Drehmomentberechnung am Elektromotor

Hallo,
ich betreibe einen Elektromotor der eine Zahnriemenachse antreibt. Der Regler ist auf eine Drehmomentregelung ohne Drehzahlbegrenzung eingestellt. Als Vergleichsdrehmoment wurden 0,2 Nm eingestellt. Nun würde ich gerne diese eingestellten 0,2 Nm, mittels einer Auswertung über das Oszilloskop nachweisen. Aber irgendwie finde ich keinen richtigen Anfang. Kennlinien habe ich von dem Wirkstrom und der aktuellen Drehzahl über der Zeit. Über die anderen Parameter (Spannung der Anlage, Trägheitsmomente d. Motors und d. Linearachse, Übersetzung) kann ich doch bestimmt irgendwie das Drehmoment nachweisen.
Meine Anfänge:
Zwischenkreisspannung d. Motors: 325 V, Aus Kennlinie entnehme ich einen Wirkstrom von ca. 0,29 A
Somit lässt sich P berechnen (U*I)= 91 W
Winkelgeschwindigkeit berechnet sich durch n (Drehzahl kurz vor dem Abbremsen) = 22 U/s, somit ist w=n/(2*PI)=138,23 rad/s
Winkelbeschleunigung bekomm ich auch noch hin.
Aber dadurch, dass die eine Massenträgheit für den rotatorischen Anteil und die andere Trägheit für den translatorischen Anteil sind, weiß ich nicht wie ich diese zusammen rechnen soll. Kann man die einfach addieren?
Wie komme ich somit zum Drehmoment?
Lg
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
AW: Drehmomentberechnung am Elektromotor

Hi Horst,
das wird sehr schwierig:
Da spielt noch der Wirkungsgrad rein
und der schwankt gerade bei geregelten Motoren in einem SEHR großen Bereich!

Soll der Wert WIRKLICH realistisch sein, so würde ich ihn messen:
Dazu kannst du den Motor drehbar lagern und das Moment zwischen seinem Gehäuse und dem Fundament messen.
 
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Danke Peter.
Also wirklich realistisch muss er nicht sein, sollten nicht alle Einflußgrößen in das Ergebnis einfließen. Wenn man die ungefähre Richtung des eingestellten Wertes als Ergebnis raus bekommt wären wir zufrieden.
 
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Ich hab mir nochmal was anderes überlegt. Wenn ich eine Drehzahlsteuerung mit Drehmomentbegrenzung einstelle, kann ich über das Oszilloskop Drehzahl, Wirkstrom und die Zeit auslesen. Da das Drehmoment ja nicht geregelt wird sondern nur begrenzt muss es doch jetzt wesentlich leichter gehen, dass begrenzte Moment zu berechnen???
 
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Hi,

was ist das denn genau für ein Elektromotor? Synchron, Asynchron Maschine? Gleichstrommotor? Welcher Regler ist verbaut?
 
AW: Drehmomentberechnung am Elektromotor

Und welches Drehmoment willst du genau wissen? Beim Anlauf? Im Nennbetrieb?

Du kannst erstmal alle Massenträgheitsmomente auf die Motorwelle transformieren.

Formeltechnisch hätt ich noch folgendes:

Moment.JPG

Das Reibmoment kannst evtl. aus dem Datenblatt des Motors entnehmen.
 
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Das Moment im Nennbetrieb wäre nicht schlecht.
Massenträgheiten habe ich insgesamt 2, einmal vom Motor und der Linearachse. Insgesamt: 0,507 kgcm²

Ich guck gleich mal ins Datenblatt und gebe die Info´s bekannt :rolleyes:

Dank dir erstmal
 
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Kann man über die Motorkonstante das Reibmoment ermitteln?! Oder wofür steht das Nm/A?? Ansonsten sehe ich nix mit der Einheit Nm
 
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Motorkonstante = Nennmoment / Nennstrom. In wie weit jetzt damit dein Problem gelöst werden könnte weiß ich auch nicht :?

Stell doch mal ne Kennlinie oder ein paar Paramter hier hinein.
 
AW: Drehmomentberechnung am Elektromotor

So hier die Drehzahl und Wirkstrom Kennlinien über der Zeit.
Kennlinie 1: Drehmomentregelung ohne Drehzahlbegrenzung
Kennlinie 2: Drehmomentregelung mit Drehzahlbegrenzung (Allerdings nicht erreicht)
Kennlinie 3: Drehzahlegelung mit Drehmomentbegrenzung (Strom wird begrenzt)
Kennlinie 4: Drehzahlegelung ohne Drehmomentbegrenzung

Ich würde jetzt gerne das Drehmoment nachweisen. Egal ob Drehzahlregelung oder Drehmoment. Bei Kennlinie 3 wird der Strom und nicht das Drehmoment begrenzt. Komme ich über die Motorkonstante auf das begrenzte Moment?

