)


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Hallo,

mir fällt spontan nur ein, das Getriebe wegzubauen und den Motor mit 
einem Lüfterrad bestücken ein. Durch den Wind hast du eine Grundlast (je 
nach Drehzahl des Motors) und ohne Übersetzung müsste sich der kleine 
auch per Hand mit einem starken Lederhandschuh blockieren lassen.

Oder du baust dir eine Lange Motorwelle wo der Lüfter drauf ist und am 
freien Ende kannt du dann mit einer Rohrzange gefahrlos bremsen.

Gruß

Jch

von hans (Gast)


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Getriebe weg und einen 2. identen Motor (ohne getriebe) dran machen und 
in die andere richtung drehen lassen... nachdem er eh DC ist, einfach 
mit einem 0815 Buch-Converter eine Stromquelle basteln. Dann ist das 
Bremsmomemnt über den Strom einstellbar...

damit er nich in die falsche richtig läuft musst du dir noch was 
überlegen... (encoder auswerten mit uC, die bremse nur bestromen wenn 
der motor rennt,... gibt da viele möglichkeiten)

gruß,
  hans

von Ah (Gast)


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Und 2. (blockierten) Motor einfach parallel zuschalten ?

von Gerhard G. (gga33)


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Getriebe ab geht nicht, da integraler Bestandteil des Prüflings.
Das soll übrigens ein Produktions-Endtest sein, daher muß der Aufbau 
wiederholsicher sein.
Irgendwas 'Schleifendes', was auf Befehl rastet wäre OK....

von gnd3 (Gast)


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du brauchst ein halbes Fahrrad, also ungefähr das Hinterrad. Das 
'schleift' ganz soft durch den Luftwiderstand und hat eine Bremse und 
einen Freilauf.

Den Luftwiderstand kann man mit Flügeln in den Speichen vergrößern und 
die Bremse verschleißt nicht so schnell wie etwas, was hart einrastet. 
Durch den Freilauf darf die Bremse nach dem "Anschlag" blockiert 
bleiben, der Prüfling kann trotzdem in die andere Richtung drehen.

Die Drehzahl scheint mir gut zu passen, aber das Drehmoment... Mal 
angenommen, jemand fährt im 1. Gang, also mit 1:1 Übersetzung den Berg 
rauf. Dann steht er mit seinen 80kg auf der 200mm Pedalkurbel, macht 
also 160Nm, auch am Hinterrad, oder?

von Gerhard G. (gga33)


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Guter Ansatz!
Für Produktionsumgebung aber eher ungünstig, zumal man die Aktoren zum 
Bedienen von Bremse etc. ja noch irgendwie mit der Elektronik verbinden 
muß.

von Udo S. (urschmitt)


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Gerhard GG schrieb:
> ch will aber weder ein Vermögen für was Fertiges wie
> z.B. Wirbelstrombremse puls Ansteuerung ausgeben noch Manntage in die
> Entwicklung einer Motorbremse stecken.
Ja was denn nun? Selberbasteln oder fertig kaufen ohne viel Aufwand?

Gerhard GG schrieb:
> Das soll übrigens ein Produktions-Endtest sein, daher muß der Aufbau
> wiederholsicher sein.

Das passt nun überhaupt nicht. Wenn produktionskontrolle, dann nimm was 
gescheites und kein Bastelzeugs. Was denkst du sparst du wenn du die 
Produktion wegen einem nichtfunktionierenden Test stoppen musst oder 
wenn die Testdaten nicht reproduzierbar sind.

Gerhard GG schrieb:
> Irgendwas 'Schleifendes', was auf Befehl rastet wäre OK....
Prima und wie lange denkst du hält das Schleifendes in der Produktion 
die Werte? Stichwort Abnutzung.
Dann kaufe dir ein 300 Euro Ergometer und bau die Wirbelstrombremse aus.

