Hallo,
Ich bastel gerne und Programmiere ab und an mit dem Arduino.
Ich habe vor eine Hubanwendung zu bauen.
Da die entsprechenden Teile nicht so günstig sind, möchte ich mir hier
ggf. Verbesserungen und Ideen besorgen.
Ich will eine Masse von 40kg ca 1m hoch heben und dann wieder zu senken.
Dies soll ständig wiederholt werden. (1-2h Dauerbetrieb)
Motor: befindet sich an der Decke,
Masse 40kg
Höhe 1m
v= 0,33m/s
t= 3s
r= 0,05m (Scheibe am Motor)
Heben & Senken
E=m*g*h = 400J/s
P=E/t = 130W
v= omega*r =2*pi*n*r =
n= v/2*pi*r = 0,33/2*pi*0.05= 1/s= 60/min
M = P/ omega = 130W/ 2*Pi*n =20Nm
1. Frage
Der Motor hat nur eine Leistung von 130W, oder?
Dies klingt nach recht wenig!
2. Frage
Zudem würde sich der Motor sehr langsam drehen. Daher würde ich eine
Untersetzung anbringen.
Dadurch erhöht sich das Moment und Drehzahl reduziert sich und ich kann
eine höhere Maße anheben, richtig?.
3.Frage
Ich frage mich noch wie das Senken einer Last funktioniert.
Zumal die Maße den Motor unterstützt. Kann es daher sein das die Last
dann schneller gesenkt wird und der Motor sich schneller als die
eingestellte Frequenz bewegt?
4.Frage
Kann ich zum Senken ein Lastwiderstand verwenden, (abgesehen davon, dass
die Maße dann fast unkontroliert nach unten bewegt, aber zumindest
gebremst. Ich würde entsprechend der steigenden / sinkenden
Geschwindigkeit unterschiedliche Lastwidestände zuschalten lassen
(Software)
5. Servo mit Regler/ Verstärker oder Synchronmotor (BLDC/ Servo) mit FU?
Auf Ebay gibt es CNC Servo inkl Regler, mit etwas mehr als 100W aber nur
ein paar Nm.
(CNC Leadshine Closed Loop Hybrid Servosteuerung HBS57 Driver)
Könnte ich ein solchen Motor verwenden?
6. Läst sich das Haltemoment einstellen (FU, Servoregler)?
Ich würde beim Senken ein Strom einstellen damit eine Moment entgegen
gesetzt der Senkrichtung ergibt. Dadurch sollte sich die Last
kontroliert senken lassen, richtig?
Danke und Schönes Wochendende
Gruß
Erick
Erick schrieb:> Der Motor hat nur eine Leistung von 130W, oder? Dies klingt nach recht> wenig!
Ich könnte das Gewicht auch noch locker mit den angegebenen Parametern
heben Und ich bringe nicht arg viel mehr Hubleistung zusammen...
> Kann es daher sein das die Last dann schneller gesenkt wird und der> Motor sich schneller als die eingestellte Frequenz bewegt?
Das nennt sich dann "überlastet".
> Zudem würde sich der Motor sehr langsam drehen.
Dann solltest du über eine Zwangskühlung nachdenken, denn das Lüfterrad
dreht sich dann auch nur ganz langsam.
> Ich würde beim Senken ein Strom einstellen damit eine Moment entgegen> gesetzt der Senkrichtung ergibt.
Du musst nur die nötige Drehrichtung und Geschwindigkeit vorgeben. Den
Rest macht der Umrichter von sich aus.
Sieh dir mal den Beitrag "Arduino Drehzahlgeber Werte invertieren" an. Da
macht sich jemand ganz ähnliche Gedanken...
Erick schrieb:> Maße
Maße ist der Plural von Maß. Also (eigentlich auch falsch) viele Liter
Bier oder wahlweise Maß als Messergebnis also viele Messergebnisse.
Du meinst Masse.
StefG schrieb:> Wie wärs mit einem Gegengewicht, um den Antrieb im Stillstand kraftfrei> zu machen?> Das spart Drehmoment...
Und max. Leistung und Energie.
Ist die clevere Idee wie es Seilbahnen, Fahrstühle etc schon seit vielen
Jahrzehnten zeigen
Erick schrieb:> Masse 40kg> Höhe 1m> v= 0,33m/s> t= 3s> r= 0,05m (Scheibe am Motor)
Hallo,
irgendwas stimmt mit den Zahlen nicht. Denn Du musst die Masse am Anfang
doch zuerst beschleunigen, mit konstanter Geschwindigkeit weiter heben
und dann am Ende wieder negativ beschleunigen (abbremsen). Denn ein
Antrieb der die Masse innerlalb von 0 Sekunden auf v= 0,33m/s
beschleunigt, gibt es nicht. Und auch wenn es den geben würde, würde die
Leistung unendlich groß werden. Wenn man diese Parameter hinzu zählt,
stimmt die Geschwindigkeit von v= 0,33m/s nicht.