Somit wäre: Nennmoment = Motorkonstante * Nennstrom = 0,457Nm/A * 0,2 A = 0,0914 Nm

Ich kann in der Software unterscheiden, ob das Drehmoment oder der STrom begrenzt wird. Somit müssen beide Parameter voneinander abhängig sein. Wenn ich aber eine Drehmomentbegrenzung von 0,9 Nm einstelle, fährt die Linearachse garnicht los, da die Reibung zu hoch ist. Somit stimmt das errechnete Ergebnis nicht?!
wacko.gif
 

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Hier nochmal die Kennlinie aus dem Handbuch.
Hier nochmal ein paar Werte:
Nennspannung: 325 V
Nennstrom: 1,4 A
Dauerstillstandsstrom: 2,15 A
Spitzenstrom 6,4 A
Motorkonstante: 0,457 Nm/A
Wicklungswiderstand 9,6 Ohm
Wicklungsinduktivität: 9,25 mH
EMK Konstante 0,383 Vs/rad
Stillstandsdrehmoment 0,98 Nm
Nenndrehmoment: 0,66 Nm
Nenndrehzahl 6800 1/min
Spitzenmoment 2,8 Nm
Maximale Drehzahl 8090 1/min
Rotor-Trägheit: 0,26 kgcm²
...
kein Getriebe verbaut.
 

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Hi,

also wenn du Ströme begrenzt, sind es nicht deine Nennwerte, die du berechnest -> Nennstrom = 1,4 A

--> 1,4 A * 0,457 Nm/A = 0,64 Nm (entspricht dein Nennmoment aus dem Dateblatt)

Schau dir mal das vierte Diagramm an:

Anstieg der Drehzahl:

dn/dt = 1800 U/min / 100 ms
bzw. 188 rad/s / 100 ms

Vernachlässigen wir mal das Reibmoment, dann folgt:

m = (J * dw) / dt

bei einem Trägheitsmoment von 0,01 kgm² zum Beispiel:

m = (0,01 kgm² * 188 1/s) / 0,1 s = 18,8 kgm²/s² = 18,8 Nm
 
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Hi,
richtig soweit bin ich ja auch. Aber ich habe doch nunmal zwei Trägheitsmomente (einmal der Motor und einmal die linearachse). Wenn ich nun das gesamte Trägheitsmoment berechne muss ich beide zusammenfassen und komme auf ca. 0,5kgcm² also 0,00005kgm²)
Setze ich das in deine Formel ein komme ich auf (wie auch schon oben berechnet) auf 0,09 Nm. Wenn ich dies aber einstelle in der Software, fährt der Schlitten erst garnicht los, da das Moment die Reibungskräfte des Schlittens nicht überwinden kann.o_O

Ich bin ratlos
 
AW: Drehmomentberechnung am Elektromotor

Ja, das Reibmoment musst du dir dann noch dazu denken.

Stelle das Moment soweit höher bis der Karrn anfängt zu fahren. Das Moment abzüglich deinem berechneten ist dann das Reibmoment.

Stelle nochmal rein, wie du dein J berechnet hast.
 
AW: Drehmomentberechnung am Elektromotor

Also der Motor fängt bei ca. 0,17 Nm an zu drehen.
J habe ich aus beiden Datenblätter abgelesen und mussten nicht berechnet werden
 
AW: Drehmomentberechnung am Elektromotor

Wenn dein Beschleunigungsmoment stimmt (berechnet aus den Trägheitsmomenten und dem Anstieg der Drehzahl), dann sollte das stimmen, denn

Motormoment = Beschleunigungsmoment + Widerstandsmoment

... Und das Motormoment gibst du ja vor?!
 
AW: Drehmomentberechnung am Elektromotor

Ok so zum Verständnis:
1. Ich kann mit folgender Formel wahrscheinlich nicht das Moment ausrechnen P=2*Pi*n*M P=U*I
Das ist die zugeführte Leitung und um das Moment zu bekommen fehlt mir der Wirkungsgrad, oder??

2. Hab mich bei meiner Rechnung vertan, das sind keine 1800 U/min, sondern 1800 mm/s somit kommt man auf 20 U/s des Motors--> M = (0,00005 kgm² * 125,6 rad/s) / 0,1 s = 0,0628 Nm

3. Ich würde ja gerne das Motormoment nachweisen, das geht bei Kennlinie 4 ja garnicht, weil ich eine Drehzahlregelung ohne Begrenzung eingegeben habe.

:angry: bin am verzweifeln
 

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