Die Alternative wurde auch schon genannt ein Gleichstrommotor der 
entweder im Generatorbetrieb arbeitet, mit variabler Belastung, oder 
sogar aktiv bestromt wird.
Zum Festhalten (Blockierversuch) dann halt eine starke 
elektromechanische Wellenbremse. Vorteilhafterweise wird der Motor aber 
vor dem Blockierversuch elektrisch gestoppt, das vermeidet Verschleiss 
an der Bremse.

von Gerhard G. (gga33)


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Mittlerweile bin ich auch schlauer und würde auch nix Gebasteltes 
einsetzen.
Es kann ja auch Geld kosten, aber nicht in den Regionen eines fertigen 
Motorprüstandes - das brauchen wir auch nicht.
Einen Generator, der stark genug ist im Extremfall das Teil zu Stehen zu 
bringen ist wohl das was wir sichen.
Nur finde ich nichts dazu, es scheitert am Getriebe.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Wie ich dir schon auf deine Anfrage per Mail geschrieben hatte: Nimm 
einen Servomotor in Drehmomentregelung mit Getriebe ca. 1:10. Dann 
benötigst du ca. 7Nm bei 600U/min. Das sollte ein Motor mit 3-4Nm 
Nennmoment schaffen, da du ja immer nur einige Sekunden bremsen willst.

Welchen Servoverstärker man am Besten nimmt, hängt von der restlichen 
Infrastruktur ab. Es gibt Geräte, die Stand-alone laufen und den 
Drehmoment-Sollwert als +/-10V Signal entgegen nehmen können. Wenn der 
Test über eine PLC gesteuert wird, würde ich dagegen ein Gerät nehmen, 
was man über Feldbus anbinden kann.

Im Prinzip geht das übrigens auch mit einem Schrittmotor. Dann müsste 
man den Stromsollwert per Analogwert vorgeben. Die programmierbaren 
DS30-Steuerungen [1] können das. Aber selbst mit 1:10 Getriebe benötigt 
man noch immer einen ziemlich dicken Motor.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

[1] http://www.mechapro.de/pdf/DS30_Flyer_DE.pdf

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Nachtrag:

Das Hauptproblem ist die Vernichtung der Bremsenergie, egal welche 
Motortechnologie man einsetzen will. Bei den angepeilten >400W benötigt 
man einen FU mit internem oder externem Bremswiderstand, oder, wenn es 
ganz edel sein soll, mit Netzrückspeisefähigkeit.

Ansonsten steigt direkt beim ersten Bremsversuch die 
Zwischenkreisspannung so weit an, dass entweder der FU aussteigt, oder 
sich gleich ganz verabschiedet.

Ich habe letztes Jahr für einen Kunden ein Schrittmotor-Prüfgerät mit 
einem BLDC-Motor als Last gebaut, da hatte ich genau das anfangs nicht 
ausreichend berücksichtigt. Als dann mal etwas mehr Last anstand, ist 
das Netzteil ausgestiegen. Nach einer Anpassung des Bremschoppers läuft 
das jetzt sehr zuverlässig.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Dieter J. (fossi)


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Ich hatte vor langer Zeit dasselbe Problem.
Einen 15kW Drehstrommotor mit FU zu bremsen. Kein Problem dachte ich, da 
derselbe Motor und ein zweiter FU zur Verfügung standen.
Also schnell die 2 Motore auf zwei dicke U-Träger montiert und mit einer 
käüflichen Wellenkupplung die beiden Motore mechanisch verbunden.
Nach kurzer Zeit fing einer der FU's an Probleme zu bereiten und einer 
der beiden Motor wurde abrupt abgebremst. Im selben Moment gab es einen 
großen Knall und die Kupplungsteile (Metall) flogen kreuz und quer durch 
den Prüfstandsraum. Ich empfehle deshalb im Bereich der Kupplung eine 
kräftig dimensionierte Schutzvorrichtung anzubringen.
Wir alle hatten Glück, daß keiner im Bereich der Schußbahn der 
Kupplungsteile stand.
Die Kupplung war für das Nennmoment der Motoren ausreichend 
dimensioniert, aber nicht für das Moment, das beim schlagartigen 
abbremsen einer der beiden Motore auftreten kann.
Dies nur so als Sicherheitshinweis.

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