Ich würde Dir das gerne mit Rechenweg vorrechnen. Aber dazu brauche ich
die Angaben, in welcher Zeit Du die Masse beschleunigen und abbremsen
möchtest, die maximale Drehzahl von der Scheibe und das maximale
Drehmoment an der Scheibe.
Summa sumarum kann ich Dir jetzt schon sagen, dass Du für die
Beschleunigung die meiste Leistung benötigst.
45 Jahre Maschinenbaukonstruktion lässt grüßen...
MfG. Zeinerling
@Werner Fischer (Firma: Konstruktionsbüro Zeinerling) (zeinerling)
>Summa sumarum kann ich Dir jetzt schon sagen, dass Du für die>Beschleunigung die meiste Leistung benötigst.
Eher nicht, wenn diese eher klein ist.
>45 Jahre Maschinenbaukonstruktion lässt grüßen...
Und immer noch keinen Pragmatismus gelernt. Naja . . .
Falk B. schrieb:> Eher nicht, wenn diese eher klein ist.
Vertrauen ist gut. Nachrechnen ist besser. Denn bei einer vertikalen
Beschleunigung hat man es mit einem statischen Moment und einem
dynamischen Moment zu tun. Das soll man nicht unterschätzen.
MfG. Zeinerling
@ Erick (Gast)
>Ich habe vor eine Hubanwendung zu bauen.>Ich will eine Masse von 40kg ca 1m hoch heben und dann wieder zu senken.>Dies soll ständig wiederholt werden. (1-2h Dauerbetrieb)
OK.
>Masse 40kg>Höhe 1m>v= 0,33m/s>t= 3s>r= 0,05m (Scheibe am Motor)>Heben & Senken>E=m*g*h = 400J/s
Falsch, Energie sind J, nicht J/s
>P=E/t = 130WDas schon eher.>v= omega*r =2*pi*n*r =>n= v/2*pi*r = 0,33/2*pi*0.05= 1/s= 60/min>M = P/ omega = 130W/ 2*Pi*n =20Nm>Der Motor hat nur eine Leistung von 130W, oder?
Falsch. Das ist die NETTO-Hubleistung! Dazu kommen Getriebe- und
Motorverluste + die Beschleunigung. Ich würde mal locker mit dem
Doppelten Nennwert ins Rennen gehen, sagen wir 300W.
>2. Frage>Zudem würde sich der Motor sehr langsam drehen. Daher würde ich eine>Untersetzung anbringen.
Muss man auch, denn so langsam drehende Motoren mit der Leistung wäre
sehr dick.
>Dadurch erhöht sich das Moment und Drehzahl reduziert sich und ich kann>eine höhere Maße anheben, richtig?.
Klar, nennt sich kraftumformende Einrichtung. Das mechanische Gegenstück
zum elektrischen Transformator. Damit kann man eine Leistungsanpassung
einer beliebigen Quelle (Motor) an eine beliebige Last (Hubvorrichtung)
erreichen.
>Ich frage mich noch wie das Senken einer Last funktioniert.
Schwerkraft ist kostenlos ;-)
>Zumal die Maße den Motor unterstützt. Kann es daher sein das die Last>dann schneller gesenkt wird und der Motor sich schneller als die>eingestellte Frequenz bewegt?
Nö. Aber du musst die Energie der Senkung in Wärme umsetzen. Kann man
machen, ist aber nicht so sinnvoll. Mach es wie die Fahrstühle und pack
ein passendes Gegengewicht an eine Umlenkrolle. Dann muss dein Motor nur
die Reibungsverluste ausgleichen, sowohl beim Heben als auch Senken.
Dann reichen wahrscheinlich 50W Antriebsleistung.
>Kann ich zum Senken ein Lastwiderstand verwenden, (abgesehen davon, dass>die Maße dann fast unkontroliert nach unten bewegt, aber zumindest>gebremst. Ich würde entsprechend der steigenden / sinkenden>Geschwindigkeit unterschiedliche Lastwidestände zuschalten lassen>(Software)
Kann man machen, ist aber wenig sinnvoll.
>5. Servo mit Regler/ Verstärker oder Synchronmotor (BLDC/ Servo) mit FU?
Geht's noch? Da reicht ein einfacher 1 Quadratensteller vom Chinamann.
Dahinter ein Getriebemotor mit Bürstenmotor und fertig.
Danke für die vielen antworten.
Das System sollte nach Möglichkeit ohne Zusatzgewichte auskommen zumal
sich die "Masse" ändern kann bis auf einige wenige Kilo.
Der andere Beitrag "Arduino Drehzahlgeber Werte invertieren" ist quasi
genau mein Problem.
Im Prinzip ist es eine art Paternosteraufzug oder Förderband was eine
Masse aufnehmen kann und mit konstanter Geschwindigkeit weiter dreht.
Und abhängig von der gewünschten Drehrichtung ein Bremsmoment oder eine
Erhöhung des Momentes bewirkt.
Wenn ich das richtig verstanden habe kann ich mit der Momentenregelung
(ggf. mit Strombegrenzung) die Kraft begrenzen.
Somit würde ich dann ein Motor und FU benötigen die für solche Zwecke
ausgelegt sind.
