Massenträgheitsmoment mit Prüfstand

[valser (Gast)]

Hallo Freunde,

ich sitze hier gerade an einem Problem, und sehe mein Problem nicht...

Es geht darum das Massenträgheitsmoment MTM eines Motors zu bestimmen. 
Zur Verfügung habe ich einen Stromrichter mit dem ich I, U, und f 
vorgeben bzw. messen kann. Zusätzlich habe ich noch eine "Schwungmasse" 
mit definiertem MTM, die ich auf die Welle des Prüflings montieren kann.

Mein Ansatz zur Bestimmung des MTM des Prüflings ist nun:

Ich bestimme (messe) die el. Arbeit um auf eine definierte Drehzahl ,w1 
zu kommen.

mit der Beziehung:

W = 1/2* J * w1^2 komme ich dann direkt auf das MTM.


Ich weiss, ich messe die el. Leistung und nicht die mechanische, also 
ist dieser Ansatz nur sehr grob richtig.

Ich muss irgendwie die definierte Schwungmasse noch einbringen,...

Meiner Meinung nach sollte es irgendwie über die zeitliche Differenz 
gehen bis ich eine definierte Drehzahl erreicht habe, wenn ich die selbe 
Leistung an den Motor gebe.

Hat hier jemand von euch eine Idee, ich glaube ich bin nicht weit weg 
von der Lösung und brauche nur noch einen kleinen Schups in die richtige 
Richtung.

Danke

[valser (Gast)]

Ich habe noch was  vergessen,... die Drehzahl kann ich auch messen.

[Clemens S. (zoggl)]

leer hochbeschleunigen, auslaufen lassen
mit masse hochbeschleunigne und dann auch auslaufen lassen.

jetzt kennst du die verluste, und kannst dir deine unbekannte trägheit 
ausrechnen. ( lass den umrichter den strom konstant halten, dann ist es 
am einfachsten. )

[Joe G. (feinmechaniker)]

Erst einen Eingangssprung an den Motor anlegen und die mechanische 
Zeitkonstante bestimmen. Dann aus der Zeitkonstante das 
Massenträgheitsmoment ausrechnen.

[valser (Gast)]

Hallo zoggl,

danke für die Antwort. Ja, ich denke so werde ich vorgehen.

1) el. Energie bestimmen ohne Masse für bestimmte Drehzahl,  E1
2) el. Energie bestimmen mit Masse für die gleiche Drehzahl, E2
3) Verluste berechnen:

   Verluste = E2 -E1 - 1/2*w1^2*J

4) E1-Verluste = Rotationsenergie des Motors ==> MTM berechnen.


Ich glaube so haut das hin. danke nochmal

[Udo S. (urschmitt)]

Du hast das unbekannte Trägheitsmoment J1 und das bekannte J2 der 
Schwungmasse.
Jetzt machst du 2 mal den Versuch einmal mit und einmal ohne 
Schwungmasse.
Ob du den Versuch mit konstanter elektrischen Energiezufuhr durchführst, 
oder bis zur gleichen Drehzahl ist in erster Näherung egal.

Dann hast du 2 Gleichungen und und kannst bei bekanntem W1 und W2 bzw 
w1(omega) und w2 und dem bekannten J2 das unbekannte J1 bestimmen.

W1 = 1/2 * J1 *w1²
W2 = 1/2 * (J1 + J2) + w1²

[valser (Gast)]

Hallo Feinmechaniker,

danke dir für deine Antwort. Das ist ein interessanter Ansatz. Ich habe 
in der Beschreibung aber noch was unterschlagen, es handelt sich um 
Drehstrommotoren.

Der Ansatz eines Spannungsschrittes kann ich da also nicht direkt 
übernehmen.

Viele Grüsse

[Udo S. (urschmitt)]

Udo Schmitt schrieb:
> W1 = 1/2 * J1 *w1²
> W2 = 1/2 * (J1 + J2) + w1²

Das ist natürlich nur richtig, wenn W die mechanische Energie ist. Die 
Berechnung ist also nur richtig wenn man einen für beide Versuche 
konstanten Wirkungsgradfaktor Wmech/Wel annimmt, was in erster Näherung 
geht, da man hier nur Wel messen kann.

[valser (Gast)]

Hallo Udo,

danke für die Antowrt. Meinst du für:

> W2 = 1/2 * (J1 + J2) + w1²


nicht:

W2 = 1/2 * (J1 + J2)*w1²

Viele Grüsse

[rava (Gast)]

die Masse deines Objekts ist in J mit reingerechnet.
die Einheit von J ist kg m²

es gibt verschiedene MTM, mit deiner Drehbewegung kannst du das polare 
Massenträgheitsmoment oder Rotationsträgheitsmoment ausrechnen.
Da ist jeder Massenpunkt mit seinem Abstand von der Drehachse gewichtet, 
um auf J zu kommen.
Manchmal für einfache Körper ist manchmal rechnen besser.

[U. B. (Gast)]

Klassische Möglichkeit:

Prüfling mit Nebenschluss-DC-Maschine (Motorkonstante und 
Trägheitsmoment bekannt) bei konstantem Strom beschleunigen.

[Udo S. (urschmitt)]

valser schrieb:
> anke für die Antowrt. Meinst du für:
>
>> W2 = 1/2 * (J1 + J2) + w1²
>
> nicht:
>
> W2 = 1/2 * (J1 + J2)*w1²

Ooops, natürlich, sorry.

rava schrieb:
> Manchmal für einfache Körper ist manchmal rechnen besser.

Bitte den Beitrag auch lesen!
Es geht um die Bestimmung des trägheitsmoments eines Motorläufers ohne 
ihn zu zerlegen.
Mit einfach rechnen ist da nichts mehr!

[rava (Gast)]

> Mit einfach rechnen ist da nichts mehr!

CAD-Programme können so Einiges genauer numerisch rechnen als eine 
pfuschige Messung mit verlustbehafteten Komponenten.
Nicht dass ich irgendjemandem miese Arbeit unterstellen möchte. Die 
Genauigkeit bei der Messung ist leider nur schwer einzuschätzen.

[Udo S. (urschmitt)]

rava schrieb:
> AD-Programme können so Einiges genauer numerisch rechnen als eine
> pfuschige Messung mit verlustbehafteten Komponenten.

Dazu müsstest du aber den Läufer des Motors ausbauen und einen Längs und 
einen Querschnitt machen um seinen exakten Aufbau zu ermitteln. Weiter 
müsstest du die Dichte aller verwendeten Materialen ermitteln.
Damit eine Zeichnung erstellen und das Programm rechnen lassen.

Wenn du dir den ersten Beitrag durchliest, dann klingt das für mich wie 
eine Aufgabe.

Ansonsten würde ich eher eine Mail an den Hersteller senden und das 
Trägheitsmoment erfragen :-)