Also ist die Drehmomentregelung eine Lösung des Problems.
Da ich aber dies bzgl. nicht mehr so fit bin schaue ich mir dies heute
Abend nochmal an.
Werner F. schrieb:> 45 Jahre Maschinenbaukonstruktion lässt grüßen...
Den Wissensstand hatte ich im zweiten Semester.
Und dann noch das MTM von der ganzen Konstruktion beachten, nech. Da
geht auch Energie rein.
Erick schrieb:> Ich will eine Masse von 40kg ca 1m hoch heben und dann wieder zu senken.> Dies soll ständig wiederholt werden. (1-2h Dauerbetrieb)
Du brauchst 2 Energiespeicher, einer davon ist die Masse.
Schlechte Lösung: zweiter Energiespeicher ist das Stromnetz
Gute Lösung: zweiter Energiespeicher ist eine Feder, ein Gegengewicht,
ein Drucklufttank usw usw.
@ Erick (Gast)
>Das System sollte nach Möglichkeit ohne Zusatzgewichte auskommen zumal>sich die "Masse" ändern kann bis auf einige wenige Kilo.
Früher (tm) löste man das auf jeder Balkenwaage mit variablen Gewichten.
>Im Prinzip ist es eine art Paternosteraufzug oder Förderband was eine>Masse aufnehmen kann und mit konstanter Geschwindigkeit weiter dreht.>Und abhängig von der gewünschten Drehrichtung ein Bremsmoment oder eine>Erhöhung des Momentes bewirkt.
Das hat aber mit der hier beschriebenen Aufgabe WENIG zu tun! Du
solltest mal ein wenig über das Thema Netiquette reflektieren.
>Wenn ich das richtig verstanden habe kann ich mit der Momentenregelung>(ggf. mit Strombegrenzung) die Kraft begrenzen.>Somit würde ich dann ein Motor und FU benötigen die für solche Zwecke>ausgelegt sind.
Mach mal.
>Also ist die Drehmomentregelung eine Lösung des Problems.
Eine, aber sicher nicht die günstigste.
THOR schrieb:> Den Wissensstand hatte ich im zweiten Semester.
Dann rechne Du dem Erik das doch mal vor.
Ich behalte mir vor, das denn zu kontrollieren.
Deine Klugscheißerei kannst Du Dir hier sparen.
MfG. Zeinerling
THOR schrieb:> Erick schrieb:>> Ich will eine Masse von 40kg ca 1m hoch heben und dann wieder zu senken.>> Dies soll ständig wiederholt werden. (1-2h Dauerbetrieb)>> Du brauchst 2 Energiespeicher, einer davon ist die Masse.
Nein, einer reicht. Den zweiten kann man durch einen Bremswiderstand
ersetzen.
Ich empfehle einen Asyncronmotor mit selbsthemmendem Getriebe und
Fremdlüfter. Dazu einen billigen Frequenzumrichter nebst Bremswiderstand
und fertig.
Falk B. schrieb:>>Also ist die Drehmomentregelung eine Lösung des Problems.>> Eine, aber sicher nicht die günstigste.
Kraftbegrenzung macht man indem man eine entsprechende
Beschleunigungsrampe und Strombegrenzung im Frequenzumrichter einstellt.
Hallo,
ich habe eine andere Lösung gefunden.
Ich verwende ein Schneckengetriebe mit einem Gleichstrommotor und einem
Kraftmesser.
Durch den Kraftmesser erkenne ich wieviel kg (Nm) auf den Motor wirken
und ich kann dem entsprechend den Motor hoch oder runter fahren lassen.
Danke euch für den Support auch wenn ich jetzt eine ganz andere Lösung
habe.
Gruss
Erick
@Erick (Gast)
>Danke euch für den Support auch wenn ich jetzt eine ganz andere Lösung>habe.
Lösung? Bestenfalls eine Idee. eine Lösung hast du dann, wenn sie
zuverlässig funktioniert. Bis dahin ist es noch ein gutes Stück ;-)
ich hoffe das es funktioniert, ansonsten wird das ein teurer Versuch
(150Euro).
Aber bis die Teile geliefert sind dauert es ca 3 Wochen.
Wenn die Lösung funktioniert melde ich nochmal, und wenn nicht dann
auch.
Gruss Erick
Noch ne Idee (nicht ganz ernstgemeint.
Eine Kurbelwelle mit 1m Hub, da das ganze ja angeblisch ständig
(zyklisch) passiert. Große Schwungmasse dran und man muss nur die
Reibungsverluste ausgleichen
Erick schrieb:> Im Prinzip ist es eine art Paternosteraufzug oder Förderband was eine
Beide brauchen im normalen Betrieb keine Drehrichtungsumkehr - also: Was
genau willst Du eigentlich machen?
gdfgghdh
Falk B. schrieb:> Falsch, Energie sind J, nicht J/s
Energie wird in J = N*m angegeben. ^^ dE/dt = P = Leistung = [Watt]
Naja, wenn grunglegende Einheiten verwechselt werden, dann weiß man was
man von den sonstigen großen Getöne halten kann.
